Műholdas navigációs rendszerek… 2003. november 24. Kolozsvár, Babes-Bolyai Egyetem 2009 szeptember 24 Műholdas navigációs rendszerek… Kovács Béla Térképtudományi és Geoinformatikai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem, Informatika Kar Térképtudományi és Geoinformatikai Tanszék 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/A diaszám/összes

GNSS vs. GPS - elnevezés GPS = NAVSTAR vagy ГЛОНАСС, vagy GALILEO, vagy BEI DOU (Compass), vagy QZSS vagy IRNSS…? INKÁBB: GNSS Global Navigation Satellite System(s) 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

2003. november 24. Kolozsvár, Babes-Bolyai Egyetem Történelem: Klasszikus helymeghatározás (kronométer, sextáns, térkép) Doppler effektus alapján műk.(DORIS) LORAN-C, DECCA, OMEGA A „csillagháborús terv”, TRANSIT/TSIKAD NAVSTAR vs. ГЛОНАСС GALILEO – COMPASS – QZSS -IRNSS 2009.09.24. Környezettan-x EA-1 diaszám/összes

Global Positioning System* Globális helymeghatározó rendszer A Földön (és környezetében) Időjárástól, helyszíntől független „Csak” tiszta rálátás kell az égboltra Bárki által használható, de Korlátozható *(system definition by NavStar) 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

A GPS rendszerek felépítése A (z) űrszegmens A földi követő / vezérlő állomások A rendszer felhasználói (GPS kézi műszerek + kezelői) 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

NAVSTAR (US, Dep. of Defense) 24/31 műhold (Rockwell International) 20.200 km magasságban keringenek 6 pályasík (3-4-5 műhold/pályasík) 55° pályas az egyenlítő síkjához viszonyítva A pályasíkok 30°-onként az egyenlítő mentén 4 követő és 2 követő/vezérlő állomás (Hawaii, Ascencion, Diego Garcia, Kwayalein, Colorado Springs) 11 óra 58 perc keringési idő ~650kg, ~6 m nyitott napelemekkel 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

NAVSTAR GPS űrszegmens 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

NAVSTAR Block II R 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

A földi követő- és vezérlőállomások rendszere 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

A felhasználói szegmens 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Az ellenpólus - előzmények Tsikada, (Cikád) Uragan (hurrikán) Uragan – M / GLONASS-M 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

ГЛОНАСС (CCCP, ma Oroszország) 24(27)/17 műhold 19.100 km magasságban keringenek 3 pályasík (8+1 műhold/pályasík) 64.8° az egyenlítő síkjával bezárt szög A pályasíkok 120°-onként 11 óra 15 perc keringési idő ~1500 kg a kilencvenes évek közepén volt 15 is, majd 5-6!, napjainkban: 15-17-19 db üzemel (?) közeljövőben IRNSS kapcsolat?

GLONÁSSZ - űrszegmens 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Felhasználói szegmens 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Vezérlő – követő állomások Moszkva (központ) Szentpétervár Ternopol Jeniszejszk Komsomolszk-na-Amure 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Irány a világűr… Európa… ? Kullog a többiek után. 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Galileo (Európai Únió – civil üzem.) 30 műhold / 3 pályasík (9+1 műhold/pályasík) 2005-ben fellőtték az első műholdat GIOVE A(+B) 23 616 km, 56° p. inklináció, 14 óra 4 perc keringési 680 kg, új(?) frekvenciák L5 (E5A-B) 1164-1215MHz, (E6- 1260-1300 MHz), E2-L1-E1 1559-1591 MHz !!! Pozitívum: civil, független, pontosság, integritás adatok akár 6 másodpercen belül, ingyenes Negatívum: civil (pénzforrás), várhatóan 4-8 év mire rendszerbe áll, új vevők kellenek (?) L1! 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

2003. november 24. Kolozsvár, Babes-Bolyai Egyetem GALILEO GPS 2009.09.24. Környezettan-x EA-1 diaszám/összes

GNSS vs. GPS GPS = NAVSTAR vagy ГЛОНАСС, vagy GALILEO, vagy BEI DOU (Compass), vagy QZSS vagy IRNSS…? INKÁBB: GNSS Global Navigation Satellite System(s) 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

BEIDOU-2 (Pejtou-2) / Compass 北斗导航系统 (Kína) 35 (5 GEO+30 MEO pályán) műhold 2007. novembertől = az LBS Beidou-1 működik (4 műhold GEO-n, + 1 műhold MEO-n már sugároz ~21 500 km ígért részleges kiépítettség (PDS) ~2010 ??? 10 méter, open service (6 szint) Pozitívum: újabb globális helymeghatározó rendsz., még több műhold (műholdszegény helyeken is) Negatívum: új GNSS vevők kellenek, Galileo konkurens, jelenleg katonai rendszer? 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

2003. november 24. Kolozsvár, Babes-Bolyai Egyetem 北斗 – BEI DOU (Pejtou) 1-2. 2009.09.24. Környezettan-x EA-1 diaszám/összes

Vezérlő – követő állomások Xichang (űrközpont) ------------- Jamushi (1) Kashi (2) Zhanjiang (3) 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Irány a világűr… És az európai „GPS”… ??? 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

NEM, van mááásik!!! De azért ma már/még igen!  2009-ben a GPS = NAVSTAR ? NEM, van mááásik!!! De azért ma már/még igen!  ГЛОНАСС = 27 / (17-20)  NAVSTAR = 24 / 30  GALILEO = 30 / 2  COMPASS = 35 / 5 …

GNSS működési alapelvek 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Működési elv: 1 ismert táv R=20.200 km Gömbfelületen bárhol 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Működési elv: 2 ismert táv R1=20.200 km R2=20.199 km A két gömbfelület metszésében lévő körön R1 R2 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Működési elv: 3 ismert táv, trianguláció R1=20.200 km R2=20.199 km R3=20.201 km A három gömbfelület metszésében 2 pont!!! R1 R2 R3 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Működési elv: 4 ismert táv = egyértelmű R1=20.200 km R2=20.199 km R3=20.201 km R4=20.202 km 1 pont!!! R1 R2 R3 R4 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Egyszerű... Az egyszerű ívhátrametszéses helymeghatározás kiterjesztése a világűrbe Előny a nagy távolság A műholdak pontos pályántartása Az atomórák „pontossága” – a mérés alapja 0.000 000 000 000 sec. időmérési tartomány Nagyon leegyszerűsítve a mérési elv: s = v * t 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Hibaforrások Véletlen hibák, zaj (átlaga nem módosítja a pontosságot) Szisztematikus v. „szabályos” hibák (egy irányba húz) Durva hibák (felhasználó) Rádiófrekvenciás (jammer) hibák Multipath A fentiek kombinációi (horror) … 2009.09.24. Környezettan-x EA-1

Hibajavítási technikák Differenciális módszerek LBAS, GBAS, SBAS WAAS, EGNOS, MSAS Omnistar, Landstar „user error” kiküszöbölése „hardware error” 2009.09.24. Környezettan-x EA-1