geodezie+satelitara

7/31/2019 GEODEZIE+SATELITARA

1/34

GEODEZIE SATELITARA

1. Subiectul Geodeziei Satelitare

Geodezia (Helmert) masurarea si cartarea Pamantului, stabilirea cat mai

exacta a formei Pamantului.

Geodezia Satelitara inglobeaza tehnici de observare si de calcul care permitrezolvarea problemelor geodezice prin utilizarea masuratorilor de la, la si dintre

satelitii artificiali, in special cei din apropierea Pamantului.

Principalele probleme ale geodeziei satelitare sunt:

Determinarea pozitiilor tridimensionale globale, regionale si locale; Determinarea campului gravitational terestru si a functiilor liniare; Determinarea parametrilor orbitei satelitilor, a coordonatelor lor si

studiul diferitelor perturbatii in miscarea satelitilor;

Geodezia satelitara cuprinde intregul ansamblu al aspectelor tehnice cat si

tehnologiile menite sa resolve problemele principale ale geodeziei folosind satelitii

artificiali.

2. Clasificarea si conceptele fundamentale ale Geodeziei Satelitare

Printre metodele de cercetare in geodezia satelitara se intalnesc metode

geometrice si metode dinamice.

Metoda geometrica: satelitii pot fi folositi ca tinte (observatii simultane,epoci diferite)orbitale inalte vizibile de la distante foarte mari.

Metoda dinamica: satelitii pot fi considerati senzori la campulgravitational al Pamantului deoarece satelitii sunt in miscare pe orbite,

observatiile trebuie sa fie dintr-o perioada limita de timp (observatii

nesimultane).

Tehnici de observare ale geodeziei satelitare:

Metode Pamant spre spatiu- directii de la observatiile camerei

- distante de la satelit

- pozitionarea Doppler

- utilizarea GPS

Metode spatiu spre Pamant- altimetrie radar- spaceborne laser (aeropurtat)

- radiometrie satelitara

Metoda spatiu spre spatiu- STT

1


2/34

3. Dezvoltarea Geodeziei Satelitare

La 4 octombrie 1957 s-a deschis era cosmica prin lansarea primului satelit

artificial al Pamantului, SPUTNIK 1, de catre Uniunea Sovietica. Desi lansarea

primilor sateliti artificiali a avut drept scop stiintific cunoasterea spatiului din

apropierea Pamantului si nu unul geodesic, cu trecerea timpului, satelitii s-au folosit

si in geodezie.In anul imediat urmator Statele Unite ale Americii nu s-au lasat mai prejos

lansand satelitul artificial EXPLORER 1 (1958) si proiectand sistemul de navigatie

Navy Navigation Satelite System NWSS (Transit)

In anul 1959 s-au determinat valorile turtirii Pamantului din observatii

satelitare si in acelasi an s-au pus bazele teoriei satelitilor atificiali.

Urmatorii sateliti importanti au fost TRANSIT 1B si ECHO 1 (1960)

- 1958-1960 metode stiintifice, calcule orbitale

- 1970-1980 proiecte stiintifice, o mai buna axactitate a formei Pamantului

- 1980-1990 - implementarea tehnica satelitarea

Sistemul NAVSTAR (SUA)

Sistemul GLONASS (URSS)

4. Aplicatii ale Geodeziei Satelitare

Orice aplicatie este influentata de precizia ceruta, pretul echipamentului,

timpul de observare si usurinta de manevrare.

Principalele aplicatii:

Geodezia globala- forma principala generata a Pamantului sia campului gravitational

- dimensiunile unui elipsoid mediu al Pamantului- instituirea unui cadru de referinta terestru global

- definirea unui geoid detaliat ca suprafata de referinta pe uscat si oceane

- stabilirea legaturii dintre diferite date geodezice- legatura dintre date geodezice nationale si o data geodezica globala

Retele geodezice- stabilirea retelelor geodezice nationale

- instalarea unor retele tridimensionale omogene- analiza si imbunatatirea retelelor terestre existente

- stabilirea legaturilor geodezice intre insule si insule-continent

Geodinamica- puncte de control pt stabilirea miscarii scoartei terestre

- dispositive permanente pentru monitorizarea tridimensionala

- rotatia Pamantului si miscarea polara

- mareele solide ale Pamantului Geodezia marina si navigatia Domenii asociate- gravimetrie, masuratori seismice

- miscari de ghetari

- studiul fenomenelor atmosferice

5. Puncte, directii si plane utilizate in astronomia geodezica

2


3/34

In orice punct de pe suprafata Pamantului se pot observa aceleasi stele,

proiectate pe o cupola

Proprietati

indepartarea: cea mai apropiata constelatie

e=4x1013

Km =x(2R/e)=0,0001

directiile masurate sunt considerate paralele unghiul dintre stele ramane constant indiferent

de pozitie

stelele cu lumina proprie (straluciri specifice proprii).planetele nu au lumina proprie (sunt laminate de soare)

directia verticala este data de directia gravitatiei zenith - punctul unde verticala locului inteapa suprafata terestra

nadir punctul opus zenitului orizontul locului planul perpendicular pe verticala locului almucataract planul ce trece prin stea si este parallel cu orizontul h (inaltimea stelei) unghiul format intre directia spre stea si orizontala

locului

z (directia zenitala) unghiul complementar inaltimii steleiz=90-h=100g-h

6. Sisteme de coordinate carteziene si transformari de coordonate

3

O

R

M

M

R

Cerc vertical

Cerc orizontal

Cerc oraralmucataract

axa lumii

H H

z

z

zO

PN

PS

h

meridianul locului

Perimetrul

(-3 ianuarie)

Afeliu

(-3 iulie)

Echinoptiu de primavara

(-21 martie)

Echinoptiu de toamna

(-23 septembrie)


4/34

Prelucrarea tridemensionala a retelelor geodezice presupune efectuarea

calculelor de determinare a coordonatelor punctelor retelei intr-un sistem de

coordinate definit pentru fiecare punct geodezic stationat si apoi intr-un system local

de coordonate.

Pentru definirea sistemului local de coordonate pot fi utilizate elemente

astronomice (verticala si meridianul punctului de statie), fata de care sunt effectuatedeterminarile

In general elementele care se masoara sunt

d - directii orizontale - unghiuri zenitale - azimute astronomice latitudinea astronomica longitudinea astronomica

Sistemul global de coordinate

Un sistem local astronomic are:

- origine in punctual geodesic stationat

- axa z pe directia zenitului

- axa x pe directia nord (situate in planul meridianului ..)

- axa y pe directia estUn sistem global cartezian ecuatorial are:

- originea in centrul de masa al Pamantului

- axa z in coincidenta cu axa medie de rotatie a Pamantului

- axa x in planul meridianului astronomic Greenwich

- axa y perpendicular ape planul xOz

4

P v Vz(zenit)

P

S

u

x

z

y

s

s

S

ys

z0

xs

O


5/34

7. Sisteme si cadre de referinta conventional inertiale CIS

Acest sistem se foloseste pentru descrierea miscarii satelitului.

Satelitii artificiali se misca pe orbitele lor in campul gravitational al

Pamantului, deci intr-un system inertial.

Un sistem inertial este caracterizat prin doua trasaturi fundamentale:

originea sistemului este fixa sau executa o miscare liniara orientarea axelor de coordinate in spatiu este fixa originea este centrul Pamantului axa z nu este o axa fixa in spatiu, trebuie acceptate anumite conventii pozitia axei Pamantului

la 1 ianuarie este axa z a

sistemului

axa x se afla intr-un planperpendicular pe axa z

(planul ecuatorial) si este

orientate spre punctual

vernal conventional

23.5

5

x18,6ani

En polul precesiei(instantaneu)

En

257000 ani

Sensul precesiei

precesiesi nutatie

ecuatorul ceresc(instantaneu)

punct vernal

EN

ecuator

ecliptic

PN

PS


6/34

8. Sisteme si cadre de referinta conventionale

Determina pozitia punctelor de observatie si descrierea rezultatelor.

Sistemul de coordinate cartezian global terestru are:

originea este pe centrul Pamantului axa z este pe axa momentana a Pamantului din sistemul inertial

axa x pe directia unui punct de pe suprafata Pamantului axa Greenwich axa y perpendiculara p xOySistemul de coordinate cartezian global terestru este

dependent de timp si devine un sistem momentan

axa oz este orientata dupa directia unui punctterestru conventional (CTP)

axa ox este intersectia ecuatorului CTS cuplanul meridian Greenwich SIN

9. Legatura intre CIS si CTS

In afara influentei precesiei, nutatie si miscarii

polilor mai avem nevoie de inca 3 parametrii de

rotatie ai Pamantalui ()

Legatura intre sistemele de coordinate astrono-

mice si terestre .

6

x

CIO(CTP)

O y

z

GAST

yT

yCT

xCT

xT

zCT

zT

O

momentan

astronomic

mijlociu

astronomic

conventional

astronomic

nutatie precesie

momentan

astronomic

momentan

terestruconventional

terestru

GAST CIO


7/34

Precesia miscarea de perioada lunga a axei medii a Pamantului 257000 ani

Nutatia miscarea de perioada scurta a axei medii a Pamantului (de la 14 zile la 18.6

ani)

GAST unghiul de rotatie intre punctul vernal si meridianul Greenwich (Greenwich

Aparent Sideral Time)

CIO pozitia media a polului perioada 1900-1905 (Conventional InternationalOrigin)

Pentru un vector oarecare x transformarea este data de relatiile:

x[CTS]=RM RS RN RP x[CIS]

RM matricea de rotatie pentru miscarea polilor

RS matricea de rotatie pentru timpul sideral

RN matricea de rotatie pentru nutatie

RP matricea de rotatie pentru precesie

CIS este definite la epoca standard I2000 este transformata in system

momentan la epoca observatiei prin aplicarea de corectii datorita precesiei si nutatiei.Axa z a sistemului CIS reprezinta pozitia libera a axei momentane de rotatie.

Matricele de statie au forma:

=

cossin0

sincos0

001

][1R

=

cos0sin

010

sin0cos

][2R

=

100

0cossin

0sincos

][2

R

Valabile pentru sisteme de coordonate orientat dreapta.

Rotatia cu unghiul are semn pozitiv pentru rotatie in sen invers acelor de

ceasornic pentru un observatory care priveste dinspre origine in lungul sensului

pozitiv al axei date.

7


8/34

10. Sistemul natural global cartezian

Defineste pozitia tridimensionala a unui punct P

- originea = centrul de masa al Pamantului

- axa z = CID

- axa x = Greenwich- axa y = perpendicular ape xOz

- latitudinea astronomica = verticala

locului (planul format de x,y)

- longitudinea astronomica = planul

ce trece prin meridianul locului; meri-

dianul Greenwich

- cota ortometrica = segmental pe linia

de forta intre punct si proiectia sa pe

geoid (altitudinea) HOR

Sistemul particular topocentric

- axa z in continuarea liniei de forta

- axa x spre nordul pe directia meridianului astronomic

- axa y completeaza sistemul

0

0

0

cos

sinsin

sincos

=

= o

z

a

a

a D

z

y

x

x 0 - unghiul zenital

11. Sistemul de coordinate global ellipsoidal

B=

L=

Latitudinea elipsoidala = normala la ellipsoid; planul ecuatorial

Longitudinea elipsoidala = meridianul zore si meridianul ce trece prin P

Inaltimea elipsoidala h = distanta dintre P si proiectia la ellipsoid

- axa ze = dupa normala la ellipsoid spre zenitul geodesic

- axa xe = directia nordului geodesic in meridianul geodesic

- axa ye = spre est

8

D0

zp

xp

ypR

R

g

HOR

P

z(GAM)

y

z(CID)

O

x

y

z

O

PN

O

ye

zex

e

P

P

h

- originea O - centru sistemului artesian

- axa z axa pe directia polului Nordic

ellipsoidal

- axa y la 90 in sensul acelor de ceasornic


9/34

12.Elipsoid. Geoid. Data geodezica

Elipsoidul este suprafata matematica obtinuta prin rotirea unei elipse in jurul

axei mici, suprafata de referinta utilizata la reprezentarea suprafetei Pamantului

Geoidul este suprafata echipotentiala care aproximeaza cel mai bine forma si

figura Pamantului, suprafata neregulata

Parametrii geometrici ai elipsoidului- semiaxa mare a

- turtireaa

baf

=

- prima excentricitate2

222

a

bae

= ;

a

bae

=

Relatii: b=a(1-f)

e2=2f-f2

1-e2=(1-f)2

H=N+H h - inaltimea din observatiile satelitare

H=h-N N - normala la ellipsoid (adaptarea unui elipsoid de referinta)

H cota ortometrica

Definitia: ondulatie de geoid

9

elipsoid

geoid

maree

maree

deviatie

verticala

deviatie

verticala

verticala la elipsoid

E

G

HpN

P

P

P

P

Np

p E

G

HpOR

cvasigeoid


10/34

Cel mai nou model de geoid EGM 96, Europa EGM 97

Data geodezica (datum geodezic) = zet de parametriii care descriu relatia

dintre un anumit sistem local si un sitem de referinta geodesic global.

Cel putin 5 parametrii

- a axa principala a elipsoidului de referinta

- f turtirea- x, y, z coordonate relative

- x, y, z unghiuri de rotatie a axelor

- S factorul de scala

( )

12,11

1

1

1

++

=

z

y

x

S

z

y

x

z

y

x

xy

xz

yz

10

M

z2

x2

y2

z1

x1

y1r

2

r0

r1

z

y

x


11/34

13. Sistemul geodesic mondial 1984 (WGS 84)

Pentru a descrie aceasta pozitionare este nevoie de o aproximare foarte buna a

Pamantului. S-a incercat sa se dezvolte un elipsoid cat mai aproape de forma reala a

Pamantului.

Sistemul WGS 84 este un sistem conventional terestru, sistem de coordonate

geocentric caruia i se ataseaza elipsoidul deschis de: a axa semimajora 6378137m

f turtirea257223363.298

1

viteza unghiulara 7.292115x10-5rad 8-1

constanta gravitationala geocentrica GM=898600,4418cm3

14. Definirea unui sistem de coordonate de referinta. Parametrii

Un sistem de coordonate de referinta reprezinta, din punct de vedere al

geodeziei globale, un ansamblu de clase de datum.

Sistem de coordonate de referinta

Un punct are : - coodonate elipsoidale

- system de coordonate cartographic

- coordonate carteziene

Dup ace avem coordonate elipsoidale (coordonate specifice coordonate

plane) realizam o proiectie, procedeu mathematic adaptat Liniari: - false easting aplicata originii coordonatei x

- false northing aplicata originii coordonatei y

- scale factor parametru constant, transfoma o proiectie

tangentra intr-una secanta, aplicata puntului central al

proiectiei

Unghiulari: -azimuth - linia centrala a proiectie- central meridian originea coordonatei x

- latitude of origine originea coordonatei x

- longitude of origine originea coordonatei y

- standard parallel 1 si 2 in proiectie conica linia

latitudinilor si a lungimilor

11

datum

geodezic vertical ingineresc

sistem de coordonate


12/34

15. Definirea sistemului de coordonate de referinta EUREF. UTM

EUREF=subcomisia de referinta (agentia pentru Europa, organism ce are ca

scop realizarea unei retele geodezice europene)

Sistemul de coordonate de referinta adoptat de EUREF (cadreu de referinta a

Asociatie Internationale a Geodeziei sub comisie europeana) este ETRS 89 (European

Terrestrial Reference System), iar sistemul de cote EURS (European Vertical

Reference System)

Sistemul ETRS 89 poate fi descries de un ECRS (European CoordinatesReference System)

a=63778137

257222101.2981

=f

Elipsoidul de referinta G2S80 si EVRS

= datum vertical W0 = U0 NAP

nivelul zero in care vericala locului este egala cu normala le alipsoid

= componentele verticale sunt diferentele dintre potentialul Wp al

Pamantului in camp gravitational in punctul considerat P si potentialul

nivelului zore al sistemului EVRS

-Wp = W0 - Wp = Cp (numerele geopotentiale)UTM = sistemul de proiectie universal mercator, are ca ellipsoid de referinta

WGS 84

Sistemul divide suprafata Pamantului 60 zone longitudinale (6) si 20

latitudinale (8); =6 =8

Tipul de proiectie cilindrica transversala mercator secanta; liniile decontact se afla la aproximativ 180 km de fiecare parte a meridianului central

Meridianul central = 3, 9, 13 E sau V fata de Greenwich Latitude of origin = 0 originea axei N respectiv S se afla la ecuator False northing = 0 pentru emisfera N 10 000 000 m pentru emisfera S False easting = 500.000 m pentru fiecare fus Scale factor of origin = 0.9996 descreste de la meridianul axial pana

centrul va intersecta sfera. Liniile de contact situate la 180 km de fiecare parte a

meridianului central vor avea coeficientul 1

12

Sistemul de referinta

spatial european EUREF

(European Reference Frame)

ETRS(terestru)

sistem de referinta terestru european

datum geodesic

ETRS 89

sistem de coordonate

elipsoidul de proiectie

UTM

EVRS (pentru cote)

sistem de referinta vertical european

datum vertical

NAP


13/34

16. Transformari de coordonate

Sistemul 1 Sistemul 2

Datum 1 Datum 2

Elipsoid 1 Elipsoid 2

Sistem cartografic 1 Sistem cartograpfic 2

x1, y1 1,1 x1, y1, z1x2, y2 2,2 x2, y2, z2

17. Sistemul de proiectie Gauss-Kruger

Tipul proiectei: cilindrica tengenta UTM Meridianul central: Greenwich E-V 3-9-15-21-27- Latitude of origin: 0 axa N si S la Ecuator False northing: 0 la N si 10 000 000 m la S

False easting: 500 000 m RO 5 500 000 Scale factor of origin: 1 distantele masurate in lungul meridianului

axaial N sufera doformari

Unitatea de masura: m

18. Sistemul de proiectie Stereo 70

Tipul proiectei: plana, stereografica, secantaLinia de contact este in lungul unui cerc

Longitude of origin: 25 E Greenwich Latitude of origin: 46 N spre axa x

Centrul de proiectie langa Fagaras

False northing: 500 000 m False easting: 500 000 m Scale factor of origin: 0.99975Planul de proiectie este translatat astfel incat originea sistemului distantele

vor fi reduse cu aceasta valoare, iar intersectia dintre sfera si planul de

proiectie va genera un cerc cu R=201.72 km. Linia de contact obtinuta in

lungul cercului va avea coeficientul 1.

Unitatea de masura: m

13


14/34

19. Timpul. Generalitati

Timpul = marime fundamentala pentru decrierea proceselor din natura vie si

moarta. Importanta timpului in geodezia satelitara devine fundamentala, avand in

vedere ca:

- pozitia unui satelit este o functie de timp

- coordonatele punctelor de pe suprafata Pamantului sunt tot o functie de timpdatorita rotatiei Pamantului.

O conditie fundamentala prentru masurarea timpului o reprezinta alegerea si

stabilitatea unitatii de timp. In plus este nevoie de un instrument care sa ne permita

stabilitatea unui raport intre intervalul de timp care dorim sa-l masuram si unitatea

de timp, de regula durata unui process repetabil de la care pretinde ca este riguros

periodic. O scara de timp este definita prin perioada sau inversul ei, frecventa care se

masoara si originea scarii de timp care este definite si recunoscuta prin conventie

internationala.

In prezent. in geodezia satelitara sunt importante 3 grupe de scari de timp:

timp sideral

timp atomic timp dynamic

20. Timpul sideral si timpul universal

Timpul sideral = timpul in care Pamantul efectueaza o notatie completa in

jurul axei sale (revolutia Pamantului cu 360). Este definit la modul general ca

unghiul orar al punctului vernal.

- apparent: definit cu ajutorul punctului

vernal adevarat

- mijlociu: defnit cu ajutorul punctului

vernal mijlociu corectat de nutatie

- local: definit fata de meridianullocului si timpul sideral Greenwich

= punct vernal adevarat

(afectat de precizie si nutatie)

M = punct vernal mijlociu

(afectat doar de precizie)

zA = zenitul observatorului

(locului)

zG = zenitul la Greenwich

GAST = timpul sideral aparent

unghiul orar local al echinop-

tiului de primavera realLAST = timp sideral local apparent

unghiul orar local al echinoptiului de primavera real

GMST = unghiul orar Greenwich al echinoptiului de primavera real

LMST = unghiul orar local al echinoptiului de primavera real

Ecuatia echinoctiilor GMST-GAST=cos

nutatia de longitudine

LMST-GMST=LAST-GAST=0 pentru longitudine E a meridianului central

14

Meridianul

loculuiGAST

GMST

LAST

LMST

mean

M

zA

zG

S


15/34

o zi siderala medie = o zi solara medie 3 m555909

4 minute = diferenta de lungime a zilei dintre cele 2

Timpul universal = timpul solar mediu pentru meridianul zero

UT = 12h + unghiul orar Greenwich al soarelui mediu

21. Timpul atomic (TAI)Unitatea de masura in acest sistem este SECUNDA (1967)

Secundat=durata de 9192631776 perioade de rotatie ale radiatiei corespunzatoare

tranzitei intre cele doua nivele hyperfine ale starii fundamentale a atomului de

Cesium 133. Timpul atomic international este tinut astazi prin asa numitele ceasuri

atomice.

UTC=TAI-n(IS)

TAI=TU(1.01.1953) dar diferenta s-a modificat continuu

UTC are scala modificata dupa UTI (se refera la rotatia Pamantului- 50 statii de

observare astronomice) si unitatea de masura secunda.

22. Timpul efemer. Timpul dynamic. Timpul terestru.Timpul dinamic= o scara uniforma de timp care guverneaza miscarea

corpurilor in camp gravitational.

Generarea efemeridelor in cazul satelitilor de tip GPS se face pe baza

determinarilor de timp dynamic

Timpul dynamic descrie miscarea corpurilor intr-un sistem de referinta

particular in acord cu teoria gravitationala.

TDB (timp dynamic baricentric) Timpul masurat intr-un sistem de referinta aproape inertial, care are ca

origine centrul de masa al sistemului solar. Un ceas fixat pe Pamant va

avea variatii periodice cu ecartul sub 1.5 ms fata de TDS datorita

miscarii Pamantului in campul gravitational al Soarelui. TDT (timp dinamic terestru) Scara de timp pentru miscarea in campul gravitational terestru, are

aceeasi semnificatie ca si un ceas atomic de Pamant

Timpul efemeridelor (TE), premergator al TDT, dedus practice din miscarea

Lunii in jurul Pamantului. TDB este practice continuatorul timpului TE.

15


16/34

23. Domeniile de frecventa

Spectrul electromagnetic este in functie de lungimea de unda

Domeniul vizibil 0.4-0.7 (lungime de unda)

Centi e 10-2 Hector H 102

Mili m 10-3 Kilo K 103

Micro 10

-5

Mega M 10

6

Nano n 10-9 Giga G 109

Pico p 10-12 Tera T 1012

fento f 10-15 Penta P 1015

1. unde radio 1GHz=109Hz

2. microude 1mm-30cm

3. radiatia infrarosie 7.810-7m-10-3m

4. radiatia vizibila 7.6107-4.1014m

5. radiatia ultravioleta 3.810-7-6101-10

6. raadiatia x In GS se foloseste domeniul vizibil 0.4-0.81015 Hz si al

microundelor (10

7-

10

10

Hz)7. radiatia

24. Structura si subdiviziunile atmosferei

Troposfera 40 km de la scoarta terestra

Temperatura descreste cu altitudinea cu aproximativ 6.5C/Km

90% din masa atmosferei este sub 16 Km altitudine

99% este sub 30 Km

Indice 21 f

ncn n

= : c=40.3

Ionosfera 70 Km 1000 Km

Partea superioara toposferei, exista particule libere de ioni care efectueazapropagarea undelor radio, strabate atmosfera care are un effect perturbator asupra

propagarii, intrucat nu exista un indice de refractie constant pe toata grosimea.

Indicele de refractie n=c/V

C viteza undei in vid

V viteza undei in mediu

Troposfera, in care vaporii de apa si temperature influenteaza propagarea

undelor, aici au loc toate fenomenele meteorologice. Este considerate un gaz neutru

(moleculele si atomii neincarcati electric sunt foarte bine amestecati)

16


17/34

25. Propagarea semnalului prin troposfera si ionosfera

In biosfera semnalele satelitare sunt supuse unor influente destul de

complicate, datorita elctronilor liberi, a campului gravitational al Pamantului si a

coliziunii electronilor liberi cu alte particule. Efectul poate fi atat de puternic incat

receptoarele care receptioneaza aceste semnale nu sunt capabile sa proceseze aceste

date. Ionosfera este un mediu dispersive pentru undele radio emise de sateliti,

(viteza de propagare a semnalului este dependenta de frecventa semnalului).

Dependenta timpului de propagare fata de madiu, pentru un semnal radio care

strabate Ionosfera IS este data de relatia: 32 f

B

f

A

c

Rt ++=

t timp de propagare

R distanata satelit receptor

c viteza luminii

f frecventa semnalului

A, B constante

26. Refractia ionosferica

Refractia = frangere in miscarea undei unde in momentul trecerii dintr-un

mediu in altul cu indice de refractie diferit de primul.

- cauza: schimbarea vitezei de propagare

- influenteaza: viteza de propagare a semnalelor satelitare, masurarea

timpului de propagare a semnalului

In ionosfera semnalele satelitare sunt supuse unor influente destul de

complicate, datorita electronilor liberi, a campului gravitational al Pamantului si a

coliziunii electronilor liberi cu alte particule. Efectul poate fi atat de puternic, incat

receptoarele sa nu mai fie capabile sa proceseze datele receptionale.

Viteza de propagare este dependenta de frecventa semnalului

32 f

B

f

A

c

Rt ++=

t timp de propagare

R distanata satelit receptor

c viteza luminii

f frecventa semnalului

A, B constante

17


18/34

27. Refractia troposferei

Troposfera nu contine electroni sau ioni liberi. Este un mediu nedispersiv

pentru undele radio si independent de frecventa semnalelor

Parametrii care influenteaza refractia sunt: presiunea atmosferica, presiune

relative a vaporilor de apa si temperature.

Influenta refractiei in troposfera asupra masuratorilor de distante poate fidescrisa prin relatia

( )wT

wd

T

d hNhNT +=

5

10 6

h inaltimea deasupra solului la determinarea conditiilor meteo

N indice de refractie

d componenta uscata

w componenta umeda

33. Concepte de baza in geodezia satelitara

Aspectul geometric (imiplica pozitionarea si )

Aspectul dynamic (imiplica campul gravitational al Pamantului)

rj = ri + rijr

rj - vector de pozitie geocentrica

a satelitului

ri vector de pozitie geocentrica

a receptorului

rij distanta receptor-satelit

r vector unitate de legatura intre

receptor-satelit

Observabile si concepte de baza- statie-satelit

- satelit-statie

- satelit-satelit

Terminologie

pozitionare: implica cunoasterea vectorilor rj determinarea orbidei: implica cunoasterea vectorilor ri

Vectorul de pozitie al satelitului depinde de timp in contextul ca:

satelitii orbiteaza in jurul Pamantului descriind orbite proprii sistemul spatial fie are o miscare de rotatie in raport cu sistemul terestru

Vectorul de pozitie al receptorului

poate fi constanta static poate fi variabil cinematic (functie de timp)

18

Si

rj

ri

rij

Bi

geocentru


19/34

34. GPS. Introducere

GPS = sistem operational in orice context al conditiilor atmosferice bazat pe

observatii spatiale preluate de la sateliti artificiali care orbiteaza in jurul Pamantului

- evolutia a fost dirijata de DOD (Deportment of Defence) SUA

Perspective de utilizare

- taxa primara: scopuri militare- ulterior, scopuri civile

1973 conceptia unui sistem de pozitionare bazat pe sateliti care sa permita

navigatia unui obiect oarecare ce se afla in miscare sau repaus (cu rezultat in timp

real)

1974-1978 - validarea concept

1973-1992 dezvoltare si testare

1992 capaciate operationala deplina

Caracteristici generale (pentru proiectare sitemului)

- orbite satelitare inalte 20-200 Km

- orbite satelitare inclinate 55

- repartizarea uniforma a satelitilor pe orbite 6 pl x 4 sateliti- orbite satelitare simetrice

Avantaje

- nu necesita vizibilitate intre receptoare

- precizia nu este afectata de conditiile meteo

- productivitate ridicata- date obtinute in format digital in timp real

35. GPS. Segmentul Spatial

Satelitii NAVSTAR GPS transmit semnale sincronizate pe doua frecvente

purtatoare, parametrii de pozitie ai satelitilor si informatiile aditionale (starea

satelitilor)

Constelatia de sateliti (24) garanteaza vizibilitatea simultana spre cel putin 4

sateliti din orice punct de pe glob, iar daca satelitul este in dreptul zenitului

observatorului atunci el va fi vizibil 5h

Sateliti blocu I sateliti de dezvoltare II F (fallowar) noua generatie

blocul II-II A sateliti de productie

blocul II R sateliti de completare

1 ianuarie 2003 20 sateliti operationali (20-200 Km durata rezolutiei 11h58min)

Satelit emitator

ceasuri atomice

computere

echipamenteauxiliare

- genereaza doua frecvente purtatoare de banda L

L1 = 154 x 10.23 MHz = 1575.42 MHz =19 cm

L2 = 120x10.23 MHz = 1227.60 MHz =24.4 cm

- sunt identificati dupa numere si cod propriu

P pentru L1 si L2C/A pentru L1

- capacitate: - corelatia de ceas (corectia de timp)

19


20/34

- calculeaza efemeridele

- capacitatea de a masura distanta dintre sateliti

36. GPS. Segmentul de control

Are urmatoarele functii

1. monitorizeaza si controleaza sistemul de satelit2. determina timpul sistemului de satelit

3. anticipeaza efemeridele de satelit

4. actualizeaza periodic mesajul de navigatie

5. comanda mici manevre de mentinere a satelitului pe orbita sau inlocuirea

satelitului

MCS (Master Control Station) Colorado Spring USA

Statia principala de control

Exista 6 statii de monitorizare amplasate in jurul lumii

Acestea au fost pozitionate in system de coordinate WGS 84 cu masuratori

Doppler (TRANSIT), acoperind omogen cele 2 emisfere

37. GPS. Principiul observarii si structura semnalului

Recepetorul GPS masoara timpul necesar unui semnal pentru a se propaga de

la satelit la receptor. P=II C (distanta = intarzierea dintre codul general receptionat

de viteza luminii)

- observabila principala este timpul- masuratorile pe distante sunt denumite pseudodistante

In principiu masuratorile simultane de distante spre 3 sateliti asigura

suficiente informatii pentru determinarea pozitiei fixe in 3D dar timpul apare in

eroarea ceasului receptorului => (x, y, z, t) cel putin 4 sateliti, 4 pseudodirectii.

Semnalul satelitar este controlat in permanenta in ceasurile atomice,

genereaza o frecventa fundamentala in banda LL1 = 1575.42 MHz

L2 =1227.60 MHz

Codul P disponibil pe L1 si L2 Frecventa de 10.23 MHz

lungime de unda 30 m

perioana: 266 zile

Codul C/A disponibil pe L1 si L2 Frecventa de 1.023 MHz

lungime de unda 300 m

perioana: 1 msFrecventa mesajului de date: 50 bps

Lungimea unui ciclu a unui mesaj de date: 305

38. GPS. Determinarea si reprezentarea orbitei

Determinarea orbitei reprezinta operatia inversa navigatiei (pozitionarii).

Vectorii de pozitie ai statiilor terestre sunt dati de cuatia de baza a observatiei,

20


21/34

deoarece vectorii de pozitie (si viteza) ai satelitilor se presupun a fi determinati la

epoci diferite.

Exista retele de urmarire (segmental de control GPS), regionale active de

control, care dau informatii referitoare la orbitele satelitilor (efemeride)

- paramatrii orbitei precalaculati

- se bazeaza pe transmiterea semnalului prin satelit- efemeride transmise

- efemeride precise

Reprezentarea orbitei

Se porneste de la ecuatia unei elipse in coordinate polare (r, )

cos1

)1( 2

e

ear

+

= vectori de pozitie

=

0

sin

cos

rr

+

=

0

cos

sin

)1(2

e

ea

GMr

Se poate obtine reprezentarea in sistem ecuatorial spatial fix

eR=Rr R=R3(-) R1(-i)R3(-)

eR=Rr

-

++

iii

iii

iii

cossincossinsin

sincoscoscoscossinsincossincoscossin

sinsincoscossinsincoscossinsincoscos

=

= [e11e21e31]

Vectorii coloana R reprezinta axele sistemului orbital de coordinate in sistemulecuatorial spatial

Relatia diferentiala deR=Rdr are:

- o componenta longitudinala

- o componenta radicala

- o componenta transversala

21


22/34

40. GPS. Dezvoltarea sistemului

Sistemul GPS a inceput sa fie folosit in tehnici geodezice, aceasta cu finalizarea

blocului I de sateliti. Incepand cu ora 90 s-au inlocuit satelitii din blocul I cu blocul

II, in 1995 existand 28 de sateliti pe orbita. Apoi s-a pus blocul II A avand capacitatea

de comunicare satelit-satelit.

Din anul 2007 s-a introdus blocul II F.II, II A ceasuri oscilatoare cu celsiu, rubidium, cuart

Stabilitate a frecventei

Satelitii din noua generatie vor fi capabili sa transmita (in banda de frecvanta

L1, L5) o noua lungime de unda (L2C semnal civil) si un nou cod

L2C va fi exclusive pentru utilizatorii civili

41. GPS. Segmentul utilizatorilor

Segmentul utilizatorilor include diferite tipuri de receptoare si echipament

periferic, necesare pentru operatia de teren ale receptoarelor GPS si pentru

prelucrarea datelor cu programul de postprocesare.

Un receptor GPS detecteaza semnalele emise de un satelit GPS si le transformain masuratori utile.

Receptoarele cuprind:

- receptorul GPS propriu zis

- antenna (platforma antenei, preamplificata)

- cablu conector- aparatori impotriva semnalelor detectate

- cabluri, baterie

- bastoane de masurare a inaltimii antenei

42. GPS. Segmentul utilizatorilor. Receptoarele geodezice

Componetele receptorului

1) antenna

2) sectiunea de radio frecventa

3) urmaritor de semnal

4) oscilator

5) microprocesor pentru determinarea si prelungirea datelor

6) memorie de date

7) sursa de curent

8) interfata

Antena = capteaza semnalul si il transmite receptorului

Trebuie sa fie foarte sensibila sis a asigure o stabilitate a semnalelor reflectate.

Exista mai multe tipuri (cea mai noua Choke Rings)

Fiecarui semnal i se aloca un canal, in receptor se identifica fiecare satelit care

are alocat un canal.

Microprocesorul = realizeaza o procesare a semnalului si il decodifica

Memoria de date = poate fi interna

Alimentarea cu energie = baterie, accumulator

Interfata (modul de comandare) = tastaturi, calculatoare moderne cu multe

functii

22


23/34

Clasificare

procesare de semnal- dependente de cod

- fata de cod

- semidependente de cod

cod C/A L faza purtatoarecod C/A L1 C/A, P - coduricod C/A L1+L2cod C/A - P L1+L2

civilemilitare

geodezice

navigatie

spatiale

cornometrare

de mana

ex: Trimble, Ashtec, Leica, Topcon 3213

lungime completa de unda L2bruiaj scazut de cod si faza purtatoare

rata inalta a datelor

diminuare multipath

hard modulator

afisaj bun

iesire de date pe joasa frecvantacat mai putine cabluri/mufe

marcator eveniment

capacitate DGPS, RTKtransfer rapid de date

operare in conditii atmosferice deosebite

flexibilitatea utilizarii

43. Tendinte in dezvoltarea receptoarelor

Noile receptoare trebuie sa fie capabile sad ea L1, L2, L5 si L2C. Sa receptioneze

si prelucreze de la sateliti GLONASS in system European Galileo.

Trebuie sa se faca o legatura mai directa intre receptoare si celelalte aparate

topografice (statii totale Leica 1200)

23


24/34

44. Formatul Rinex

Teoretic se poate lucra in cadrul aceleasi sesiuni cu receptoare diferite, practic

este mai greu, de aceea s-a incercat o standardizare.

RINEX = Receiver Independent Exchange Format

- format capabil sa preia o lucrare efectuata cu mai multe tipuri de

receptoare- formatul RINEX are 3 tipuri de

a) de date de observatii

b) de navigatie

c) de date meteo

46. Metode de pozitionare cu ajutorul tehnologiei GPS

Pozitionarea relative

Determinarea pozitiilor obiectelor mobile sau statice in raport cu un alt punct

ce reprezinta originea unui system de coordonate locale diferit de geocentru si stabilit

in functie de scopul urmarit.

Este mai simpla ca pozitionare absoluta, mai ales daca intre cele doua puncteexista vizibilitate.

Presupunem pozitia R1 a punctului P1 cunoscuta

Vectorul R12 (x, y, z) determinata

- R2 = R1 + R12- R2 trebuie transformat in acelasi system de

coordonate ca R1- R12 = R(x, y, z)R12- R (matricea de rotatie)

- x, y, z (unghiuri formate de axele celor 2 sisteme)

- R12 , R2 functii ale timpului

Pozitionarea absoluta

Determinarea pozitiilor obiectelor mobile sau staticea in

raport cu un sistem tridimensional de coordinate geocentric.

Ri vector de pozitie al antenei

iv vector de pozitie al satelitului

eiv x i

v vectorul distantei satelit antenna

In functie de starea obiectului ce

trebuie pozitionat avem:

- pozitionare statica- pozitionare cinematica

24

R

P2

P1

y

z

x

xz

y

r1

Ei

v x i

v

masurat

Ri

cunoscut

antena

necunoscut

Satelit


25/34

47. Marimi observabile. Faza de cod si faza purtatoare

PR = C(tr-Tt) pseudodistante

Tt - epoca transmisiei

tr receptor

cd(Tt) faze de cod

dts = eroarea cronometrului de satelit fata de timpul sistemului GPSdtu = eroarea de sincronizare a cronometrului

dta = intarzierea atmosferica a propagarii atmosferice

R = bruiajul observatiei

R = distanta geometrica

Ecuatia observatiei pentru masuratori de cod:

PRco = C(tr-Tt) = R+cdtu+cdta+cdts+ R

Distanta geometrica R dintre receptorul B si satelitul S

R2=(xs(Tt)-xB(tt))2+(ys(Tt)-yB(tr))

2+(zs(Tt)-zB(tr)2

C

RtT rt =

- diferenta dintre faza transmisia a undei purtatoare sub effect Doppler

(Tt)

- faza semnalului de referinta 0(tr)

- ecuatia fazei observate: m(tr)= (Tt)- 0(tr)PRco=R+cdtu+cdta+cdts+c(N/)+ R

dtu, dts paraetrii de cronometru

N termenul ambiguitatii

25

cd

(Tt)

cd

(Tt)

tRCV

masuratori ale fazei de cod

cd

(Tt)

cd

(Tt)

N360

tRCV

masuratori ale fazei de purtatoare


26/34

48. Estimarea parametrilor. Combinatiile liniare si observabile derivateCombinatii

- intre observatii la staii diferite

la sateliti diferiti

la epoci diferite

- intre observatii de acelasi tip- intre observatii de tip diferit

Avantaje: eliminarea erorii de timp

SD (single diference) intre doua receptoare se elimina erorile de ceas

DD (double diference) masuratori a doua receptoare la doi sateliti

TD (triple diference) receptor, satelit, timp, diferentierea a doua distante duble ladoua epoci diferite.

Intre cele doua faze pot fi effectuate combinatii care ne ajuta la construirea

modelelor de ionosfera

wide lane: L0=L1-L2 narrow lane: L=L1+L2

Care mai departe po fi combinate

ionospheric free signal2

200

LLL

+= lungimea semnaluluiionosferic

021 LLL =

26


27/34

49. Strtegii de compensare si concepte de program

Toate observatiile facute simultan si continuu in cursul unui proiect GPS se

numeste sesiune.

Strategii:

calculul pe statie unica

procesarea vectorilor singulari (baselines) si combinarea vectorilor inretele procesarea tuturor datelor unei singure sesiuni care au fost observate

simultan intr-o compensare de ansamblu

combinarea mai multor sesiuni intr-o solutie riguroasa de retea(multisesiune)

Compensarea cu statie unica furnizeaza coordinate WGS 84 (precizie mai

scazuta); baselines individuali (pozitionare relative x, y, z). In cazul mai multor

receptoare nu toti vectorii sunt folositi ca independenti.

r = numarul de receptoare operate simultan

r(r-1)/2 = numarul de vectori posibili

r-1 = numarul de vectori independenti compensarea multistation, multisession

se face in cazul retelelor de mari dimensiuni. Se iau doua puncte fixe pentru

inchiderea sesiunilor conectate intre ele.

Propagarea de prelucrare GPS

comerciale: Sky-Pro (Leica Geosystems)TGO (Trimble Geometrics Office)

Pinnacte-Javad (Topcon Pozitioning Systems)

cu roluri stiintifice in cercetareBernese (University of Berne, Elvetia)

Geonap (University of Harooven, Germania)

50. Concepte de metode rapide GPS. Generalitati

Metode:

- metode statice rapide

- metode semi kinematice (stop & go)

- metode pur kinematice

Kinematic = receptorul inregistreaza masuratori in timp ce este in miscare, iar

coordonatele traiectoriei pot fi determinate.

Static = receptorul este inchis in timpul transportului, iar coordonatele pot fi

determinate doar cand antenna stationeaza.

Stop&go = receptorul ramane inchis pe parcursul transportului, dar coordonatele nu

sunt derivate din traiectorieMetoda statica are rezultate mai precise

27

r1

r3

r2

d

li


28/34

51. Metode statice rapide

Metoda statica este cea mai frecventa metoda de masurare GPS. In cadrul

acesteia receptoarele supa punctele de statie pentru intervale de timp (sesiuni) cu

durata de 45 minute zile in functie de lungimea bazei.

a) metoda static rapida cu ocuparea unei singure statii;

b) metoda static rapida cu reocuparea statiei dupa un timp;Stabilirea ambiguitatii: combinatii cod-unda purtatoare cu dubla frecventa si

receptoare; observatii cu mai mult de 6 sateliti.

52. Metode kinematice (stop&go sau dinamic)

Vectorii dintre doua receptoare (care se pot afla in miscare relative) pot fi

determinati prcis si rapid daca fiecare receptor receptioneaza continuu faza

purtatoare de la cel putin aceiasi 4 sateliti.

Se poate face un transfer al ambiguitatii de la o statie la cealalta de la cea

principala la cea mobile.

- determinarea unei linii de baza de pornire cu o masuratoare anterioara- determinarea unui vector de lungime cunoscuta

- schimbarea antenei

53. Metoda pur kinematica

Independenta de tehnici de initializare

54. Erori si corectii in Geodezia Satelitara. Consideratii de baza

Erorile apar datorita ca:

- sistemul de referinta geocentric nu este un system inertial

- mecanica lui Newton nu este strict aplicata

- semnalele nu se propaga in vid

De aceea trebuie sa modelam, corectam coordonatele, cronometrul de satelit si

observatiile prentru:

- rotatia Pamantului

- efectele relativiste- efecte de propagare ionosferica si troposferica

Corectiile pot fi necesare pentru:

- modelarea unei orbite imperfecte

- intarzieri de propagare a semnalului in interiorul satelitului si in hardul

acestuia

- efectele traiectoriale multiple

- nr de sateliti: almanac

- inclinare semnal: >15

- multipath

- PDOP

28

sursa de eroare erori de distanta

propagarea semnalului

in ionosfera

orbita

cronometru

satelit 1-2 m

1-2 m

5-10 m


29/34

55. Geometria de satelit

Acuratetea pozitionarii GIS depinde de:

Acuratetea unei singure determinari de seudodistante Configuratia geometriei de satelit

Difusion of precision DCP este relatia intre orientari si este descrisa de o

cantitate scalara DOPPDOP=1/V PDOP = abaterea standard . a pozitiei

V = volumul prismului format de statie si sateliti

PDOP bun 1-5 cu cat V max precizia este mai mare

PDOP rau peste 7 indicator de calitate al geometriei satelitilor

56. Multipath

Este fenomenul in care antenna capteaza si un semnal reflectat care provine de

la obstacole.

Se poate corecta prin:

amplasarea in locatii corespunzatoare

proiectarea receptoarelor si programarea soft calibrarea statieiPlanificarea observatiilor:

selectarea pozitiilor punctelor, evitarea suprafetelor reflectorizante utilizarea planului antenei pe teren desfasurarea materialului absorbant pe teren

57. Alunecarile de ciclu

Motive:

- bariere in calea semnalului

- oscilatia ionosferica

- elevatia mica a satelitului- inclinatia antenei

- interferenta semnalului

Are o influenta majora in masuratorile kinematice cere reinitializare:

- statie in punctual anterior

- punct initial

58. Variatia centrului de faza al antenei

Centrul de faza al antenei nu coincide cu punctul mecanic. Diferentele dintre

punctual mecanic si cel de referinta calculate prin softuri poate fi o sursa de erori, de

aceea se recomanda in masuratorile de precizie sa se opereze cu acelasi tip de

antenna.

29

dependente de observatii

dependente de receptor


30/34

59. Alte surse de eroari associate sistemului de receptie

variatia centrului de faza al antenei bruiajul receptorului nesincronizarea canalelor instabilitatea receptorului

Precizia realizabila depinde de:- operarea cu mai multe tipuri de receptoare

- date de frecventa (dubla/unica)

- bruiajul receptorului- pozitionarea statica/kinematica

- rezultate in timp real sau postprocesare

- acuratetea orbitelor utilizate- dimensiunile modelarii datelor

- integritatea sistemului

60. GPS diferential

Pozitionarea absoluta nu ofera o precizie foarte mare in timp ce pozitionarearelative este mai exacta.

Def:

Datele inregistrate la una sau mai multe statii de referinta sunt transmise in

tijmp real la utilizatori care au posibilitatea de a le prelucra in timp real.

2 conceptii:

DGPS Corectiile de la o statie de referinta (de pseudodistante, decoordonate) sunt transmise in timp real utilizatorilor capabili sa se

prelucreze

Adzzz

dyyy

dxxx

a

AA

a

AA

a

AA

+= +=

+=

rover

Real time kinematic RTK

61. Stabilitatea unui plan de observare

Preplanificare

are drept scop: definirea cerintelor proiectului estimarea preciziei selectarea pozitiilor amplasamentelor, a tehnicilor de observare, a tipului

de receptor folosit

I - bolta cereasca neobstructionata

- inexistenta suprafetelor reflectorizante in apropierea antenei

- inexistenta in apropiere a instalatiilor electrice

- accesibilitatea usoara la puncte

II - marcaje nedistruse

- furnizare de energie posibila

- puncte inafara proprietatii private

30


31/34

Datele almanac (satelitii disponibili)

1. numarul de identificare

2. stare de sanatate

3. excentricitatea orbitei

4. radacina patrata a sintaxei

5. saptamana GPS6. corectii de timp

Diagrame - predirectie valabila aproximativ 30 zile

- unele softuri au diagrame cu obstacole

Lungimea ecesara (durata) observatiei depinde de

- scopul masurarii

- tipul instrumentului

- capacitatea softului

62. Aspecte practice si observatii de teren

Observatiile trebuie facute pe baza unei fise, in cadrul unui proiect de

observatie. Amplasarea punctelor se face tinand cont de sursele de erori ce potintervene, in special multipath.

Fisa de observatie contine

numele statiei si cadrul de identificare descrierea amplsamentului coordonatele aproximative si inaltimea accesibilitatea inaltimea antenei semne/repere de orientare diagrama obstructiilor

Miscarea punctelor GPS trebuie facuta cu atentie. Alimentarea cu energie nu

mai constituie o problema in munca practica pe teren.Operatorul trebuie sa fie capabil sa:

- menteze cu grija trepiedul pe reperul de statie

- masoare cu atentie inaltimea aparatului- sa controleze cu atentie inaltimea antenei

- sa controleze cu atentie functionalitatea receptorului

- sa lucreze conform graficului de timp dat

- sa completeze fisa punctului

- sa masoare date suplimentare daca se cere (meteo, elemente excentrice)

Datele GPS sunt stocate pe carduri/memoria interna

Trebuie avut in vedere ca datele GIS au dimensiuni mari.

31


32/34

63. Strategii de observare

conceptul pozitionarii punctiforme (receptor mic) ceonceptul baseline (linia de baza) (observatiile relative la doua statii) conceptual multistation (3 sau mai multe receptoare operand simultan)

Totalitatea observatiilor efectuate simultan intr-o perioda de timp data in

cadrul unui proiect = sesiuneRetea multisession:

r = numarul de receptoare ce opereaza simultan

n = numarul de statii

m = numarul de statii cu mai mult de o observatie in 2 sesiuni diferite

S = numarul de sesiuni

r(r-1)/2 = numarul de linii de baza posibile/sesiune

r-1 = numarul de linii de baza independente/sesiune

mr

mnS

= = numarul de sesiuni necesare intr-o retea

Reguli practice:

fiecare statie trebuie sa fie ocupata cel putin de doua ori in diferiteconditii pentru a identifica greselile

statiile invecinate trebuie sa fie ocupate simultan utilizarea a mai mult de 4 receptoare este dificila pentru proiecte medii, 4-10 receptoare bun compromise anumiti vectori se fie observati de doua sau mai multe ori

64. Aplicatii posibile GPS

- topografie

- geodinamica

- determinarea de altitudini

- fotogrametrie

- navigatie marina si terestra

- geodezie marina si glaciala

In navigatie GPS impreuna cu harta faciliteaza navigatia. Aplicatie majora:

determinarea unor puncte cu precizie, camera fotogrametrica de la bordul avioanelor

are antenna GPS ce receptioneaza corectii in timp real.

GPS-ul utilizat in reperajul fotogrametrie

32


33/34

65. Determinarea cotei

Coordonatele sunt obtinute initial intr-un system geocentric. Cotele sunt

raportate la geoid = cote ortometrice H cota naturala

N = raportata la cvasigeoid

H = cota elipsoidala

N ondulatia geoidului

Este nevoie de un model de geoid construit prin masuratori gravimetrice astfel

incat in orice punct sa se poata determina diferenta dintre geoid si ellipsoid.

h = N+H

Daca sunt cunoscute doua tipuri de informatii, cel de-al treilea poate fi

determinat:

- cu inaltimile geoidale precise, inaltimile ortometrice/normale pot fi

derivate de la GPS pentru a controla sau inlocui nivela

- cu informatii precise de nivel si inaltimi elipsoidale, de la GPS, poate fi

determinat geoidul.

66. Glonass

Dezvoltarea sistemului GLONASS a inceput aproximativ in aceeasi perioda cu

sistemul satelitar NAVSTAR. Primul satelit GLONASS a lansat in 1972. Dupa 1982

conceptia sistemului a fost de mai multe ori relevata si imbunatatita, avand ca

rezultat o precizie sporita a pozitionarii pentru navigatie si o incredere ridicata in

aparatura de la bordul satelitilor (cu o perioada de 7 ani de functionare). In 1993

sistemul GLONASS (URSS) asemanator GPS este dat liber pentru utilizatorii civili

(rezolvarea problemelor de navigare activitatea parametrilor de rotatie a Pamantului)

Orbite inclinate 45 rezolutia 11h 15min 44s h = 19100 Km

- semnal pe doua benzi in banda b

- data geodezica PZ 90- semnal neconditionat, negradat

- inaltimea mai joasa a satelitilor decat NAVSTAR rezultan erori

semnificative la intrarea semnalului in atmosfera

67. Sporirea eficacitatii sistemului GPS

Sisteme aflate sub control militar si nu indeplinesc cerinte pentru navigatie.

Pentru sporirea eficacitatii au fost implementate sisteme complementare de sateliti.

WASS (USA) EGNOS (EU)

Exista statii permanente de coordinate cunoscute pe teritoriul europei,

coordinate transmise la sateliti geostationari care la randul lor vor trimite corectii ale

efemeridelor utilizatorilor. Satelitii geostationary INMARSAT.

68. Galileo

33

hH

NG

E

P


34/34

- sistem european de navigatie prin satelit

- 2013 lansarea primilor sateliti

- preconizat sa aiba 30 sateliti pe 3 orbite circulare

- 2 centre de control 30 statii de monitorizare

Servicii speciale ale sistemului Galileo

Structura semnalului: se preconizeaza E1, L2, E2, E5- sistem civil

O evaluare combinata a datelor GPS/GLONASS are o serie de avantaje.

geodezie+satelitara

Documents