User Tools

Site Tools

historie_a_soucasnost_navigace_a_navigacnich_systemu

metody, přístroje, historie, současný stav GNSS

Způsob určení polohy

Přímé měření

  • přímé odměření vzdálenosti

Nepřímé měření

  • Úhloměrná metoda: azimuty ke dvěma známým bodům → přímky → průsečík, teodolit, kompas nebo směrová anténa
  • Dálkoměrná: vysílač o známé poloze → přijímač určí svoji vzdálenost od něho → kružnice → dva přijímače a průsečík (neurčitost určení bodu protože se kružnice protínají ve dvou bodech)
  • Kombinace metod: měří se azimut a vzdálenost z bodu o známých souřadnicích

k neznámému bodu nebo i naopak

Určování polohy a času u GNSS: pasivní dálkoměrné systémy

  • Kódové měření: dálkoměrné kódy s přesnými časovými značkami (přijímač určí, kdy byla odvysílána kterákoliv část signálu družicí) → časová značka + známá poloha vysílačů (efemeridy) → poloha a čas v místě přijímače
    • Přijímač nemá přesné hodiny → určení zdánlivé vzdálenosti
    • PRN je generován přijímačem i vysílačem
    • 4 neznámé (X, Y, Z, T (čas uživatele)) → 4 družice na 4 rovnice o 4 neznámých
  • Fázová měření:
    • vysoká nepřesnost a nejednoznačnost (ambiguity)
    • časově náročné, drahé aparatury
    • nezbytné okamžité korekce z jiného přijímače nebo postprocesní vyhodnocení
    • hlavně pro geodety a vědce
    • Zpracování vlastních nosných vln → přijímač počítá počet vlnových délek (celočíselná a desetinná část) → když zjistí celočíselnou část je schopen to pak už průběžně sledovat
    • Přesnost až na milimetry
    • Metody:
      • statická (hodiny až dny a více referenčních přijímačů)
      • rychlá statická (dva referenční dvoufrekvenční přijímače, jeden o známých souřadnicích a vyhodnocení postprocesních korekcí)
      • polokinematická (jeden referenční a jeden terénní přijímač)
      • RTK („real time kinematic“, jeden přijímač v terénu co zpracovává diferenciální korekce referenčních stanic ← z geostacionární družice, rádia nebo Internetu)
  • Dopplerovské měření: časové značky + poloha družic + změna frekvence → 2D poloha nebo rychlost
  • Úhloměrná měření: směrové antény a úhly vzhledem k vodorovné hladině, více družic nebo jedna v různém čase, nepoužívá se
  • podle orientačních bodů
  • inerciální
  • astronomická (pro daný čas je známá poloha hvězd z Hvězdného katalogu → měření na hvězdu → výpočet polohy stanoviště), výpočtem, radiová, podle druhu dopravy, podle ptáků, proudů

Historie

  • všechno na moři a astronomicky
  • Magnetický kompas, olovnice (plujte až do hloubky 100 m s bahnitým dnem), Portolánové mapy, astroláb, chip log (rychlost uzly), námořní almanachy (parametry oběžných drah astronomických objektů), hamal, jakubova hůl
  • 3500 př. n. l. jezdili podél pobřeží a rychlost měřili tak, že si sledovali mořské rasy a směr víceméně odhadovali
  • 13.st. magnetický kompas
  • olovnice - hloubka a bahno, haha :D
  • portolánové mapy, astroláb (= měřil úhel Slunce)
  • chip log = to lano s uzlíkama
  • námořní almanach = tabulky obsahující informace o parametrech oběžných drah astronomických objektů
  • potřebovali přesné hodiny → 1764 vynalezl John Harrison chronometr, který potom James Cook vyzkoušel
  • 1884 - Greenwich nultým poledníkem
  • 1940 - LORAN - long range navigation
    • vysílá pulzní rádiový signál z hlavních a řídících stanic
    • měření časového rozdílu
  • 1960 - Transit
    • první družicový systém vytvořený US Army
    • navigační signály na dvou frekvencích (150,400 MHz)
    • poloha na základě měření Dopplerova posunu na obou nosných frekvencích (nejspíš jedna družice)
    • časově omezeně dostupný ale
    • obdobný sysém udělal i SS: Cikad-M
  • 1973 USA dělá novej systém
    • bude měřit trojrozměrně(protože měří vzdálenost přijímače k minimálně 4 družicím → měří třírozměrnou polohu přijímače)
    • systém dostupný kdykoliv, kdekoliv
  • Čas: nultý poledník Greenwich (stop nejednotnosti), Gyroskopický kompas (vždy ukazuje k zeměpisnému severu)
  • Navigace: radiomajáky, radionavigační LORAN
    • Transit (USA, Dopplerův posun, hlavně pro námořníky), Cyklon (SSSR), Cikáda-M, Parus (vojenský)

Současné systémy

  • Navstar: 32 družic, pozemní stanice po celém světe, hlavní řídící v Colorado Springs, AUTONAV na půl roku, oběh 11 hod a 58 minut, 20 180 km vysoko, 55 °, vztažený k WGS
    • GPS čas se řídí hlavními kontrolními hodinami, uváděn v týdnech a sekundách, synchronizace s UTC / Družicový čas – každá družice má 4 atomové hodiny, navigační zpráva
  • GLONASS: 24 družic URAGAN, 65°, 11 hodin a 15 minut, všechny stanice v Rusku, používá FDMA
  • Galileo: skoro půlka družic už je nahoře, pro 30 družic, 23 222 km, centrum v Praze
    • Základní a komerční služba, safety of life, vyhledávací a záchranná služba,veřejně regulovaná služba
  • BEIDOU-2 (compass): od číňanů, 3 typy družic na 3 oběžných drahách, od 2020 pro celou zemi, pro veřejnost a pro vojáky
  • QZSS: Japonsko, pro 4 družice
  • IRNSS: Indie, 7 družic a funkční
  • EGNOS: 3 geostacionární družice, vylepšuje vlastnosti GPS po Evropě, provozuje ESA, pod Evropskou komisí, 4 kontrolní centra a 34 pozemních vysílačů
Permalink historie_a_soucasnost_navigace_a_navigacnich_systemu.txt · Last modified: 2021/04/07 23:54 by efox

oeffentlich