standarde norme europene

STUDII DE MASTERAT TOPOGRAFIE MINIER INFORMATIZAT I CADASTRU

Standarde i norme europene pentru lucrri de cadastrusuport de curs - master

Petroani, 2011

STANDARDE I NORME EUROPENE PENTRU LUCRARI DE CADASTRU

CUPRINS

1. Organizaii internaionale n domeniul cadastrului 1.1 EuroGeographics 1.2 WLPA - Grupul de Lucru pentru Administrarea terenurilor 1.3 PCC Comitetul Permanent pentru cadastru n Uniunea European 1.4 FIG Federaia Internaional a Geodezilor 1.5 ELRA Asociaia European a Registratorilor de Proprietate 1.6 ISCGM Comitetul Director Internaional pentru Global Mapping

5 5 6 7 8 8 9

2. Proiecte internaionale 11 2.1. Global Mapping 11 2.2 Eurogeographics 11 2.3. Euroglobalmap 11 2.4. Euroregionalmap 12 2.5. Euroboundarymap 12 2.6. Euro Digital Elevation Model (EURODEM) 13 2.7. Susinerea infrastructurii europene de date spaiale prin dezvoltarea celor mai bune practici n cadrul reelei de Agenii Naionale de Cartografie i Cadastru 13 2.8. Sprijin pentru monitorizarea pieei imobiliare n Romnia 14 3. Reeaua naional de staii GNSS 3.1. ROMPOS n plan european i internaional 3.2. Reeaua European de referin EUREF 3.3. Serviciul Internaional GNSS IGS 4. Determinarea infrastructurii unui GIS 4.1. Introducere 4.2. Standarde i interoperabilitate n domeniul GIS 4.2.1. Realizarea de standarde aplicabile datelor spaiale 4.2.2. Standarde i interoperabilitate 4.2.3. Standarde utilizate n domeniul informaional 4.2.4. Suport pentru metadate 4.2.5. Alinierea la direciile generale ale IT 5. Stadiul actual privind utilizarea tehnologiei GPS 5.1. Componentele sistemului 5.1.1. Segmentul spaial 5.1.2. Segmentul de control 5.1.3. Segmentul utilizator 5.2. Structura semnalului 5.3. Poziionarea cu ajutorul tehnologiei GPS 5.3.1. Poziionarea prin msurarea fazei codurilor 5.3.2. Poziionarea prin msurarea fazei undei purttoare mixatePag. 3 din 90

17 18 18 19 20 20 21 21 22 24 25 26 28 29 30 32 34 34 37 40 45


5.4. Almanah satelii GPS 48 5.5. Almanah satelitii geostaionari SBAS 50 5.6. Receptoare GPS 51 5.6.1. Structura unui receptor GPS 51 5.6.2. Receptoare care opereaz cu codul C/A 54 5.6.3. Receptoare care opereaz cu codul C/A i cu msuratori de faz pe unda purttoare L1 55 5.6.4. Receptoare care opereaz cu codul C/A i cu msuratori de faz pe L1 i L2 55 5.6.5. Receptoare care opereaz cu codul C/A, codul P(Y) i cu msuratori de faz pe L1 55 5.6.6. Receptoare care opereaz cu codul C/A, codul P(Y) i cu msuratori de faz pe L1 i L2 56 5.7. Clasificarea receptoarelor GPS n funcie de precizia asigurat 56 5.7.1. Navigatoare 56 5.7.2. OEM 58 5.7.3. Receptoare profesionale 59 5.7.4. Staii permanente de referin GPS 62 5.7.5. Controlul utilajelor 63 5.7.6. Sisteme ineriale 64 5.7.7. Sisteme mixte 64 5.8. Realizarea reelelor utiliznd staii totale i receptoare GPS 65 5.8.1. Metoda cu un singur receptor 66 5.8.2. Metoda cu mai multe receptoare 67 5.9. Staia permanent de referin GPS 73 5.10. Componentele unei staii permanente de referin GPS 75 5.11. Reele de staii permanente de referin GPS 77 5.11.1 Modul de lucru 77 5.11.2. Amplasamentul 78 5.11.3. Receptorul GPS 80 5.11.4. Antena GPS 80 5.11.5. Surse de alimentare 81 5.11.6. Serverul 81 5.11.7. Comunicatiile 83 5.12. Avantajele utilizrii unei staii permanente de referin GPS locale 88

Pag. 4 din 90


1. ORGANIZAII INTERNATIONALE N DOMENIUL CADASTRULUI1.1. EUROGRAPHICSEuroGeographics este o organizaie ce conecteaz activitatea Ageniilor Naionale de Cadastru i Cartografie din Europa, principalul su deziderat fiind realizarea interoperabilitii informaiilor geografice din ntreaga Europ, n beneficiul att al partenerilor si din domeniul public sau privat ct i al Comisiei Europene. EuroGeographics a luat fiin n septembrie 2000, prin fuzionarea a dou organizaii internaionale de profil, i anume CERCO (Comit Europen des Responsables de la Cartographie Officielle) i MEGRIN (Multi-purpose European Ground Related Information Network) n prezent EuroGeographics reunete activitatea a 52 organizaii din 43 de ri, care conlucreaz cu membrii, partenerii i Comisia European pentru realizarea urmtoarelor obiective: dezvoltarea produselor i serviciilor europene; promovarea unei bune colaborri ntre rile membre; reprezentarea unei concepii comune a rilor membre n domeniul cadastrului; sprijinirea programelor i directivelor Comisiei Europene. Activitatea EuroGeographics se desfoar n cadrul urmtoarelor grupuri de experi: Grupul Grupul Grupul Grupul Grupul Grupul de lucru pentru interoperabilitatea n afaceri, de experi n probleme referitoare la calitate, de experi n informaii i specificaiile datelor, de experi n structura (arhitectura) serviciilor de distribuie, de experi n cadastru i publicitate imobiliar, pentru coordonare la nivelul Uniunii Europene

n prezent, Eurogeographics dezvolt Programul EuroSpec, ce include proiecte de dezvoltare viznd concepte, procese sau servicii i proiecte de implementare i de ntreinere - viznd realizarea sau ntreinerea unui produs sau serviciu. Din categoria proiectelor de dezvoltare fac parte urmtoarele proiecte EuroGeoNames, RISE, Pricing and Licensing, EuroRoads, EuroBoundaries, iar proiectele de implementare i de ntreinere sunt reprezentate de EuroGlobalMap, EuroRegionalMap, EuroMapFinder i EuroBoundaryMap. Eurogeographics particip la implementarea diferitelor programe, politici, iniiative i directive ale UE relevante pentru activitatea membrilor si cum ar fi: INSPIRE, GMES, e-ContentPlus, PSI i Galileo. Asociaia Eurogeographics este condus de ctre un Consiliu de Management format din apte membri, unul dintre acetia ndeplinind rolul de Preedinte. Cu ocazia Adunrii Generale 2007 n funcia de preedinte al organizaiei a fost ales dl Magnus Gudmundsson. Cu ocazia Adunrii Generale din anul 2008 s-a luat decizia s se mreasc numrul de membri ai Consiliului de Conducere, acesta urmnd s numere 9 persoane.

Pag. 5 din 90


ANCPI este membru activ al Eurogeographics ncepnd cu anul 2004 i are drept de vot la adunrile generale organizate anual unde se discut i se iau hotrri cu privire la strategia i bugetul asociaiei, regulamentele cu privire la managementul intern al asociaiei i managementul proiectelor asociaiei, rapoartele de activitate ale grupurilor de lucru i ale proiectelor. ANCPI participa la realizarea urmatoarele proiecte: EuroBoundaryMap, EuroGlobalMap, EuroRegionalMap i EuroDem. Astfel au fost constituite baze de date geospaiale la nivelul Romniei pentru scrile 1:250000 i 1:1000000 care respect principii i standarde internaionale agreate la nivelul Comunitii n acest domeniu i permit realizarea de analize spaiale comprehensive. De reinut este i faptul c prin proiectul EuroDem - destinat modelului digital al elevaiilor terenului s-a realizat o contribuie la iniiativa GMES. ncepnd cu 1 septembrie 2008 ANCPI particip n calitate de beneficiar alturi de alte 18 instituii la proiectul ESDIN coordonat de Eurogeographics. Proiectul se nscrie n programul eContentPlus i i propune s sprijine statele membre n implementarea Directivei INSPIRE i mbuntirea accesului la date. n acest mod se va ncuraja utilizarea informaiilor geografice din sectorul public, prin ndeprtarea obstacolelor tehnice i accesarea acestora ntr-o manier sigur i economic

1.2. GRUPUL DE LUCRU PENTRU ADMINISTRAREA TERENURILOR (WPLA)Grupul de Lucru pentru Administrarea Terenului (WPLA) a fost nfiinat n anul 1999 i funcioneaz sub auspiciile Comitetului pentru locuine i managementul terenurilor din cadrul Comisiei Economice pentru Europa a Naiunilor Unite (CEE) prima organizaie internaional care a adus n discuie i a definit problema administrrii terenurilor n Europa ntr-o manier multilateral. WPLA reunete funcionari de rang superior din cadrul autoritilor naionale din domeniu din rile membre ale CEE i i propune s promoveze administrarea terenurilor prin mbuntirea securitii posesiei terenurilor, nfiinarea pieelor imobiliare n rile aflate n tranziie i modernizarea sistemelor de nregistrare a terenurilor n rile cu economie avansat. Cu o experien bogata n promovarea privatizrii i pieelor imobiliare prin intermediul sistemelor moderne de nregistrarea terenurilor n regiunea CEE, WPLA dorete s constituie o baz de informaii la nivelul Europei prin analizarea sistemelor de administrare a terenurilor n statele membre ale CEE. Domeniile principale de activitate ale WPLA sunt: legislaia de baz cu privire la administrarea terenurilor, msuri legate de administrarea terenurilor, sisteme informaionale asupra terenurilor i probleme de organizare i management. Activitile prorpiu-zise sunt legate de cercetare i dezvoltare, schimburi de politici i consultan i au n vedere problemele legislative, instituionale, financiare, procedurale i tehnice ale sistemului de administrare al terenurilor. Acestea sunt corelate cu activitile CEE n domeniul protejrii mediului, facilitrii comerului, investiiilor strine, dezvoltrii industriale. Pentru a rspunde cererilor venite din partea statelor membre CEE WPLA organizeaz ateliere de lucru i elaboreaz documente de politic i de ndrumare, recomandri cu privire la programele naionale ce se refer la dezvoltarea pieelor imobiliare i a nregistrrii terenurilor.Pag. 6 din 90


WPLA lucreaz n strns colaborare cu Uniunea European, Organizaia pentru Cooperare Economic i Dezvoltare, Consiliul Europei, Programul Naiunilor Unite pentru Aezri Urbane i alte comisii regionale i agenii specializate ale Naiunilor Unite. WPLA coopereaz cu FAO, FIG, CINDER, EUROGI, PCC, EuroGeographics, INSPIRE, EULIS

1.3. COMITETUL PERMANENT PENTRU CADASTRU N UNIUNEA EUROPEAN (PCC)Comitetul Permanent pentru Cadastru n Uniunea European, (PCC) a fost nfiinat n anul 2002 ca un rezultat al deciziei comune a reprezentanilor din 15 state membre. Misiunea PCC este de a crea un spaiu adecvat n care s se promoveze activitile legate de cadastru din rile membre UE, dezvoltnd strategii i propunnd iniiative comune cu scopul de a obine o mai bun coordonare ntre diferitele sisteme de cadastru europene i utilizatorii acestora. Principalele obiective ale PCC in UE se refer la constituirea unei reele de informaii cadastrale n vederea facilitrii schimbului de informaii, a experienelor i a celor mai bune practici ntre membrii PCC precum i obinerea unei legturi privilegiate ntre instituiile de cadastru, alte organizaii i entiti ale UE care au nevoie de informaii cadastrale pentru a-i desfura activitatea. Principala funcie a PCC va fi s studieze i s prezinte organelor UE propuneri asupra diferitelor aspecte care afecteaz bazele de date teritoriale. Aceast funcie este important atunci cnd se dezbat regulamente europene propuse spre aprobare. PCC poate juca de asemenea un rol important ca punct de contact pentru companiile dezvoltatoare de software sau alte produse n vederea standardizrii cererii. Pentru atingerea acestor obiective PCC are n vedere concentrarea activitii sale exclusiv pe activitatea de cadastru i pe utilizatorii informaiei cadastrale, limitarea activitii sale exclusiv n rile membre UE i a celor candidate, limitarea reprezentrii fiecrui stat membru la o singur instituie/stat; selectarea instituiei constituind prerogativa statului membru. Membrii PCC sunt instituii/agenii din Uniunea European responsabile n domeniul cadastrului, cartografiei i publicitatii imobiliare. Preedenia PCC este asigurat de instituia de profil din statul mebru care asigur preedinia UE. ANCPI participa la evenimentele organizate de PCC i a devenit membru o dat cu aderarea Romniei la Uniunea European.

Pag. 7 din 90


1.4. FEDERAIA INTERNAIONAL A GEODEZILOR (FIG)Fondat n 1878 la Paris, FIG este federaia internaional a asociaiilor naionale a persoanelor autorizate s efectueze msurtori terestre. FIG este o organizaie non guvernamental recunoscut de ONU din care fac parte asociaii din peste 110 de ri i al crei crei obiectiv este deservirea nevoilor pieei de ctre geodezie i cei ce o practic. Acest lucru se realizeaz prin promovarea practicrii profesiei de geodez i ncurajarea dezvoltrii de standarde profesionale n domeniu. Activitatea tehnic a Federaiei este condus prin intermediul a 10 comisii tehnice. Acestea sunt responsabile pentru ndeplinirea obiectivelor tehnice i profesionale ale FIG prin implementarea planurilor de lucru care sunt adoptate la terminarea unui congres FIG. Comisiile organizeaz seminarii, conferine pe teme profesionale i tehnice fie individual sau n colaborare cu alte societi profesionale. De asemenea caut oportuniti pentru participarea la evenimente sponsorizate de Naiunile Unite sau alte agenii finanatoare n vederea asistrii dezvoltrii profesionale n rile n curs de dezvoltare i a celor n tranziie. ncepnd cu octombrie 2006, ANCPI este membru afiliat al Federaiei Internaionale a Geodezilor, avnd reprezentani n 7 din cele 10 Comisii dup cum urmeaz: Comisia 1 pentru practic profesional i standarde, Comisia 2 pentru educaie profesional, Comisia 3 pentru managementul informaiilor spaiale, Comisia 5 pentru sisteme de poziionare i msurtori, Comisia 7 pentru cadastru i managementul terenurilor, Comisia 9 pentru evaluarea i managementul proprietii. Din punct de vedere organizatoric FIG este administrat de: Adunarea General (delegai ai membrilor), Consiliu, preedintele comisiilor, reprezentani ai membrilor afiliai, corporaii i membri academici. n cadrul Adunrii Generale se dezbat i aprob politicile organizaiei care sunt apoi implementate de ctre Consiliu. Activitatea Adunrii Generale i a Consiliului este asistat de ctre un Comitet Consultativ. Preedinia FIG pentru perioada 2007 - 2010 a fost ncredinat dlui prof. Stig Enemark din Danemarca.

1.5. ASOCIAIA EUROPEAN A REGISTRATORILOR DE PROPRIETATE (ELRA)Este o asociaie internaional non-profit, constituit n octombrie 2004 din organizaii de carte funciar din diferite ri ale Uniunii Europene. Format iniial din 12 membri, ELRA reprezint n prezent instituiile de carte funciar din 18 state membre, numrul acestora fiind n continu cretere. Misiunea ELRA o constituie dezvoltarea i nelegerea rolului nregistrrii terenurilor n cadrul pieei de capital. ELRA promoveaz colaborarea eficient n cadrul Uniunii Europene i se ocup de problemele de nregistrare din punct de vedere juridic, aceast iniiativ fiind sprijinit i de Comisia European.

Pag. 8 din 90


Activitatea ELRA este ndreptat n sensul realizrii urmtoarelor obiective: studierea aspectelor legale ce privesc transferul proprietii imobiliare, nregistrarea bunurilor imobile i securitatea tranzaciilor, participarea activ la dezvoltarea noului cadru legislativ european n domeniul terenurilor i proprietii, contribuia la dezvoltarea politicii UE. ELRA i propune promovarea cunoaterii diferitelor Sisteme de nregistrare a Terenurilor n Europa precum i crerii condiiilor pentru o colaborare profitabil cu instituiile din Europa. Sistemele de nregistrare a Terenurilor joac un rol important n crearea pieei creditului ipotecar european. n acest context, ELRA a avut o contribuie deosebit la Cartea Verde a creditului ipotecar n UE prezentat de Comisie pe data de 19 iulie 2005, prin care Comisia invit la discuii cu privire la fezabilitatea i dezirabilitatea proiectului de euroipotec. n data de 18 decembrie 2007 Comisia European a publicat Cartea Alb a creditului ipotecar n UE ce conine msuri care au drept scop creterea competitivitii i eficienei pieelor creditului ipotecar de care vor beneficia consumatorii, creditorii i investitorii. Preedintele ELRA este domnul Jose Simeon Rodriguez Sanchez. Membrii se reunesc de cte dou ori n fiecare an, cu ocazia adunrilor generale. ANCPI este membr ELRA din 2007 i particip la evenimentele organizate de asociaie.

1.6. COMITETUL DIRECTOR INTERNAIONAL PENTRU GLOBAL MAPPING (ISCGM)Ministerul pentru Terenuri, Infrastructur i Transporturi a nceput n anul 1992 promovarea conceptului Global Mapping, al crui obiectiv este dezvoltarea unui set de informaii la scar global prin cooperare internaional. Global Map reprezint un set de date geografice cu specificaii tehnice standardizate accesibile publicului la un pre modic. Acest set de date este realizat de Ageniile Naionale de Cartografie care particip la proiectul Global Mapping. Comitetul Director Internaional pentru Global Mapping (ISCGM) a fost nfiinat n februarie 1996 la Tsukuba, Japonia. Scopul principal al acestui Comitet este de a examina msurile pe care organizaiile naionale, regionale i internaionale le pot lua pentru dezvoltarea Global Mapping, n vederea facilitrii implementrii acordurilor globale i a conveniilor pentru protecia mediului i ncurajrii creterii economice n contextul dezvoltrii susinute. Comitetul promoveaz importana Global Mapping, schimbul de experien, faciliteaz coordonarea i furnizeaz recomandri periodice pentru atingerea obiectivelor. Comitetul va coordona diverse studii i activiti de cercetare i va face publice rezultatele acestora. Membrii Comitetului Director sunt reprezentanii ageniilor naionale de cartografie i ai altor organizaii internaionale. Activitatea membrilor este ndreptat spre dezvoltarea i promovarea Global Mapping n concordan cu viziunea Comitetului Director. Printre rile reprezentate se numr: Australia, Antarctica,

Pag. 9 din 90


Bangladesh, Canada, China, India, Japonia, Mexic, SUA. Comitetul Director este condus de un Preedinte. Aceast funcie este deinut n prezent de dl Fraser Taylor din Canada. Exist patru grupuri de lucru cu urmtoarele obiective: strategie, specificaii, politici de date, dezvoltarea de date raster. Activitatea este sprijinit de un Secretariat General organizat la Institutul de Msurtori Geografice din Japonia. Acesta se ocup de problemele administrative n coordonarea Preedintelui. Funcia de Secretar General este ocupat n prezent de dl Yoshikazu Fukushima. Comitetul Director organizeaz n fiecare an o Adunare general. n anul 2008 n luna iunie a fost organizat odat cu ntlnirea anual i Forumul Global Mapping, ocazie cu care a fost lansat produsul Global Mapping versiunea 1.0. ANCPI particip la proiectul Global Mapping iar la nceputul anului 2008 setul de date aferent contribuiei Romniei a fost publicat pe site-ul ISCG

Pag. 10 din 90


2. PROIECTE INTERNATIONALE2.1. GLOBAL MAPPINGObiectivul principal al acestui proiect este de a aduce laolalt organizaiile de resort pentru a dezvolta i furniza accesul facil i liber la informaii geografice digitale globale armonizate la scara 1:1000000. Global Map reprezint un set de date geografice digitale geografice dezvoltat prin eforturile combinate ale organizaiilor naionale de cartografie n scopul realizrii unui consens la scar mondial n ceea ce privete conservarea mediului i limitarea dezastrelor naturale precum i promovrii dezvoltrii economice sustenabile. Astfel a fost lansat proiectul Global Mapping n scopul dezvoltarii de informaii geografice i descrierii stadiului curent al mediului la scara globala. Proiectul furnizeaz datele Global Map pe Internet i promoveaz utilizarea acestor date de ctre toate prile interesate. ANCPI a participat la proiectul Global Mapping alturi de Agenii /Instituii/Organizaii de Cartografie /Cadastru/Geografie de pe 6 continente, toate aflate n coordonarea International Steering Committee for Global Mapping, Japonia. La nceputul anului 2008 setul de date aferent contribuiei Romniei la proiect a fost publicat pe site-ul ISCGM. Pe data de 5 iunie 2006 a fost lansat Global Map versiunea 1 iar pe data de 7 iunie s-a ncheiat Forumul Global Mapping 2008 cu adoptarea Declaraiei de la Tokyo. Aceasta subliniaz faptul c Global Map trebuie s fie un instrument disponibil i uor de folosit n luarea deciziilor ce privesc rezolvarea problemelor de mediu cu care se confrunt umanitatea.

2.2. EUROGEOGRAPHICSncepnd cu anul 2004 ANCPI este membru activ al Eurogeographics i particip n aceast calitate la luarea deciziilor cu privire la strategia i bugetul asociaiei, managementul proiectelor dar i aspecte organizatorice. Colaborarea cu Eurogeographics nsemn ns i participarea n calitate de partener la realizarea proiectelor iniiate de prestigioasa organizaie internaional. Acestea sunt realizate n colaborare cu ageniile naionale de profil din Europa i se nscriu n categoria Proiecte de implementare i de ntreinere.

2.3. EUROGLOBALMAPObiectivul proiectului este realizarea unui set de date digitale topografice la scara 1:1000000 uniform i armonizat folosind seturile de date naionale. Colaborarea n cadrul proiectului se realizeaz pe baza unor acorduri oficiale semnate de parteneri. Produsul conine informaii grupate n 6 layere: limite administrative, transport, hidrografie, aezri , elevaie, nume geografice.

Pag. 11 din 90


Printre punctele forte ale produsului se numr: uniformitatea bazei de date la nivelul Europei, specificaii de date armonizate, prezena metadatelor, folosirea datelor oficiale provenite de ageniile de naionale de profil, politic de pre i liceniere comun, specificaii consistente cu cele ale produsului EuroRegionalMap. n prezent este disponibil EuroGlobalMap v2.1 lansat n martie 2008 i care include 32 de ri.

2.4. EUROREGIONALMAPObiectivul proiectului este crearea unui set multufuncional de date topografice de referin la scara 1:250000. Acesta este realizat uniform i armonizat folosind seturile de date naionale. Colaborarea n cadrul proiectului se realizeaz pe baza unor acorduri oficiale semnate de parteneri. Produsul conine informaii grupate n 7 layere: limite administrative, transport, hidrografie, aezri , vegetaie, nume geografice, diverse i permite combinarea datelor topografice de scar medie cu alte seturi de date spaiale n sprijinul aplicaiilor transfrontaliere. EuroRegionalMap este destinat folosirii de ctre sectorul public i privat i permite realizarea de analize spaiale complexe. De asemenea acesta rspunde nevoilor de planificare, analizei de mediu dar i ca suport pentru alte informaii cu caracter specific. Produsul a fost lansat pe pia n anul 2004 iar n prezent este disponibil EuroRegionalMap v2.0 care include 35 de ri.

2.5. EUROBOUNDARYMAPObiectivul proiectului este realizarea unei baze de date geografice de referin la scara 1:1000000 structurat n mod uniform i armonizat. Acest set de date conine geometria, numele i codurile unitilor administrative i statistice derivate din surse de date furnizate i actualizate de ageniile naionale de cartografie i cadastru membre ale Eurogeographics. Produsul ofer: - coresponden cu codurile NUTS i LAU2 pentru toate unitile administrative ale celor 27 de ri membre ale UE - geometria tuturor unitilor administrative i statistice europene de la cel mai mic nivel la nivel de ar - numele i codurile unice structurate ierarhic ale tuturor unitilor administrative la nivel naional - sistem de codificare unitar pentru toate nivelurile administrative - integrarea liniilor de coast n unitile i limitele administrative. Datele surs pentru acest produs sunt de cea mai bun calitate i precizie. Specificaiile datelor sunt armonizate cu cele ale celorlalte produse Eurogeographics. Produsul a fost lansat pe pia n prezent fiind disponibil EuroBoundaryMap v2.0 care include 39 de ri. Acesta permite georeferenierea datelor statistice putnd fi folosit de asemenea i ca background pentru date georefereniate. Cel mai folosite aplicaii ale produsului sunt: analiza de pia, analiza socio-economic, analiza demografic, georeferenierea datelor transfrontaliere.

Pag. 12 din 90


2.6. EURO DIGITAL ELEVATION MODEL (EURODEM)Obiectivul proiectului este realizarea modelului digital al elevatiilor terenului in statele europene (fr a include primul nivel de elevaie, respectiv vegetaia i structurile construite). Datele spaiale obinute vor fi folosite de ctre comunitile tiinifice i de management al resurselor pentru aplicaii specifice domeniilor mediului, hidrologiei, cartografiei, cum ar fi rectificarea imaginilor, crearea de hri de relief, simularea zborurilor, proiectarea reelelor de telefonie mobil, studii ale structurii geologice. Datele EuroDEM sunt considerate eseniale i pentru aplicaiile specifice serviciilor de tipul fast track ce urmeaz a fi implementate n anul 2008 n cadrul iniiativei GMES Global Monitoring for Environment and Security. Preocuprile participanilor au luat n consideraie i aspectele financiare, dezideratul fiind acela de a crea un produs ieftin comparativ cu preurile practicate pe pia. EuroDEM este dezvoltat pe baza informaiilor furnizate de ctre Ageniile Naionale de Cartografie i Cadastru. Conform politicii Eurogeographics termenii privind actualizarea precum i distribuirea produsului sunt reglementai prin acordurile semnate de ctre toi partenerii de proiect, inclusiv ANCPI. Produsul a fost lansat pe pia n prezent fiind disponibil EuroDEM v1.0 care include cele 27 de state membre UE, cele 4 state EFTA precum i Croaia, Kosovo, Bosnia Hertegovina, Serbia, Muntenegru, Macedonia, Moldova i zona Kaliningrad.

2.7. SUSINEREA INFRASTRUCTURII EUROPENE DE DATE SPAIALE PRIN DEZVOLTAREA CELOR MAI BUNE PRACTICI N CADRUL REELEI DE AGENII NAIONALE DE CARTOGRAFIE I CADASTRU ESDINProiectul se nscrie n programul eContentplus i i propune s sprijine statele membre n implementarea Directivei INSPIRE i mbuntirea accesului la date. Durata proiectului este de 30 de luni (iunie 2008 noiembrie 2010) iar costurile eligibile vor fi finanate n procent de 80% din fonduri comunitare. ANCPI particip la acest proiect alturi de alte 18 instituii de profil din Europa sub coordonarea Eurogeographics. Directiva INSPIRE reprezint instrumentul legal pentru constituirea IEDS. Integrarea INDS din statele membre pentru realizarea IEDS astfel nct utilizatorii s poat accesa date geospaiale refereniate la nivel european sau local trebuie testat n practic. Mai concret, integrarea informaiile spaiale ce provin din diferite surse, se ncadreaz n categorii variate i au diferite rezoluii este n momentul de fa un concept care trebuie implementat. ESDIN i propune: agregarea datelor provenite din diferite surse n vederea dezvoltrii unor servicii web pentru categoriile de date cuprinse n Directiva INSPIRE, implementarea unor servicii care vor spijini agregarea i interoperabilitatea datelor, dezvoltarea celor mai bune practici pentru dezvoltarea instituional n vederea realizrii obiectivului proiectului, diseminarea celor mai bune practici pentru integrarea informaiilor, testarea Regulilor de Implementare i a specificaiilor INSPIRE ntr-un mediu operaional. Astfel se va ncuraja utilizarea informaiilor geografice din

Pag. 13 din 90


sectorul public, prin ndeprtarea obstacolelor tehnice i accesarea acestora ntr-o manier sigur i n cel mai economic mod. Dintre rezultatelor concrete enumerm: obinerea de date interoperabile pentru ase categorii de date din Anexa I INSPIRE, accesul uniform din punctul de vedere INSPIRE la datele menionate anterior, o reea sustenabil a furnizorilor de date, utilizatorilor, a celor care comercializeaz datelor i a partenerilor din domeniul tehnologic care s asigure consensul n ceea ce privete interoperabilitatea i dup finalizarea proiectului, sporirea utilizrii practice a rezultatelor obinute prin proiectele anterioare finanate de Comisia European RISE, EuroRoadS, EuroGlobalMap, EuroRegionalMap, EuroBoundaryMap. Din cele 10 pachete de lucru ale proiectului ANCPI va participa la urmtoarele activiti: Activitatea 1 Managementul contractului i al proiectului Activitatea 3 Angajamentul stakeholderilor (identificarea cerinelor n domeniul public, privat i academic i a obstacolelor existente n folosirea i refolosirea datelor geografice digitale, dezvoltarea celor mai bune practici pentru dezvoltarea instituional n vederea realizrii obiectivelor proiectului) Activitatea 6 Dezvoltarea Specificaiilor ExM pentru date la scri medii i mici crearea de speciicaii de date pentru scri medii i mici, elaborarea de reguli i specificaii pentru transformarea datelor produselor EGM/ERM/EBM n date ExM Activitatea 9 ntreinerea datelor stabilirea de ghiduri i metodologii pentru ntreinerea adecvat a datelor Activitatea 10 Dezvoltarea specificaiilor pentru transformarea datelor n format ExM stabilirea regulilor de transformare a datelor, dezvoltarea specificaiilor pentru transformarea datelor n format ExM pentru fiecare partener din cadrul proiectului. n perioada 30 31 octombrie reprezentanii ANCPI au participat la ntlnirea comun a grupurilor de lucru 2, 3 i 4 din cadrul proiectului ESDIN ce s-a desfurat la Munster, Germania. Obiectivul reuniunii a fost realizarea unui plan de lucru pentru grupurile de lucru non-tehnice, repartizarea eforturilor ntre grupurile de lucru pentru evitarea suprapunerilor n activitatea acestora i definirea interdependenelor ntre acestea.

2.8. SPRIJIN PENTRU MONITORIZAREA PIEEI IMOBILIARE N ROMNIAn portofoliul proiectelor Ageniei Naionale de Cadastru i Publicitate Imobiliar se nscrie i proiectul Sprijin pentru monitorizarea pieei imobiliare n Romnia, implementat prin programul de (Pre)Aderare PSO care are la baz un acord semnat ntre Guvernul Romniei i Guvernul Regatului Olandei. Proiectul este implementat de ctre Agenia pentru Cooperare i Afaceri Internaionale din cadrul Ministerului Afacerilor Economice din Olanda (EVD) n colaborare cu partenerul romn, Ministerul Internelor i Reformei Administrative. Prin intermediul EVD proiectul beneficiaz de o finanare integral de 325.000 euro din partea Guvernului Regatului Olandei, are o durat de 2 ani (ianuarie 2007 decembrie 2008) iar executantul este Agenia de Cadastru, Publicitate Imobiliar i Cartografie din Olanda Kadaster. Scopul acestui proiect l constituie monitorizarea pieei imobiliare i furnizarea de servicii conexe n vederea creterii transparenei pieei imobiliare n Romnia.Pag. 14 din 90


Proiectul se implementeaz ntr-o zon pilot municipiul Buzu, n care se colecteaz date credibile despre bunurile imobile, cum ar fi: amplasamentul imobilului (cartier, strad, numr cadastral, adres potal), tipul imobilului (teren liber, teren cu cldire de locuit, apartament, cldire de locuit, spaiu comercial, imobil industrial), suprafaa imobilului, anul construirii, preul de vnzare din oferte i tranzacii, precum i valoarea stabilit pentru obinerea unei ipoteci. Dup procesarea statistic a informaiilor colectate se vor putea face predicii privind valoarea de tranzacionare pentru cele mai multe tipuri de construcii (apartamente, case, magazine, birouri, etc.). Experiena dobndit n zona pilot va putea fi utilizat pentru extinderea proiectului la nivelul ntregii ri. Pentru dezvoltarea proiectului privind monitorizarea pieei imobiliare a fost necesar implicarea tuturor instituiilor relevante din sfera pieei imobiliare. Astfel, sau ncheiat protocoale bilaterale de colaborare privind schimbul reciproc de informaii referitoare la proprietile imobiliare din municipiul Buzu, cu urmtoarele instituii: Primria municipiului Buzu, Uniunea Naional a Notarilor Publici din Romnia Camera Notarilor Publici Ploieti, Banca Transilvania sucursala Buzu i Raiffeisen Bank SA. Pentru colectarea, stocarea i procesarea informaiilor privind proprietile imobiliare din zona pilot s-a realizat aplicaia informatic REMIS (Real Estate Monitoring Information System - Sistemul Informatic pentru Monitorizarea Proprietilor Imobiliare), care interacioneaz cu sistemul informatic al cadastrului i publicitii imobiliare e-Terra i cu sistemele informatice ale partenerilor de proiect. Aplicaia stocheaz date din mai multe surse: ANCPI, primrie, bnci i trei site-uri web cu oferte imobiliare, pe baza crora se realizeaz rapoarte privind: indicele de evoluie a valorii de tranzacionare (pe tip de imobil, interval de timp), numrul de tranzacii, valoarea medie de tranzacionare. De asemenea, prin aceast aplicaie se poate obine valoarea estimativ privind preul de vnzare al imobilelor de un anumit tip, dintr-un anumit cartier. Pentru mbuntirea calitii datelor din baza de date s-a realizat o hart digital obinut prin vectorizarea strzilor de pe planurile cadastrale scara 1:1000 pentru intravilanul municipiului Buzu, n etapa actual urmrindu-se realizarea legturii dintre harta digital i baza de date. Pe baza planurilor vectorizate (care vor avea cartierele definite, strzile cu denumirile lor actuale, conform nomenclatorului stradal i numere potale la interseciile strzilor) se va face alocarea blocurilor unor cartiere /strzi. Datorit formatului diferit de colectare a datelor, a neomogenitii datelor i a faptului c nu s-a respectat nomenclatorul stradal sau amplasarea imobilului ntr-un cartier, datele importate n aplicaia REMIS din diferite surse trebuie analizate, corectate i completate manual pentru mbuntirea calitii informaiilor. Actualmente, n baza de date exist numeroase inconsistene i volumul datelor colectate este insuficient pentru obinerea unor valori estimative credibile, motiv pentru care s-a solicitat i s-a obinut prelungirea proiectului cu 6 luni pn n iunie 2009. Pe baza experienei acumulate din implementarea proiectului n zona pilot, la finalul proiectului se vor trage concluzii i se vor face recomandri pentru extinderea proiectului la nivel naional. Implementarea unui astfel de proiect la scar naional ar duce la: creterea transparenei pieei imobiliare din Romnia, creterea gradului de informare i a ncrederii ceteanului n tranzaciile imobiliare efectuate, convingerea instituiilor implicate n piaa imobiliar de necesitatea i beneficiile

Pag. 15 din 90


colaborrii cu ANCPI, scderea tranzaciilor speculative a terenurilor i construciilor, creterea siguranei creditelor ipotecare i n final la crearea unei piee imobiliare stabile i sigure.

Pag. 16 din 90


3. REEAUA NAIONAL DE STAII GNSSReeaua Naional de Staii GNSS Permanente (RN-SGP) cuprinde un numr de 48 de staii cu perspectiva extinderii pn n 2009 la 73 de staii. RN-SGP a cunoscut o modernizare continu. Prima staie GNSS permanent (BUCU) a fost instalat n anul 1999 n cadrul Facultii de Geodezie Universitatea Tehnic de Construcii Bucureti cu sprijinul Ageniei Federale de Cartografie i Geodezie (BKG), Germania. O dezvoltare accentuat a RN-SGP ncepe cu anul 2004 prin modernizarea staiilor deja existente i prin instalarea altora noi. Anii 2005-2008 aduc o modernizare a RN-SGP prin achiziionarea de ctre ANCPI a echipamentelor i softurilor de ultim generaie i instalarea acestora dup o proiectare coerent, astfel nct acestea s fie ct mai uniform distribuite pe ntreg teritoriul rii. Distana medie ntre staiile GNSS permanente v ajunge n anul 2009 la aproximativ 70 km. Echipamentele utilizate n RN-SGP sunt capabile s recepioneze semnale satelitare de la principalele sisteme globale de navigaie n stare de funciune (NAVSTAR-GPS i GLONASS). O parte a RN-SGP dispune i de senzori meteo performani care nregistreaz presiunea, temperatura i umiditatea la intervale de timp prestabilite. ncepnd cu anul 2006 , pe lng staia GPS permanent de clas european (EUREF) BUCU care devine statie GNSS permanent n reeaua IGS (International GNSS Service), Romania particip la Reeaua European de Referin EUREF-EPN (European Reference Frame European Permanent Network) prin integrarea a nc patru staii GNSS permanente: BACA (Bacu), BAIA (Baia Mare), COST (Constana) i DEVA (Deva).

Pag. 17 din 90


3.1. ROMPOS IN PLAN EUROPEAN SI INTERNATIONALDeterminarea poziiei i monitorizarea poziiilor se pot realiza i prin crearea unor servicii (naionale, europene i/sau globale) specializate bazate pe tehnologiile satelitare de poziionare global. La nivel european exist n prezent o preocupare susinut pentru realizarea unor astfel de servicii care s aib la baz anumite standarde de funcionare. Romnia, prin Agenia Naional de Cadastru i Publicitate Imobiliar este participant la un proiect european privind implementarea unui serviciu de poziionare standardizat, denumit EUPOS (European Position Determination System). Iniiativa EUPOS aparine unui grup internaional de experi i al unor organizaii venite din diferite domenii (geodezie, navigaie, cercetare, cadastru .a.). Parteneri din 15 ri europeene s-au reunit cu scopul de a stabili n rile lor o infrastructur spaial interoperabil prin folosirea Sistemelor Satelitare de Navigaie Global (GNSS) GPS, GLONASS, GALILEO i realizarea unor centre naionale de servicii EUPOS. Serviciile EUPOS vor furniza o nalt acuratee i ncredere pentru poziionare i navigaie, iar pe baza acestora vor putea fi dezvoltate o gam larg de aplicaii geoinformatice. Pe baza adoptrii unor standarde identice sau similare cu cele care vor fi utilizate n cadrul EUPOS, n Romnia s-a realizat sistemul ROMPOS. www.rompos.ro

3.2. REEAUA EUROPEAN DE REFERIN (EUREF EUROPEAN REFERENCE FRAME)Reeaua de staii GNSS permanente EUREF-EPN (European Reference Frame European Permanent Network) este o reea de staii GNSS permanente care colecteaz n mod continuu nregistrri satelitare de la sistemele GPS, GLONASS i n viitorPag. 18 din 90


GALILEO. Serviciile EUREF-EPN asigur determinarea poziiilor staiilor GNSS permanente, care contribuie la meninerea reelei de referin europene EUREF i a sistemului de referin european ETRS (European Terrestrial Reference System). Agreat i de ctre EuroGeographics, acest sistem de referin este larg utilizat n proiecte incluznd componenta de georefereniere n zona european. Produsele oferite de reeaua european de staii GNSS permanente sunt de asemenea utilizate i n aplicaii tiinifice precum determinarea efemeridelor sateliilor, geodinamic, determinarea nivelului mrilor, meteorologie .a. Peste 150 de staii EPN distribuite n 32 de state europene furnizeaz date GNSS online i offline prin centrele de date locale i regionale. Centrele de analiz i control EPN verific n permanen datele primite din reea i ofer coordonate precise ale staiilor GNSS incluse n reea.

3.3. SERVICIUL INTERNAIONAL GNSS (IGS INTERNATIONAL GNSS SERVICE)IGS este o organizaie bazat pe participarea voluntar a unor instituii din lumea ntreag, care contribuie cu resurse i date de la staiile GNSS permanente pentru a realiza produse GNSS. n general, ne putem referi la IGS ca la comunitatea internaional cu cel mai nalt nivel calitativ al produselor GNSS oferite. EUREF-EPN este cea mai dens reea regional GNSS, care funcioneaz dup standardele IGS. In plus, IGS consider EPN ca o reea asociat conlucrnd ndeaproape cu ageniile care opereaz EUREF-EPN. IGS desemneaz un set de staii regionale EPN ca i staii IGS. Alegerea staiilor care vor fi i staii IGS este motivat de contribuia adus de acestea produselor IGS. EPN la rndul su folosete produsele IGS. Romnia are n prezent o staie GNSS permanent inclus n reeaua IGS (staia BUCU). http://igscb.jpl.nasa.gov

Pag. 19 din 90


4. DETERMINAREA INFRASTRUCTURII UNUI GIS4.1. INTRODUCEREInformaia - document bazat pe cartografie, aa cum a fost definit de Organizaia Naiunilor Unite, include urmtoarele tiine sau tehnici: geodezie, fotogrammetrie, cartografia - topografic sau cartografic sau tematic, teledetecie, bazele de date topografice i cartografice precum i sistemele informaionale geografice i/sau teritoriale. De aceste probleme se ocup dou organizaii europene oficiale, organizaii care au o vast experien profesional i de "know-how". Aceste organizaii au fost nsrcinate ca la scar european s promoveze cel mai valabil suport cartografic pentru diveri utilizatori poteniali. Prima organizaie, denumit prescurtat CERCO, nseamn "Comit Europen des Responsables de la Cartographie Officielle", a fost nfiinat n anul 1980 i are drept scop schimbul reciproc de informaii, consultan i cooperare n toate domeniile cartografiei, cu excepia hidrografiei marine i a hrilor militare. n noiembrie 1980, la Strasbourg, CERCO a fost admis ca grup de lucru al Parlamentului European, iar n prezent este parte integrant din reeaua de cooperare tehnico-tiinific a Consiliului Europei. Scopul unui GIS este de a genera informaii utile din interogarea bazelor de date spaiale. Una dintre principalele caracteristici ale domeniului GIS este faptul ca implic colaborarea ntre participanii la proiecte care se desfoar ntr-o anumit zon. Un GIS are capacitatea de a integra date provenind din surse diferite, de a realiza analiza acestora, de a permite o mai bun descriere a realitii. Relaiile, conexiunile i topologia specific datelor sunt descrise cu ajutorul acestuia, n scopul lurii deciziilor la nivelul organizaiilor. Ca urmare a acestui fapt, tehnologiile GIS au devenit parte integrant a structurii informatice n multe organizaii. In urma acestor motive cu caracter general, aplicaiile GIS trebuie s asigure interoperabilitatea informaiei cu care opereaz, implicit standardizarea anumitor tipuri de informaii astfel nct s rspund cerinelor i legilor tehnologiei informatice (IT) dezvoltate la nivel internaional. Aplicaiile GIS asigur instrumentele i funciile necesare pentru stocarea, analiza i afiarea informaiilor despre anumite obiecte/situaii. Componentele cheie caracteristice aplicaiilor GIS sunt: instrumentele pentru introducerea i manipularea informaiilor geografice; un sistem de gestiune a bazelor de date: instrumente care permit crearea de hri digitale utilizate pentru analiza, interogarea informaiilor, generarea de grafice, rapoarte, imprimarea informaiilor necesare prezentrii utilizatorilor; interfaa grafic oferit utilizatorilor este foarte practic

Pag. 20 din 90


4.2. STANDARDE I INTEROPERABILITATE N DOMENIUL GIS4.2.1. Realizarea de standarde aplicabile datelor geospaialeScopul unul GIS este s asigure un rspuns la interogri specifice formulate de diferii utilizatori i s genereze informaii utile urma interogrii bazelor de date spaiale. Scopul standardelor i al tehnologiilor legate de interoperabilitate este de a impune utilizatorilor tehnologiilor GIS s realizeze sisteme care s poat fi implementate n conformitate cu direciile de dezvoltare a tehnologiei informatice (IT). Standardele din domeniul tehnologiei informatice furnizeaz suportul pentru interoperabilitatea n domeniul GIS, acestea trebuie s se ncadreze n contextul standardelor le din domeniul tehnologiei informatice. Interoperabilitatea n domeniul GIS trebuie s evolueze continuu n cadrul dinamic al industriei din domeniul tehnologiei, standardele constituindu-se iar o succesiune de procese dect de produse. Specificaiile standardelor trebuie verificate diverse aplicaii concrete nainte de adoptarea lor ca standard. Cerinele utilizatorilor GIS sunt determinate n promovarea practic oricrui standard Suportul standardelor n produsele productorilor de date spaiale trebuie s se bazeze pe cele trei pri care caracterizeaz dezvoltarea sau actualizarea produselor software, precum i introducerea de funcionaliti noi sau adaptarea la tehnologii noi. Procesul ncepe cu faza de proiectare, continu cu dezvoltarea unui studiu pilot care include dezvoltarea de funcionaliti noi i se ncheie cu faza de implementare care permite ncorporarea funcionalitii realizate n produsele software. Comunitile GIS din ntreaga lume dezvolt conceptul de standarde Open GIS de muli ani. Interoperabilitatea este neleas ca fiind posibilitatea de a ncorpora informaii i funcionalitate provenind de la sisteme diverse. n ultimii 20 de ani conceptele, standardele i tehnologiile referitoare la implementarea n domeniul GIS au evoluat. La nceput strategiile legate de implementarea de tehnologii de utilizare partajat a datelor erau limitate de constrngeri tehnologice n special de cele legate de viteza de calcule. Astzi prin soluiile practice utilizate, convertoare de date. standarde pentru transfer de date i ulterior formatele de fiiere deschise, se asigur posibilitatea schimbului de date ntre utilizatori de platforme diferite. Majoritatea produselor GIS citesc direct informaia, ntr-un interval de timp scurt n i din diferite formate, i poate chiar transform dinamic datele n anumite cazuri. n tabelul numrul 1 sunt prezentate o serie de abordri care au jucat un rol fundamental n interoperabilitatea din domeniul GIS.

Pag. 21 din 90


Tabelul 1 - Modele de abordri in interoperabilitate

STRATEGIE Convertors Date Standard Interchange Format Open File Formats Direct Read Application Programming Interfaces (APIs) Common features in a DBMS SQL Integrated standards Web services 4.2.2. Standarde i interoperabilitate

EXEMPLE DLG, TIGER, MOSS, GIRAS, IGDS SDTS, DXF, GML VPF, shapefiles, DGN ArcSDE, CAD Reader, ArcSDE Client OGC Simple Feature Specification for WMS, WFS

Colaborarea dintre sistemul GIS de administrare a bazelor de date geospaiale i Sistemul IT este remarcabil. Datorita naturii distribuite a arhitecturii de aplicaii software GIS are implicatii diferite in cadrul sistemului pentru asigurarea interoperabilitatii intre serviciile tuturor directiilor implicate Implicatiile sunt atat din punct de vedere al managementului de date, al platformelor hardware, a logicii distribuirii aplicaiilor specializate, de integrare a serviciilor Web, a interfetelor deschise documentate ale aplicaiilor (API) cat i a schemelor documentate de date XML. Arhitectura de aplicaii software GIS trebuie sa dispuna de urmatoarele caracteristici descrise mai jos: Sa ofere suport pentru stocarea i managementul datelor geospaiale in DBMS-uri diferite i eterogene. Sa permit operarea in medii de operare eterogene (Windows, Linux, Sun Solaris) i a diferitelor tipuri de echipamente mobile i browsere Web; acestea trebuie sa poata conecta i lucra cu informatiile stocate in servere DBMS-uri centrale pe platforme diferite. Utilizatorii sa poata distribui functionalitatea GIS (cartografiere, editare i geoprocesare) in orice mediu traditional desktop, sa le poata incorpora in aplicaii particularizate, sa le poata rula pe echipamente mobile (PDA, Tablet PC, Pocket PC, etc.) sau sa le poata gestiona intr-un mediu de tip server. Funcionalitile GIS trebuie sa poat fi distribuite sub forma de servicii Web ce folosesc standarde deschise i interoperabile cum ar fi WMS, WFS/WFS-T, WCS, XML i SOAP. Aceste servicii Web sa poata actiona ca servicii pentru alte aplicaii GIS i sa poat fi integrate cu alte sisteme standard cum ar fi: aplicaii software ERP i DMS. S ofere suport pentru interfee API deschise i documentate pentru C++, .NET, Java, i COM. Dezvoltatorii de aplicaii sa poat accesa, actualiza i folosi ntreaga funcionalitate GIS.

Pag. 22 din 90


Sa asigure suportul de scheme documentate XML pentru construirea bazelor de date geospaiale. Modelul informational complet al bazelor de date geospaiale sa fie publicat in format deschis pentru programatori ca specificatie XML. Bazele de date geospaiale trebuie sa asigure accesul comun la date i cadrul de lucru al managementului acestora in mediul desktop GIS. Acestea vor defini tipurile de date ce pot fi utilizate in mediul desktop GIS, sub forma de: obiecte spaiale, date raster, adrese, atribute, topologii, masuratori topografice, i relatiile de legatura i controleaza modul lor de reprezentare, de acces, stocare, gestionare i de prelucrare. Bazele de date geospaiale trebuie sa ofere suport pentru: Topologii pentru gestionarea geometriei dintre obiectele spaiale Retele pentru modelarea conectivitatii i a proceselor de lucru Relatii de legatura pentru conectarea obiectelor geografice bazate pe informatia descriptiva Domenii pentru gestionarea integritatii valorilor atributelor Subtipuri de clase de obiecte spaiale pentru modelarea comportamentelor subclaselor (ex. drumuri europene, nationale, judetene, etc.) Mozaicuri raster i cataloage raster pentru gestionarea datelor raster Sisteme de masuratori pentru gestionarea observatiilor topografice i a celor GPS Scripturi de geoprocesare i modele ce permit automatizarea proceselor de lucru i de analiza spaiala Metadate pentru documentarea i cunoaterea seturilor de date geospaiale Modele comune de date GIS i coninut de standarde dezvoltate i utilizate de organisme i organizaii internaionale (ISO, OGC). Interoperabilitatea la nivelul bazelor de date geospaiale in cadrul sistemului trebuie sa poata fi realizata sub diferite moduri: Bazele de date geospaiale sa poat fi gestionate prin intermediul diferitelor DBMS-uri Microsoft SQL Server, Oracle, IBM, DB2 i Informix i una sau mai multe dintre aceste DBMS-uri pot fi combinate in cadrul reelelor nationale sau globale. Aceste baze de date sa poata fi dezvoltate, i intretinerea acestora sa se realizeze distribuit de mai multe organizatii. Bazele de date geospaiale sa foloseasca modul de stocare deschis DBMS ce are la baza specificatiile OGC i ISO Simple Feature. Toate fiierele de date externe i fiierele DBMS sa poata fi accesate folosind logica comuna a bazei de date geospaiale. Sa ofere suport pentru citirea directa a peste 100 de formate de date incluzand formate raster, format vector, fiiere CAD, i seturi de date GML (Geography Markup Language). Suport format XML al bazelor de date geospaiale - format de schimb deschis dedicat schimbului de informatii dintre bazele de date geospaiale i alte sisteme externe.

Pag. 23 din 90


Prin intermediul capabilitatilor de interschimb, utilizatorii arhitecturii sistemului sa poata distribui actualizarile datelor numai ca seturi de inregistrari de schimb intre mediul desktop GIS i celelalte sisteme. Modelele de date geospaiale sa poata fi publicate deschis i sa permit utilizarea acestora in cadrul serviciilor intregului sistem GIS. Acestea sa fie bazate pe standarde i sa permit utlizatorilor sa colaboreze in formate standard. Documentele metadate sa permit descrierea continutului publicat in cadrul unui portal GIS. Sa se respecte standardele continutului de metadate: FGDC (Federal Geographic Data Committee), ISO i alte altor organizatii ce definesc standardele pentru inregistrarea informatiilor seturilor de date geospaiale i a serviciilor Web sub forma de documente de metadate. Sa asigure respectarea protocoalelor serviciilor Web dezvoltate de ctre OGC, W3C (World Wide Web Consortium) i alte organizatii, servicii Web ce sunt bazate pe XML i sa permit definirea protocoalelor specifice XML. Arhitectura sistemului GIS sa ofere suport pentru specificatiile de interoperabilitate pentru publicarea functionalitatilor GIS pe Web. Printre aceste specificatii XML enumerandu-se: o Web Map Service (WMS), pentru generarea imaginilor harta o Web Feature Service (WFS)/WFS-T, sa se asigure fluidizarea obiectele spaiale de tip vector cu suport GML 3.0 Simple Feature Profile o Web Coverage Service (referite pentru seturile de date raster) o Interfetele catalog ce vor permite cunoasterea, accesarea i interogarea serverelor catalog.

4.2.3. Standarde utilizate in domeniul informaionalCele mai importante standarde utilizate la nivelul comunitii europene n domeniul informaional sunt : - ISO 8601:2004 - este un standard internaional care include specificaiile pentru reprezentarea numeric a informaiei despre date si timpul zilei si specific reprezentarea formatelor la aceste reprezentri numerice. Datele sunt exprimate ca ir de caractere CCYY-MM-DD. Acest standard este utilizat n multe domenii. - ISO 19108:2002 - acest standard internaional definete conceptele standard necesare pentru a descrie caracteristicile temporale ale informaiei geografice prin abstractizarea entitilor din mediul nconjurtor. O parte din aceste standarde pentru informaia geospaial se refera la seria ISO 19100. Standardul se refera la domeniul spaial al zonei studiate din punct de vedere al informaiei geografice i nu la informaia temporal relaionat la ciclul de via al resursei. - W3CDTF definete profilul ISO 8601 restricionnd formatele la un numr mic, ca de exemplu: s satisfac cele mai multe dintre cerine'' i utilizate extensiv n mediul Web. Acesta poate impune cteva restricii, cum ar fi cratima" este semnul care separa elementele de date, duratele i intervalele nu sunt incluse, etc. - TimeML and ISO/CD 24617-1 - TimeML limbajul formal specificat pentru evenimente i expresii temporale. - ISO/CD 24617-1 - este un standard curent sub dezvoltare n ISO TC37/SC4 i este programat s fie publicat n 2009. Include specificaia formal a TimeML i adiional rezultatele semantice, n principal referitor la calea limbajelor naturale

Pag. 24 din 90


pentru a exprima informaia temporal utiliznd timpul verbal, aspectul i cuvintele necesare exprimrii relaiilor temporale. - ICS Geological Time Scale 2004 - Geological Time Scale 2004 a fost completat de .International Commissiononm Stratigraphy" ntr-un proiect de mai muli ani, care rezum istoricul i status-ul definiilor limit a stagiilor geologice, stratificarea integrata compilata pentru fiecare perioad i asamblat ntr-o scar numeric a anilor. Alte standarde utilizate pentru date geospaiale sunt urmtoarele: - Directive 2007/2/EC a Parlamentului i Consiliului European din 14 martie 2007 stabilete Infrastructura pentru Informaia Spaial n Comunitatea European {INSPIRE). - Federal Geographic Data Commitee conine standarde pentru Metadatele Geospaiale Digitale - FGDSC-STD-001-1998 US Standard care furnizeaz un set comun al terminologiei i definiiilor pentru documentaia datelor digitale. Standardul stabilete elementele data i combin elementele s fie utilizate pentru aceste scopuri, definiiile acestor compuse de tip data, informaia despre valorile care sunt furnizate pentru aceste elemente de tip data. - ISO 8601:1998 - Reprezentarea datei i timpului - ISO 8601:2004 - Element data i formate interschimbabile - ISO 11404:2007 - Tehnologia Informaiei Gemeral Pvrpose DataTypes (GPD) Standard internaional pentru specificarea nomenclaturii i distribuirea semantic pentru o colecie de tipuri de date comune n limbajele de programare i n interfaa software-lui, incluznd informaia temporal - ISO 19108:2002 - Informaia Geografic Schema temporal - Standard internaional care definete conceptele standard necesare s descrie caracteristicile temporale ale informaiei geografice rezultate prin abstractizarea entitilor lumii nconjurtoare - ISO 19115:2003 - Geographic Information Metadata Standard internaional care furnizeaz schema cerut pentru descrierea informaiei geografice i servicii - ISO/TS 19139:2007 - Standard internaionale utilizat la codificarea metadatelor informaiei geografice (Geographic MetaData XML (xml)) i implementarea structurii derivate XML de la ISO 19115 - ISO/CD 24617-1 - administrarea resurselor referitoare la limbajele de programare.

4.2.4. Suport pentru metadateMetadatele furnizeaz utilizatorului informaii eseniale i permit schimbul de date. Standardele referitoare la metadate identific i standardizeaz metadatele de care comunitatea utilizatorilor are nevoie pentru gestionarea i partajarea datelor, cat si pentru promovarea interoperabilitii globale. Datorit importanei metadatelor n construirea unei infrastructuri spaiale, comunitile GIS utilizeaz metadatele i dezvolt servere de metadate care permit utilizatorilor s identifice i s evalueze date care provin din surse diverse i sunt n diferite formate. Astfel software-le GIS permit crearea structurii, gestionarea i editarea metadatelor stocate n format XML conforme cu FGDG privind coninutul

Pag. 25 din 90


metadatelor digitale geo-spaiale, sau a celor conforme cu standardul ISO 19115 privind metadatele. Software-le specializate n Metadata Services permit utilizatorilor s creeze o baz de date centralizat, ordine, necesar publicrii i distribuiei metadatelor cu ajutorul Internet-ului. Aceste informaii despre metadate pot fi accesate de orice client care utilizeaz fiierele XML.

4.2.5. Alinierea la direciile generale ale ITDezvoltarea n domeniul interoperabilitii este determinat de migrarea de la nivelul de proiect, la cel de aplicaie GIS, n cadrul organizaiei sau societii. Partajarea datelor geografice trebuie sa fie permis n cadrul sistemelor deschise, att a tehnologiilor GIS, ct i aplicaiilor non - GIS care opereaz pe diferite platforme. Scalabilitatea aplicaiilor ntre platforme impune utilizarea standardizrii, necesar implementrii att la nivel de proiect ct i la nivel de organizaie. Sistemele deschise au permis iniial dezvoltarea de aplicaii, crearea instrumentelor personalizate, dezvoltarea i personalizarea aplicaiilor GIS, ns platforme software GIS noi permit personalizarea, extensibilitatea i posibilitatea integrrii cu aplicaii non - GIS. Software-le GIS, la nivel de Desktop, sunt construite pe baza de "obiecte", acestea reprezentnd o colecie de componente software cu funcionalitate GIS i interfee programabile, colecie bazat pe arhitectura .COM. Aplicaiile pentru administrarea datelor spaiale pot fi personalizate i adaptate cu ajutorul oricrui limbaj compatibil .COM, ca de exemplu Visual Basic, Visual C++, Delphi. "Obiectele" pot fi de asemenea folosite pentru dezvoltarea de aplicaii GIS sau pentru incorporarea unei funcionaliti GIS in aplicaii non - GIS. Cteva dintre organizaiile care se ocup de standardizare i interoperabilitate sunt trecute n tabelul 2:

Tabelul 2 - Organizaii de standardizare a datelor geospaiale Acronim ANSI CEN DGIWG FGDC GSDI IHO ISO ORGANIZAIE American National Standards Institute European Committee for Standardization Digital Geographic Information Working Group Federal Geographic Data Committee Global Spatia! Data Infrastructure InternationalHydrographic Organization International Organization for Standardization URL www.ansi.org www.cenorm.be www.digest.org www.fgdc.gov www.gsdi.org www.iho.shom.fi www.iso.org TIP standarde standarde standarde standarde interoperabilitate standarde standarde

Pag. 26 din 90


OASIS OGC OMA W3C WS-I

Organization for the Advancement of Structured Information Standards Open GIS Consortium Open Mobile Alliance World Wide Web Consortium Web Services Interoperability nTganizatinn

www.oasisopen.org www.opengis.org www.openmobileal liance.org www.w3.org

standarde specificaii specificaii standarde

www.ws-i.org interoperabilitate

Odat cu integrarea, din ce n ce mai evident a domeniului GIS n cadrul tehnologiei informaiei, interoperabilitatea cu standardele industriale ale tehnologiei informaiei i cu cele din domeniul GIS devine din ce n ce mai important. Soluiile marilor comuniti GIS din ntreaga lume, asigur interoperabilitatea cu sisteme din clasa ERP (Enterprise Resourse Planning Planificarea resurselor de tip enterprise), CRM (Customer Relationship Management Managementul relaiilor spaiale) si EAI (Enterprise Aplication Intergration Integrarea aplicaiilor de tip enterprise) sisteme de gestionare a proceselor i sisteme de asistare a deciziilor.

Pag. 27 din 90


5. STADIUL ACTUAL PRIVIND UTILIZAREA TEHNOLOGIEI GPSDupa lansarea primului satelit artificial al Pamintului, Sputnik 1, la 04.10.1957, tehnica spatiala s-a impus ca o noua era in dezvoltarea stiintifica si tehnologica, constituind un factor dinamizator al procesului tehnicoeconomic, in domenii de interes major ale actvitatii umane. Domeniile de utilizare ale satelitilor artificiali specializati sint numeroase si deosebit de diversificate, printre acestea, de o deosebita importanta strategica in domeniul militar si de larga utilitate in domeniul civil fiind dezvoltarea tehnologiilor satelitare de navigatie care permit pozitionarea deosebit de precisa a mijloacelor de transport aeriene, maritime si terestre aflate in miscare sau in repaus. Aceasta tehnologie si-a gasit, deasemenea, o larga aplicabilitate si in domeniul geodeziei si geodinamicii prin realizarea unor retele geodezice la nivel global sau national, contributii la determinarea formei si dimensiunilor Pamintului si a cimpului sau gravitational, determinarea deplasarilor placilor tectonice, etc. La ora actuala functioneaza in paralel doua sisteme de pozitionare globala, respectiv sistemul de pozitionare NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System (NAVSTAR GPS), cunoscut sub denumirea GPS, realizat si gestionat de Statele Unite ale Americii si sistemul de pozitionare GLObal NAvigation Satellite System (GLONASS), realizat si gestionat de Federatia Rusa. Cele doua sisteme sunt asemanatoare din punct de vedere al conceptiei, al modului de functionare si al performantelor ce le ofera utilizatorilor, lucrarea urmind a face referiri numai la sistemul american, GPS. Proiectul GPS a fost demarat de catre guvernul Statelor Unite la inceputul anilor 70. Scopul principal il reprezinta posibilitatea de a putea determina cu precizie pozitia unui mobil in orice punct de pe suprafata pamintului, in orice moment indiferent de starea vremii.

Pag. 28 din 90


GPS este un sistem care utilizeaza o constelatie de 30 de sateliti pentru a putea oferi o pozitie precisa unui utilizator. Precizia trebuie inteleasa in functie de utilizator. Pentru un turist ea inseamna in jur de 15 m, pentru o nava in ape de coasta reprezinta ceva in jur de 5 m, iar pentru un topograf precizie inseamna 1 cm sau chiar mai putin. GPS poate fi utilizat pentru a obtine preciziile cerute in toate aplicatiile pomenite mai sus, singurele diferente constand numai in tipul receptorului si a metodei de lucru utilizate. Initial GPS a fost proiectat numai pentru aplicatii militare. Curand dupa ce acest obiectiv a fost atins a devenit evident ca GPS va putea fi folosit si pentru scopuri civile pastrand totusi anumite proprietati numai pentru domeniul militar. Primele doua aplicatii civile au fost navigatia maritima si masuratorile tereste.

5.1. COMPONENTELE SISTEMULUISistemul de pozitionare globala GPS s-a pus in miscare incepind cu anul 1973, sub coordonarea Joint Program Office din cadrul U.S. Air Force Commands, Los Angeles Force Base, fiind la origine un sistem de pozitionare realizat in scopuri si pentru utilizare militara, care a devenit in scurt timp accesibil si sectorului civil, capatind o utilizare extrem de larga in multe tari ale lumii, inclusiv in tara noastra dupa 1991. Acest sistem de pozitionare globala functioneaza pe principiul receptionarii de catre utilizator a unor semnale radio emise de o constelatie de sateliti de navigatie, specializati, care se misca in jurul Pamintului pe orbite circumterestre. Sistemul a fost astfel proiectat incit permite ca in orice moment si oriunde pe suprafata Pamintului, un mobil aflat in miscare sau in repaus, sa aiba posibilitatea ca utilizind un echipament adecvat, sa isi poata stabili in timp real pozitia si viteza de deplasare pentru un mobil aflat in miscare si numai pozitia pentru un mobil aflat in repaus, intr-un sistem de coordonate geocentric tridimensional, propriu sistemului de pozitionare GPS. Sistemul de pozitionare GPS, este constituit din trei componente sau segmente

principale care asigura functionarea acestuia, dupa cum urmeaza:

Pag. 29 din 90


1. Segmentul spatial, constituit din constelatia de sateliti GPS; 2. Segmentul de control, constituit din statiile de la sol, care monitorizeaza intregul sistem; 3. Segmentul utilizatorilor, compus din utilizatorii civili si militari, care folosesc receptoare GPS dotate cu antena si anexele necesare;

5.1.1. SEGMENTUL SPAIAL

Constelatia de sateliti GPS a fost proiectata sa contina in faza finala un numar de 24 de sateliti (actualmente functioneaza un numar de 30 sateliti), amplasati pe orbite aproximativ circulare fata de suprafata Pamintului. Planurile orbitale ale satelitilor au o inclinatie de 55o fata de planul ecuatorial terestru, stelitii evoluid la o altitudine de cca. 20200km., cite 4 sateliti in fiecare dintre cele 6 planuri orbitale. Fiecare satelit face o rotatie completa in jurul Pamintului in 12 ore siderale, respectiv in 11 ore si 56 de minute locale, zilnic rasaritul si apusul fiecarui satelit facindu-se cu 4 minute mai devreme. Fiecare satelit are o durata de functionare estimata la cca.7 ani, durata care in general a fost depasita, asigurindu-se astfel o siguranta in plus in exploatarea sistemului. Segmentul spatial, care in prezent este complet, asigura ca la orice ora, in orice loc pe suprafata Pamintului, indiferent de conditiile meteorologice, de perioada din zi sau din noapte, sa se poata receptiona semnale radio de la minimum 4 sateliti dar si mai multi, 6 sau 8, sub un unghi de elevatie de 15o deasupra orizontului, conditii absolut necesare pozitionare. pentru

Pag. 30 din 90


Principalele functiuni ale segmentului spatial al sistemului si ale fiecarui satelit in parte pot fi sintetizate astfel: -satelitii GPS transmit permanent informatii utilizatorilor prin intermediul unor semnale radio in frecventa nominala fundamentala de 10.23 MHz, din care se genereaza cele doua unde purtatoare L1=1575.42MHz si L2=1227.60MHz l, timpul generat de ceasurile atomice, efemeridele satelitului, starea echipamentelor auxiliare si alte informatii necesare; -mentin o referinta de timp foarte precisa, prin intermediul cesurilor de la bordul satelitilor GPS; -receptioneaza si inmagazineaza informatiile primite de la segmentul de control; -executa manevre de corectare a orbitelor satelitare; Satelitii sistemului au fost lansati la diferite perioade de timp si apartin diferitelor block-uri, dupa cum urmeaza: -satelitii din BlockI sunt primii sateliti lansati, modelul spatial fiind compus din 3 planuri orbitale inclinate la 63o fata de planul ecuatorului. Lansarea celor 11 sateliti proiectati s-a efectuat in perioada 1978-1985; -satelitii din Block-II au fost organizati in 6 planuri orbitale inclinate la 55o fata de ecuator si au inceput sa fie lansati in perioada 1989-1995. Satelitii acestui bloc se deosebesc de satelitii primului block prin faptul ca acestia au semnalul in totalite disponibil pentru utilizatorii civili, au implementate tehnicile de protectie ale sistemului, SA (Selective Availability) si AS (Anti-Spufing) si dispun de 4 ceasuri atomice (2 cu Cesiu, 2 cu Rubidiu); -satelitii din Block-IIA (Advanced), sunt mai evoluati in sensul ca au posibilitatea sa comunice intre ei si au montate reflectoare laser care permit masuratori de tipul Satelite Laser Ranging (SLR). Au fost lansati incepind cu sfirsitul anului 1990; -satelitii din Block-IIR (Replenishment) incep sa inlocuiasca satelitii din Block-ul II, dupa 1996. Acestia sunt prevazuti cu ceasuri atomice cu hidrogen, de tip MASER, care au au stabilitate superioara fata de cele cu Cesiu sau Rubidiu. De asemenea

Pag. 31 din 90


acestia dispun de legaturi intersatelitare care permit ameliorarea preciziei de determinare a orbitelor satelitilor; -satelitii din Block-IIF (Follow on) continua lansarile in perioada 2001-2010. Acestia vor putea gestiona eventualele variatii ale frecventei de baza si vor dispune la bord de Sisteme de Navigatie Inertiala (INS);

5.1.2. SEGMENTUL DE CONTROL

Segmentul de control al sistemului GPS este constituit din statiile specializate de la sol care actualmente sunt in numar de cinci si sunt dispuse aproximativ uniform in jurul Pamintului, in zona ecuatoriala

Principalele sarcini ale segmentului de control, sunt urmatoarele: -segmentul de control urmareste permanent prin statii de la sol satelitii sistemului, prelucrind datele receptionate in vederea calcularii pozitiilor spatio-temporale ale acestora( efemeride), care apoi sunt transmise la sateliti;

Pag. 32 din 90


-controleaza ceasurile satelitilor comparindu-le cu un ceas atomic cu hidrogen, de tip MASER; -calculeaza corectiile orbitale, care sunt transmise la fiecare satelit si operate de motoarele racheta proprii de corectare a orbitei; -activeaza prin comenzi de la sol, la momentul dorit sau necesar, sistemele de protectie SA (Selective Availability) si AS (Anti Spoofing), ale sistemului; -stocheaza datele noi receptionate de la sateliti; -calculeaza efemeridele prognozate (Broadcast) pentru urmatoarele 12 sau 24 de ore pe care le transmite la segmentul spatial; -executa intregul control asupra sistemului. Cele 5 statii la sol care formeaza segmentul de control al sistemului de pozitionare GPS au urmatoarele clasificari si atributii: -statia de control principala (Master Control Station), amplasata la Colorado Springs in Statele Unite, centralizeaza datele receptionate de la sateliti de statiile monitoare de la sol, prelucreaza aceste date pentru prognozarea orbitelor satelitilor (efemeridelor), si executa calculul corectiilor acestora precum si ale ceasurilor, date, care apoi se transmit la statiile de control ale sistemului pe care acestea le incarca la segmentul spatial, sub o forma care constituie mesajul de navigatie, receptionat de utilizatori; -statiile monitor ale segmentului de control sunt amplasate dupa cum urmeaza: insula Hawai (estul oceanului Pacific), insula Kwajalein (vestul oceanului Pacific), insula Diego Garcia (vestul oceanului Indian) si insula Ascension (oceanul Atlantic). Fiecare dintre aceste statii impreuna cu statia principala receptioneaza permanent semnalele de la satelitii vizibili, inregistreaza datele meteorologice si parametrii ionosferici pe care le transmit pentru prelucrare la statia principala ; -statiile de control la sol, amplasate linga statiile monitor din insula Kwajalein, insula Diego Garcia si insula Ascension si care de fapt sunt antene la sol cu ajutorul carora se realizeaza legatura permanenta cu satelitii sistemului si prin care se transmit efemeridele, corectiile orbitelor si ale ceasurilor atomice, precum si alte date necesare bunei functionari a sistemului.

Pag. 33 din 90


Pentru calculul efemeridelor precise, necesare in special prelucrarii masuratorilor GPS cu utilizare in geodezie-geodinamica, se folosesc masuratori si de la alte cinci statii terestre.

5.1.3. SEGMENTUL UTILIZATORI

Acest segment e constituit din totalitatea utilizatorilor detinatori de receptoare GPS cu antena, in functie de calitatile receptorului si antenei, rezultind acuratetea preciziei de pozitionare sau a elementelor de navigatie. Receptoarele geodezice sunt receptoarele cele mai precise si opereaza cu lungimile de unda purtatoare L1 si L2 precum si codul C/A sau P. Daca la nivelul anului 1990 existau cca. 9000 de utilizatori GPS, la nivelul anului 2000 se estimau cca. 500000 utilizatori GPS care pe grupe mari de activitati reprezentau urmatoarele cifre si procente[NGS 1994] :

-navigatia maritima si fluviala -navigatia si transportul terestru -navigatia aeriana -utilizatori militari -geodezie si cartografie

225000 receptoare 45% 135000 receptoare 27% 80000 receptoare 35000 receptoare 16% 7% 5%

25000 receptoare

5.2. STRUCTURA SEMNALULUIAcuratetea sistemului de pozitionare GPS este asigurata de faptul ca toate componentele semnalului satelitar sunt controlate de ceasuri atomice. Satelitii GPS din Block II prin ceasurile atomice de la bord, 2 cu cesiu si doua cu rubidiu, asigura o stabilitate pe perioada indelungata de 10-12 10-14secunde. Satelitii din Block IIR, dotati cu ceasuri atomice MASER, cu hidrogen, asigura pe perioada indelungata o stabilitate echivalenta cu 10-14 1015secunde.

Pag. 34 din 90


Aceste ceasuri

atomice, de foarte mare precizie, asigura realizarea unei frecvente

fundamentale f0 = 10.23 Mhz, in banda L. Avind in vedere faptul ca lungimea de unda este data de relatia :

=

v f

unde: v = c = 299 792 458 m/s (viteza luminii in vid) si f0 = 10.23 * 108 Hz rezulta:

=

2.99792458 10 8 30 m 10.23 10 6

Frecventa fundamentala f0, este la originea a trei parti fundamentale ale semnalului transmis de satelitii GPS si anume: -componenta portanta, care contine 2 unde sinusoidale L1 si L2; -componenta activa, care contine 2 coduri numite C/A si P ; -componenta mesaj, care contine codul D; Cele doua unde purtatoare, sunt generate prin multiplicarea frecventei fundamentale cu 154, pentru L1 si respectiv 120, pentru rezultate au urmatoarele valori: L2. Frecventele si lungimile de unda

purttoarea L :1

fL fL

1

=154 * f 0 = 1575.42 Mhz = =120 * f 0 = 1227.60 Mhz =

c fL c fL2 1

19 cm 24 cm

purttoarea L :2

2

Sistemul a fost proiectat cu doua frecvente, conditie teoretica indispensabila pentru eliminarea diverselor cauze de manifestare ale unor erori, cum ar fi erorile sistematice care au ca efect imediat intirzierea semnalului radio emis de satelitii GPS, datorata in

Pag. 35 din 90


principal erorilor generate de efectele erorii de ceas, refractiei ionosferice, troposferice, etc. Determinarea distantei de la satelit la receptorul GPS terestru, esentiala pentru pozitionarea acestuia, este indispensabil legata de determinarea, cit mai precisa, a timpului de propagare al undei de la satelit la receptor, masuratoare care se realizeaza cu ajutorul codurilor generate de un algoritm cu periodicitate in timp, care moduleaza frecventele purtatoarelor.

Aceste coduri supranumite pe acest motiv pseudo-cazuale sau PRN (Pseudo Random Noise) sunt utilizate sub urmatoarele denumiri:

codul C/A (Coarse Acquisition) : f C/A = f 0 /10 = 1.023Mhz codul P (Precision) : fP

C/A

= c/fP

C/A

300m

=f

0

= 10.23 Mhz

P

= c/f

30m

Codul C/A este liber pentru utilizatorii civili si moduleaza numai lungimea de unda portanta L1. Acest cod se repeta la fiecare milisecunda si furnizeaza informatii privind identificarea satelitului receptionat. Codul P este codul rezervat utilizatorilor militari precum si altor utilizatori privilegiati si moduleaza lungimile de unda ale portantelor L1 si L2 decalate cu p/2, decalaj care se repeta saptaminal.

Pag. 36 din 90


Codul D reprezinta codul de navigatie, are o frecventa fD =f0/204800 = 50 Hz, care contine informatiile privitoare la efemeridele satelitilor si parametrii reali pentru calculul pozitiei lor, starea acestora si informatii privind ceasurile de la bord. Receptoarele de mici dimensiuni, utilizate exclusiv pentru navigatie, receptioneaza numai codurile C/A si D si asigura o pozitionare absoluta in precizia de +/- 100m. Complexitatea semnalului GPS este deosebita si ea poate fi motivata de o serie de conditii pe care trebuie sa le asigure, printre care putem aminti: -sistemul de pozitionare GPS, este in primul rind un sistem militar, fiind insa utilizat de un numar mare de utilizatori civili si militari, pe care trebuie sa ii pozitioneze mai mult sau mai putin precis in functie de preocuparile si specificul activitatii pe care o desfasoara, precum si in functie de receptoarele de care beneficiaza; -utilizatorii care dispun de posibilitatea de masurare a codurilor, pot beneficia de pozitionare in timp real, cu anumite date privind corectiile distantelor (RTK si/sau DGPS) provenite de la statiile permanente de referinta GPS, amplasate in zonele costiere sau pe uscat, care transmit datele pentru diversi utilizatori in formatul standardizat RTCM (Radio Tehnical Commiion for Maritim Services Format); -utilizatorii care pot masura fazele, pot realiza o pozitionare de precizie, pe care o obtin in postprocesare; -utilizatorii care dispun de receptionarea semnalului GPS in doua frecvente dispun de posibilitatea de eliminare a erorilor sistematice, generate de efectul influentei refractiei ionosferice si troposferice; Actualmente este in discutie posibilitatea de implementare a unei a treia lungimi de unda, denumita L5, care sa fie folosita exclusiv de utilizatorii civili, realizindu-se astfel o separare complecta de utilizatorii militari ai sistemului GPS.

5.3. POZITIONAREA CU AJUTORUL TEHNOLOGIEI GPSPozitionarea cu ajutorul tehnologiei GPS se realizeza prin determinarea distantelor dintre punctul de statie si satelitii GPS vizibili, matematic fiind necesare masuratori la

Pag. 37 din 90


minimum 4 sateliti. Acest numar de sateliti este necesar pentru a ne putea pozitiona cit se poate de precis, numai pe baza distantelor masurate la sateliti. Daca am avea masuratori la un singur satelit si am cunoaste pozitia acestuia, cu o singura distanta, pozitia noastra in spatiu ar fi pe o sfera cu centrul in pozitia satelitului si cu raza, distanta masurata. Masurind distante la doi sateliti pozitia noastra se imbunatateste, in sensul ca ne aflam pe un cerc generat de intersectia celor doua sfere care au in centru cei doi sateliti si in functie de distanta dintre acestia, cercul nostru de pozitie are o raza mai mare sau mai mica. Pozitia noastra se imbunatateste substantial in momentul in care avem masuratori si la un al treilea satelit, care deja ne localizeaza in doua puncte din spatiu. Aceste doua puncte sunt date de intersectia ultimei sfere, cu centrul in cel de al treilea satelit, cu cercul generat de primele doua sfere determinate. Sigur ca in acest moment putem, relativ usor, sa ne stabilim punctul in care ne aflam, insa pentru a fi rigurosi este necesara a patra masuratoare fata de un al patrulea satelit si atunci in mod cert puncul pozitionarii noastre va fi unic. Pozitionarea se realizeaza cu ajutorul retrointersectiei spatiale de distante, in sistemul de referinta, reprezentat de elipsoidul WGS84. Fata de coordonatele spatiale care definesc permanent pozitia fiecarui satelit GPS (Sj ), in acest sistem de referinta, coordonatele spatiale ale oricarui punct de pe suprafata Pamintului (Pi ) se pot determina cu deosebita precizie prin intermediul masurarii unui numar suficient de distante de la satelitii receptionati de receptorul din punctul P. Vectorial, pozitia punctului P este rezolvata prin determinarea vectorului de pozitie R:

r =R + R =r Vectorul r, reprezinta vectorul de pozitie al satelitului observat la momentul t, vectorul r reprezinta vectorul distanta de la punctul considerat la satelit, iar vectorul R rezultat din formula, reprezinta vectorul de pozitie al punctului P. Distanta geometrica poate fi exprimata de relatia:

i j (t ) = ( X j (t ) X i ) 2 + ( Y j (t ) Y j ) 2 + ( Z j (t ) Z i ) 2

Pag. 38 din 90


Pozitionarea cu ajutorul tehnologiei GPS se poate face in diferite modalitati: -Pozitionare absoluta: coordonatele punctului P sunt determinate intr-un sistem de pozitionare globala, masuratorile pentru determinarea coordonatelor spatiale ale punctului P facindu-se cu doua receptoare GPS, din care unul amplasat pe un punct care are deja coordonate tridimensionale determinate intr-un sistem de referinta global (WGS84, ITRFxx, EUREF, etc). -Pozitionare relativa : sunt determinate diferentele de coordonate intre doua puncte sau componentele vectorului (baseline), ce uneste cele doua puncte stationate cu receptoare GPS. Prin aceasta modalitate se reduc sau se elimina erorile

sistematice(bias), de care este afectata distanta dintre cele doua puncte. -Pozitionare diferentiala: este asemanatoare,ca procedeu, cu pozitionarea absoluta cu deosebirea ca eroarea care afecteaza distanta de la satelit la receptor este calculata si aplicata in timp real, ca o corectie diferentiala, data de catre receptorul care stationeaza pe un punct de coordonate cunoscute (base), catre receptorul care stationeaza in punctul nou. Ca si la pozitionarea relativa, sunt eliminate sau diminuate erorile sistematice care afecteaza masuratorile GPS.

Z

S

j

P i

rR

O

Y

X

Pag. 39 din 90


Masuratorile GPS, in geodezie sau ridicari topografice, se pot executa prin doua metode principale, care in functie de situatie, de aparatura, etc. au fiecare diferite variante : -Metoda statica care presupune masuratori cu doua sau mai multe receptoare GPS, amplasate pe punctele care urmeaza sa fie determinate si care sunt stationate, simultan, o perioada mai mare de timp, denumita sesiune de observatii. Durata acesteia este stabilita in functie de lungimea laturilor, numarului de sateliti utilizabili, de geometria segmentului spatial observabil, evaluata de DOP(Dilution of Precision), precum si de precizia de determinare a punctelor noii retele. -Metoda cinematica presupune masuratori cu doua sau mai multe receptoare, din care unul amplasat pe un punct cu coordonate cunoscute (baza) si restul recepoarelor sunt in miscare continua sau cu stationari foarte scurte. In functie de metoda de masurare (achizitie a datelor), coordonatele se pot obtine prin post-procesare sau in timp real, situatie in care coordonatele sunt disponibile la teren. In toate cazurile problema de baza este de a determina distanta (range) intre receptor si satelitii GPS, care se poate realiza prin doua doua tipuri de observatii: -Masurarea fazei codurilor din componenta activa a semnalului. -Masurarea fazei purtatoarei semnalului (carrier phase). Aceasta a doua metoda de realizare a masuratorilor GPS, prezinta o importanta deosebita pentru aplicarea acestei tehnologii in domeniul geodeziei.

3.1.1. Pozitionarea prin masurarea fazei codurilor

Aceasta metoda de determinare a timpului de zbor al semnalului, respectiv a intervalului de timp necesar pentru parcurgerea de catre semnalul emis de satelit, a distantei de la satelit la receptor, se realizeaza utilizind componenta semnalului continuta de codul disponibil, respectiv C/A sau P. Determinarea se realizeaza prin intermediul unui procedeu de corelare incrucisata a

Pag. 40 din 90


doua semnale, respectiv cel care soseste de la satelit la receptor si cel generat de receptor care este o replica identica cu cea a satelitului care a emis-o, recunoscut de receptor prin intermediul secventei PRN, numita si amprenta a satelitului receptionat. Aceste doua semnale sunt identice intre ele dar, se gasesc decalate de timpul necesar pentru ca semnalul sa parcurga spatiul de la satelit la receptor (~ 20200km. in ~ 0.067 sec.). Timpul de zbor t, reprezinta decalajul de timp necesar pentru ca replica generata de

receptor sa se alinieze perfect cu semnalul transmis de satelit.

t

j

s a te lit

ti t

r e c e p to r

Daca notam cu Rij distanta considerata intre satelitul j si receptorul i teoretic aceasta poate fi obtinuta cu ajutorul relatiei cunoscute:

Rji (t) = c *

t

unde c =299792.458 km./secunda

ta = 0 t j= 0j

( t)

t ti = 0i

j

( t)

t t

i

Pag. 41 din 90


Distanta determinata in acest mod nu reprezinta asa numita pseudodistanta, deoarece ceasurile receptorului si satelitului nu sunt sincronizate, intre ele existind o eroare de ceas (offset). Considerind ca in exemplul urmarit sunt trei origini de timp GPS, rezulta: -originea timpului atomic tacare se considera referinta fundamentala; -originea timpului ceasurilor de pe satelit tj; -originea timpului ceasului receptorului ti; Reducind toate originile de timp, la originea timpului atomic ta, relatia devine:

Ri j = c [(t j + j (t )) (t i + i (t ))] = c [(t j t i ) + ( j (t ) i (t ))]

Ri j = c *[ t + i j (t )]Ecuatia care exprima valoarea pseudodistantei la epoca t devine:

Ri j (t ) = i j (t ) + c * i j (t )Masurarea pseudodistantelor poate fi realizata numai prin utilizarea codurilor, deoarece numai acestea pot da indicatii asupra momentului cind marca de timp este emisa de satelit si poate fi detectata de receptor. Daca se considera ca toate ceasurile atomice de la bordul satelitilor sunt sincronizate, in aceasta ipoteza, totusi, nu se poate ca sa nu apara un decalaj intre ele, decalaj care sa aduca o eroare de ns (10-9sec.), eroare care afecteaza distanta satelitreceptor, cu cca. 30cm. Ceasurile receptoarelor GPS sunt ceasuri cu cuart, ceasuri a caror stabilitate in functionare este mult mai mica, cu citeva ordine de marime, decit ale ceasurilor atomice de la bordul satelitilor. Se poate considera ca si aceste ceasuri pot fi sincronizate dar cu o eroare de aproximativ o ms (10-3sec.), eroare care ar afecta distanta satelit receptor cu cca.300 km.

Pag. 42 din 90


Aceasta valoare nu poate fi acceptata si pentru eliminarea ei se considera, ca necunoscuta, eroarea de ceas a receptorului, (t), la epoca de masurare. In aceste

conditii, ecuatia care exprima valoarea pseudodistantei, capata forma:

Ri j (t ) c * j (t ) = i j (t ) c * i (t )La fel ca in masuratorile geodezice, observatiile GPS, prin care se determina pozitiile relative sau absolute ale unor puncte pe suprafata terestra, pot fi prelucrate prin metoda celor mai mici patrate. Modelul matematic al prelucrarii se bazeaza pe conditia cunoscuta, in care numarul de observatii, este mult mai mare decit numarul de necunoscute. Avind in vedere cele doua metode principale de efectuare a observatiilor, respectiv metoda statica si metoda cinematica, in ambele cazuri numarul de observatii este dat de parametrii nj si nt , unde: -nj = numarul de sateliti receptionati; -nt = numarul de epoci receptionate de la fiecare satelit vizibil (receptorul, in timpul observatiilor este in contact permanent cu toti satelitii si inregistreaza epocile masurate la anumite intervalle de timp, de exemplu in masuratorile statice la interval de 15 sau 30 secunde, in functie de tipul de masuratori care se executa); In cazul metodei statice de determinare a coordonatelor, cu ajutorul tehnologiei GPS, receptoarele stationeaza pe punctele care urmeaza a fi determinate, pentru diverse epoci de masurare in functie de preciziile estimate, necunoscutele fiind reprezentate de: -3 corectii, ce se calculeaza pentru cele trei coordonate tridimensionale ale fiecarui punct; -1 corectie pentru eroarea de ceas a fiecarui receptor pentru fiecare epoca, pentru un total de 3+nt necunoscute; Modelul matematic poate fi definit de relatia:

n j nt 3 + nt

Pag. 43 din 90


unde:

nt

3 nj 1

Numarul minim de sateliti care conduc la o solutie este nj = 2 sateliti, care necesita un numar minim de nt = 3 epoci de masuratori. Cu acest model este posibila o solutie instantanee de pozitionare, unde cele 4 necunoscute sunt rezultatul fiecarei epoci generata de la cel putin 4 sateliti. Modelul care coincide cu nj = 2 sateliti si nt =3 sau nt > 3 epoci de masuratori, pentru metoda de pozitionare statica, teoretic este posibil. In practica, totusi rezultatul nu este acceptabil din cauza unei conditii proaste de configurare a sistemului de ecuatii de observatii care necesita epoci de masurare dispersate in timp, cum ar fi de exemplu la anumite ore, pentru a asigura o conformatie geometrica cit mai buna a constelatiei de sateliti vizibili. In timp ce receptorul achizitioneaza 3 epoci la un interval de cateva secunde, satelitul parcurge intr-adevar o portiune scurta de orbita, aceasta situatie fiind comparabila cu o intersectie clasica cu o baza foarte scurta in care rezultatele asteptate sunt slabe. O alta situatie posibila consta in receptionarea a cel putin 3 epoci de masuratoare de la 2 sateliti, impreuna cu cel putin 3 epoci de la alti 2 sateliti. Aceasta situatie este de asemenea destul de rara, dar este utila in circumstante speciale, cum ar fi de exemplu masuratorile GPS in canioanele urbane, unde vizibilitatea la constelatia satelitara este obstructionata de constructii. In cazul metodelor cinematice de determinare a coordonatelor punctelor, modelul de baza se obtine direct din consideratiile date de miscarea receptorului si din numarul de coordonate necunoscute ale statiilor care devine 3nt .Impreuna cu cele nt necunoscute aferente corectiilor de ceas ale receptoarelor, numarul de necunoscute ajunge la 4nt . In acest caz modelul, definit de relatia (1.16) devine:

n j n t 4 nt

unde

nj 4

Pag. 44 din 90


In metoda cinematica, pozitia si viteza de deplasare a receptoarelor mobile poate fi determinata in timp real daca se obtin, simultan, masuratori de la cel putin a

standarde norme europene

Documents