A földrajzi helymeghatározó rendszerA földrajzi helymeghatározó rendszer(GPS) a gyakorlatban(GPS) a gyakorlatban

Kérdés: Kérdés: Hol vagy?Hol vagy?Válasz: Válasz: • Spanyolországban.Spanyolországban.• Kiskunlacházán.Kiskunlacházán.• XVI. kerület.XVI. kerület.• Pázmány Péter sétány 1/APázmány Péter sétány 1/A• A Blahán.A Blahán.• Tőled 250 méterre 343,7 fokos iránybanTőled 250 méterre 343,7 fokos irányban• É.Sz. 47°28'29.63”, K.H. 19° 3'44.08”, 105 m tszf.É.Sz. 47°28'29.63”, K.H. 19° 3'44.08”, 105 m tszf.

Zentai László

(Nagyon) alkalmazott (kutatás)(Nagyon) alkalmazott (kutatás)

A földrajzi helymeghatározó rendszerA földrajzi helymeghatározó rendszer(GPS) a gyakorlatban(GPS) a gyakorlatban

Kérdés: Kérdés: Hogy találok oda az ELTE-re?Hogy találok oda az ELTE-re?Válasz:Válasz:• XI. Bp., Pázmány P. s. 1/A. (térkép)XI. Bp., Pázmány P. s. 1/A. (térkép)• A Móriczról végig a Karinthyn, ott balra a Petőfi A Móriczról végig a Karinthyn, ott balra a Petőfi

híd felé, majd jobbra a Lágymányosi híd felé.híd felé, majd jobbra a Lágymányosi híd felé.• 4-6-os villamos Petőfi híd budai hídfő megállótól 4-6-os villamos Petőfi híd budai hídfő megállótól

300 méter.300 méter.• Nagy, 7 emeletes épülettömb a Petőfi hídtól délre, Nagy, 7 emeletes épülettömb a Petőfi hídtól délre,

tetején egy ezüstszínű gömbbel.tetején egy ezüstszínű gömbbel.• Duna 1415, 6 fkm bal partnál.Duna 1415, 6 fkm bal partnál.

A földrajzi helymeghatározó A földrajzi helymeghatározó rendszer (GPS) a gyakorlatbanrendszer (GPS) a gyakorlatban

A földrajzi helymeghatározó A földrajzi helymeghatározó rendszer (GPS) a gyakorlatbanrendszer (GPS) a gyakorlatban

Kovács BélaKovács BélaTérképtudományi és Geoinformatikai TanszékTérképtudományi és Geoinformatikai Tanszék

Eötvös Loránd Tudományegyetem, Informatika KarTérképtudományi és Geoinformatikai Tanszék

1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/Ahttp://lazarus.elte.hu

2007.szeptember 28.

GPS = GPS = NAVSTAR,NAVSTAR, vagy vagy ГЛОНАССГЛОНАСС, , vagy vagy GALILEOGALILEO,,

esetleg esetleg BEI DOU (Compass)BEI DOU (Compass)??

GPS helyett inkább GNSS:GPS helyett inkább GNSS:Global Navigation Satellite Global Navigation Satellite

System(s)System(s)

GPS = GPS = NAVSTAR,NAVSTAR, vagy vagy ГЛОНАССГЛОНАСС, , vagy vagy GALILEOGALILEO,,

esetleg esetleg BEI DOU (Compass)BEI DOU (Compass)??

GPS helyett inkább GNSS:GPS helyett inkább GNSS:Global Navigation Satellite Global Navigation Satellite

System(s)System(s)

ELŐZMÉNYEK:ELŐZMÉNYEK:

Klasszikus helymeghatározás: szextáns, térkép, iránytű Doppler effektuson alapuló távmérésekLORAN-C, DECCA, OMEGAAmerikai lokális műholdas rendszerek, európai lokális r.SLR lézeres távmérés/helymeghatározásA csillagháborús hírnök: TRANSIT >NAVSTAR vs. ГЛОНАСС (glonássz)GALILEO (EU/ESA)BEIDOU (Kína)

Global Positioning SystemGlobal Positioning System by NAVSTAR by NAVSTAR

Globális helymeghatározó rendszer A Földön (és „környezetében”) Időjárástól, helyszíntől független „Csak” látni kell az égboltot Bárki által használható (pl. mi, ti, ők) Korlátozható (SA/katonaság)

A GNSS felépítése A GNSS felépítése (Global Navigation Satellite (Global Navigation Satellite

Systems)Systems)

• (Z)űrszegmens(Z)űrszegmens• Földi követő és vezérlőállomások Földi követő és vezérlőállomások • Felhasználói szegmens (Mi)Felhasználói szegmens (Mi)

A(Z)ŰRSZEGMENSA(Z)ŰRSZEGMENS

A követő és A követő és vezérlőállomások rendszerevezérlőállomások rendszere

A felhasználói szegmensA felhasználói szegmens

NAVSTAR (USA, DoD)NAVSTAR (USA, DoD)

24/(30)/29 műhold (Rockwell International)24/(30)/29 műhold (Rockwell International)

~20.200 km magasságban keringenek~20.200 km magasságban keringenek

6 pályasík (4-6 műhold/pályasík)6 pályasík (4-6 műhold/pályasík)

55° inklináció (az egyenlítőhöz viszonyítva)55° inklináció (az egyenlítőhöz viszonyítva)

A pályasíkok 30°-onként az egyenlítő menténA pályasíkok 30°-onként az egyenlítő mentén

4 követő és 2 követő/vezérlő állomás (Hawaii, 4 követő és 2 követő/vezérlő állomás (Hawaii, Ascencion, Diego Garcia, Kwayalein, Colorado Ascencion, Diego Garcia, Kwayalein, Colorado Springs)Springs)

12 sziderikus óra a keringési idő: 11ó58p2,04527s12 sziderikus óra a keringési idő: 11ó58p2,04527s

~650kg, ~6 m nyitott napelemekkel~650kg, ~6 m nyitott napelemekkel

NAVSTAR GPSNAVSTAR GPS

ГЛОНАССГЛОНАСС (CCCP, ma Oroszország)(CCCP, ma Oroszország)

24 (19keringő)/11 működő műhold24 (19keringő)/11 működő műhold

~19.100 km magasságban keringenek~19.100 km magasságban keringenek

3 pályasík (8+1 műhold/pályasík)3 pályasík (8+1 műhold/pályasík)

64.8° az egyenlítő síkjával bezárt szög64.8° az egyenlítő síkjával bezárt szög

A pályasíkok 120°-onkéntA pályasíkok 120°-onként

11 óra 15 perc keringési idő11 óra 15 perc keringési idő

~1300 kg, 3-7 év élettartam~1300 kg, 3-7 év élettartam

majdnem teljes kiépítettség a kilencvenes évek majdnem teljes kiépítettség a kilencvenes évek közepén -> g/p válság, napjainkban 19/11 db üzemelközepén -> g/p válság, napjainkban 19/11 db üzemel

A gázipar fellendülése miatt 2008-ra FDS-t igérnekA gázipar fellendülése miatt 2008-ra FDS-t igérnek

GLONÁSSZGLONÁSSZ

Galileo (Európai Unió – Galileo (Európai Unió – civil üzemeltetés)civil üzemeltetés)

30 műhold / 3 pályasík (9+1 műhold/pályasík)30 műhold / 3 pályasík (9+1 műhold/pályasík)

2005.december vége = az 1. műhold már sugároz2005.december vége = az 1. műhold már sugároz

~23 616 km, 56° p. inklináció, 14 óra 4 perc ker.~23 616 km, 56° p. inklináció, 14 óra 4 perc ker.

~680 kg, ígért teljes kiépítettség (FDS) ~2008 ~680 kg, ígért teljes kiépítettség (FDS) ~2008 új frekvenciák L5 (E5A-B) 1164-1215MHz, (E6- új frekvenciák L5 (E5A-B) 1164-1215MHz, (E6-

1260-1300 MHz), E2-L1-E1 1559-1591 MHz !!!1260-1300 MHz), E2-L1-E1 1559-1591 MHz !!!

Pozitívum: civil, független, pontosság, integritás Pozitívum: civil, független, pontosság, integritás adatok akár 6 másodpercen belül, ingyenes isadatok akár 6 másodpercen belül, ingyenes is

Negatívum: civil (pénzforrás), várhatóan 4-8 év mire Negatívum: civil (pénzforrás), várhatóan 4-8 év mire rendszerbe áll, új GNSS vevők kellenek L1!-L5-L2rendszerbe áll, új GNSS vevők kellenek L1!-L5-L2

GALILEOGALILEO

2007-ben a GPS2007-ben a GPS == NAVSTARNAVSTAR ? ?

a) NEM, van máááásik…a) NEM, van máááásik…

b) IGEN, ma már/mégicsak b) IGEN, ma már/mégicsak

ГЛОНАССГЛОНАСС = 27 / 24 / 11= 27 / 24 / 11 NAVSTARNAVSTAR = 32 / 24 / 29= 32 / 24 / 29

GALILEOGALILEO = 30 / 1 / 0= 30 / 1 / 0 BEIDOU = 35 / 4 / 1BEIDOU = 35 / 4 / 1 ……

Működési elv: Működési elv: 1 ismert távolság esetén 1 ismert távolság esetén

a helyzetünka helyzetünk

R=20.200 kmGömbfelületen bárhol

Működési elv: Működési elv: 2 ismert távolság2 ismert távolság

R1=20.200 kmR2=20.199 kmA két gömbfelület metszésében lévő körön

R1

R2

Működési elv: Működési elv: 3 ismert táv, háromszög3 ismert táv, háromszög

R1=20.200 kmR2=20.199 kmR3=20.201 kmA három gömbfelület metszésében 2 pont!!!

R1

R2

R3

Működési elv: Működési elv: 4 ismert táv = egyértelmű4 ismert táv = egyértelmű

R1=20.200 kmR2=20.199 kmR3=20.201 kmR4=20.202 km

1 pont!!!

R1

R2

R3

R4

Egyszerű...Egyszerű...

•A mérés a geodéziában alkalmazott „ívhátrametszéses helymeghatározás” kiterjesztése a világűrbe•Nem kell „összelátás” a földi pontok között•A műholdak pontos pályán-tartása fontos•Az atomórák (Rb, Cs) „pontossága” – a mérés alapja (0.000 000 000 000 sec. alatti időmérési tartomány)•Nagyon leegyszerűsítve s = v * t az alapja mindennek

•Nincs (ill. lassú, SoL-re nem megfelelő=~6h) integritási adat

ZH kérdés:ZH kérdés:

Milyen pontos a GPS (műszered/rendszer)?

A beérkezett válaszok:

1.0 : fogalmam sincs, „nagyon”… (elégtelen)

1.1 : „amit kiír a gép a kijelzőre”, 1 méter, (-”-)

2.0 : nem roszabb az esetek 95%-ban +-30

métertől (átlagosan 5-10m körül) (közepes)

A jó válasz: Az attól függ… (a lista többoldalas, pl:

mérési módszer, akár szub-mm…) (jeles)

A mérést terhelő hibákA mérést terhelő hibák

•Véletlen hibák, zaj (átlaga nem módosítja a pontosságot)•Szisztematikus v. „szabályos” hibák (egy irányba húz)•Durva hibák (műszer, program, műhold)•Ionoszféra, troposzféra >•Rádiófrekvenciás (jammer) hibák•Multipath•A fentiek kombinációi (horror)•A FELHASZNÁLÓ (káosz)•…

Hibajavítási technikákHibajavítási technikák

• Differenciális mérési módszerek:

1. WAAS, EGNOS, MSAS (ingyenes)

2. Omnistar, Landstar (kommerciális)

3. Földi permanens GPS hálózatok

• Felhasználók oktatása

WAAS/EGNOS SBASWAAS/EGNOS SBAS

Bármire ha az nem SoL alkalm.:Bármire ha az nem SoL alkalm.:- jármű navigáció- jármű navigáció- geocaching,- geocaching,- autóbusz közlekedés BKV -86- autóbusz közlekedés BKV -86- gépkocsi „vagyonvédelem”- gépkocsi „vagyonvédelem”- intelligens lakat/konténer…- intelligens lakat/konténer…

Mire használható még Mire használható még a GNSS?a GNSS?

GeocachingGeocaching

• Mi is ez?

• Miért lehetséges? 2000.05.02 !SA

• Miért terjedt el? Ár / méret / tudás arány

• Kinek jó ez?

• Kell ez nekünk?

• Mi kell „hozzá”?

Magyarországi „kincskeresők”Magyarországi „kincskeresők”

Magyarország geoládáiMagyarország geoládái(napjainkban: ~1700 db. )(napjainkban: ~1700 db. )

BudapestBudapest kb ~200 geoláda kb ~200 geoláda

Lányok a bozótban, Lányok a bozótban, GCCSEL 109.GCCSEL 109.

http://www.geocaching.hu

Köszönöm a figyelmet !Köszönöm a figyelmet !

(és elnézést a hadarásért…)

Kérdés?

Az előadásban bemutatott ábrák/képek részben az interneten található helyekről származnak. A szerzők tulajdonosi jogai fenntartva.

Infó-források:Infó-források:

• http://tycho.usno.navy.mil/gps.html• http://www.glonass-ianc.rsa.ru• http://www.esa.int/esaNA/galileo.html• http://gps.elte.hu• http://www.geocaching.hu• http://www.urvilag.hu• http://www.google.com

És végül:• Ha maradt megválaszolatlan kérdés:

gps@map.elte.hu