Műholdas navigációs rendszerek…

Az előadások a következő témára: "Műholdas navigációs rendszerek…"— Előadás másolata:

1 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

2 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) Környezettan-x EA-1

3 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 Környezettan-x EA-1 diaszám/összes

4 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) Környezettan-x EA-1

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

6 NAVSTAR (US, Dep. of Defense)
24/31 műhold (Rockwell International) 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 Környezettan-x EA-1

7 NAVSTAR GPS űrszegmens
Környezettan-x EA-1

8 NAVSTAR Block II R Környezettan-x EA-1

9 A földi követő- és vezérlőállomások rendszere
Környezettan-x EA-1

10 A felhasználói szegmens
Környezettan-x EA-1

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

12 ГЛОНАСС (CCCP, ma Oroszország)
24(27)/17 műhold 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: db üzemel (?) közeljövőben IRNSS kapcsolat?

13 GLONÁSSZ - űrszegmens Környezettan-x EA-1

14 Felhasználói szegmens
Környezettan-x EA-1

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

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

17 Galileo (Európai Únió – civil üzem.)
30 műhold / 3 pályasík (9+1 műhold/pályasík) 2005-ben fellőtték az első műholdat GIOVE A(+B) km, 56° p. inklináció, 14 óra 4 perc keringési 680 kg, új(?) frekvenciák L5 (E5A-B) MHz, (E MHz), E2-L1-E 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! Környezettan-x EA-1

18 2003. november 24. Kolozsvár, Babes-Bolyai Egyetem
GALILEO GPS Környezettan-x EA-1 diaszám/összes

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

20 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 ~ 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? Környezettan-x EA-1

21 2003. november 24. Kolozsvár, Babes-Bolyai Egyetem
北斗 – BEI DOU (Pejtou) 1-2. Környezettan-x EA-1 diaszám/összes

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

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

24 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 /  COMPASS = 35 / …

25 GNSS működési alapelvek
Környezettan-x EA-1

26 Működési elv: 1 ismert táv
R= km Gömbfelületen bárhol Környezettan-x EA-1

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

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

29 Működési elv: 4 ismert táv = egyértelmű
R1= km R2= km R3= km R4= km 1 pont!!! R1 R2 R3 R4 Környezettan-x EA-1

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

31 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) … Környezettan-x EA-1

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