1 / 21

Satelitarne systemy nawigacyjne

Satelitarne systemy nawigacyjne. Szymon Fiedler, IV rok IS. Nawigacja satelitarna - definicja. Rodzaj radionawigacji Wykorzystuje fale radiowe ze sztucznych satelitów

elias
Download Presentation

Satelitarne systemy nawigacyjne

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Satelitarne systemy nawigacyjne Szymon Fiedler, IV rok IS

  2. Nawigacja satelitarna - definicja • Rodzaj radionawigacji • Wykorzystuje fale radiowe ze sztucznych satelitów • Służy do określenia po-łożenia punktów i po-ruszających się odbior-ników wraz z parametrami ich ruchu w dowolnym miejscu na powierzchni Ziemi

  3. Zarys historyczny • 1958 r. – system TRANSIT, stworzony przez Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa w USA; zastosowanie w nawigacji morskiej, pomoc geodezyjna • 1960 r. – skonstruowano system MOSAIC (Mobile System for Accurate ICBM Control); miał on określać koordynaty ruchomych wyrzutni rakiet Minuteman (z powodu zawieszenia prac nad systemem rakietowym, nigdy nie zaczął funkcjonować) • 04.1964 – uruchomiono system SECOR (Sequential Collation Of Range); złożony z 13-tu satelitów dla wojsk lądowych

  4. Zarys historyczny c.d. • 1967 r. – Transit-SATNAV zaczyna być sporadycznie wykorzystywany do celów cywilnych • 1967 r. – ZSRR uruchamia system CYKADA • 1972 r. – pierwsze testy systemu GPS • 22.02.1978 r. - wystrzelenie pierwszego satelity GPS bloku I, SVN 1 • ~ 1980 r. – złożony z 6-ciu satelitów Transit-SATNAV staje się ogólnodostępny • 1996 r. – koniec stosowania Transit-SATNAV, zastąpienie go przez GPS

  5. Global Positioning System • GPS-NAVSTAR (ang. Global Positioning System – NAVigation Signal Timing And Ranging) • System nawigacji satelitarnej obejmujący całą kulę ziemską • Zarządzany i utrzymywany przez Departament Obrony USA • Ogólnodostępny, darmowy, odbiorniki produkowane przez niezależne firmy

  6. Geneza systemu GPS • Zaczęło się od NAVSTAR w latach 70. XX w. na podstawie doświadczeń z systemu TRANSIT • Założenia: • Wyznaczanie położenia w czasie rzeczywistym • Niezależność od warunków wykorzystywania i odporność na zakłócenia (celowe/niecelowe) • “5 pocisków wystrzelonych z niezależnych platform, naprowadzanych za pomocą systemu, ma trafić w cel z do-kładnością 5 m” • Cena jednego odbiornika <10000 USD w ‘77 (50000 USD dziś) • Dostępność na całej kuli ziemskiej • Synchronizacja czasu na poziomie 1 μs • Nielimiotowana liczba użytkowników • Niewykrywalnóść odbiornika (nasłuch)

  7. GPS – Segment kosmiczny • W każdym punkcie globu widoczne 4 satelity • Orbity na wysokości 20162 km • 32 satelity na orbitach kołowych o nachyleniu 55° i 63° • Obieg Ziemi trwa 11h 58min • 28 czynnych satelitów, ciągła wymiana • Działa na zasadzie CDMA • Ciekawostka: NuDet

  8. GPS - segment naziemny • 12 stacji nadzoru rozmieszczone możliwie blisko i równomiernie – obserwacja satelity przez co najmniej 2 stacje przez całą dobę • Główna stacja mieści się w bazie sił lotniczych Shriever AFB w Colorado Springs w USA • Pozostałe stacje nadzoru prowadzone przez Siły Lotnicze USA ulokowane są na Hawajach, Cape Canaveral, Wyspie Wniebowstąpienia, wyspie Diego Garcia oraz Atolu Kwajalein. • Sześć stacji zarządzanych jest przez NGA (National Geospatial-Intelligence Agency), są to stacje w: Waszyngtonie, Ekwadorze, Argentynie, Londynie, Bahrajnie i Australii.

  9. GPS – segment użytkownika • Odbiorniki posiadają wiele funkcji • kreślenie współrzędnych według różnych układów współrzędnych (standardowo WGS-84) • rejestrowanie śladu • nawigacja "do punktu" oraz "po trasie" • track back (czyli powrót do miejsca wyjścia "tą samą trasą" • pomiar odległości • wyznaczenie powierzchni • obliczanie wschodów i zachodów słońca oraz pór księżyca • wyświetlanie map i nawigacja na mapach warstwowych • komunikacja przez port szeregowy (RS232/USB) i Bluetooth z innym sprzętem elektronicznym (PC, PPC, Palm, elektroniczna mapa morska ECDIS) • autorouting (wyznaczanie automatycznej trasy "po drogach")

  10. GPS - odbiorniki

  11. GLONASS • GLONASS (ros. Globalnaja Nawigacionnaja Sputnikowaja Sistiema) • radziecki, obecnie rosyjski, satelitarny system nawigacyjny obejmujący swoim zasięgiem niemal całą kulę ziemską • Powołany do życia 1.12.1976 dekretem Komitetu Centralnego Partii Komunistycznej i Rady Ministrów ZSRR “O rozwoju globalnego systemu nawigacji satelitarnej GLONASS.” • System stadiometryczny tak jak GPS • Działa na zasadzie FDMA

  12. GLONASS – segment kosmiczny • Z założenia ma składać się z 24 satelitów, które pokryją zasięgiem całą Ziemię • Aktualnie wyniesionych jest 18 satelitów; pokrywają zasięgiem terytorium Rosji • Kąt inklinacji: 68° (lepsze pokrycie wyższych szerokości geograficznych – intensywna żegluga rosyjskich okrętów podwodnych z bronią jądrową na kole podbiegunowym) • Wysokość orbity: 19 100 km (niżej, niż GPS) • Okres obiegu: 11.25 h (krócej, niż GPS) • Co 17 okrążeń satelita jest w tym samym punkcie nad Ziemią • O określonej porze dnia satelita tej samej orbity jest widoczny w tym samym punkcie naziemnym

  13. GLONASS – segment kosmiczny Orbity satelitów GLONASS Satelita GLONASS

  14. GLONASS – segment kontroli naziemnej • Główna stacja kontroli w Moskwie • 5 stacji monitorująco-śledzących (St. Petersburg, Jenisejsk, Komsomolsk nad Amurem, Neusterlitz (Niemcy), Tarnopol (Ukraina) • Centralny zegar systemu • System monitoringu sygnału nawigacyjnego • W najbliższych latach planowane jest dodanie kolejnych 12 stacji monitorujących

  15. GLONASS – segment użytkownika • Odbiorniki przeważnie produkcji rosyjskiej i głównie typu wojskowego i okrętowego • Produkcja odbiorników cywilnych jest dopiero przygotowywana • Odbiorniki hybrydowe GPS i GLONASS są produkowane przez niektórych producentów zachodnich Odbiornik GLONASS/GPS

  16. Galileo • Europejski system nawigacji satelitarnej • W trakcie budowy do 2012 r. • Równoważna alternatywa dla GPS i GLONASS, ale kontrolowany przez instytucje cywilne • Pomysł systemu zrodził się w latach 80. z powodu braku zaufania do GPS I GLONASS, które mogły zostać w każdej chwili wyłączone Satelita systemu Galileo

  17. Galileo – segment kosmiczny • 27 satelitów operacyjnych i 3 zapasowe rozmieszczone równomiernie na 3 orbitach • Wysokość orbity: 23616 km • Kąt inklinacji: 56° • 10 sygnałów w 3 pasmach częstotliwości (przewaga nad GPS) • Sygnały 1,2,3,4,9 i 10 ogólnodostępne • Pozostałe szyfrowane i dostępne dla CS I PRS • Część bez żadnych danych dla korekcji jonosferycznej (zwiększona precyzja)

  18. Galileo – serwisy • Serwis otwarty (OS) • Współrzędne horyz. z dokł. 15-4 m, wysokość z dokł. 35-8 m. • Serwis bezpieczeństwa życia (SoL) • Ostrzeżenie o utracie integralności danych (m.in. lotnictwo) • Serwis komercyjny (CS) • Dokładność 0,8 m w poziomie i 1 m w pionie, przesyłanie wiadomości, gwarancja działania systemu, płatny • Serwis regulowany publicznie (PRS) • Wysoka wiarygodność, dostarczanie danych związanych z bezpieczeństwem narodowym, transportem, telekomunikacją, energetyką. • Serwis poszukiwania i ratowania (SAR) • Odbiór sygnału wzywania pomocy z pozycją geograficzną

  19. Galileo – segment naziemny • GSC (Ground Control System) • Kontrola stanu technicznego satelitów • Uzupełnianie braków w konfiguracji • 5 stacji, ciągła kontrola, dwukierunkowa łączność • GMS (Ground Mission System) • GSS (Ground Sensor System) • Kilkadziesiąt stacji śledzących na całym świecie • GCC (Galileo Control Center) • Analiza danych i generacja depeszy nawigacyjnej za pośrednictwem 10 stacji ULS (Up-Link Station)

  20. Galileo - Lokalizacja

  21. Bibliografia • http://www.esa.int/esaNA/SEMPOSXEM4E_galileo_1.html • http://www.kosmos.gov.pl • http://gps.gov • http://pl.wikipedia.org

More Related