GPS = GPS = NAVSTARNAVSTAR, , ГЛОНАССГЛОНАСС, , GALILEO GALILEO vagyvagy BEIDOUBEIDOU??

GPS = GPS = NAVSTARNAVSTAR, , ГЛОНАССГЛОНАСС, , GALILEO GALILEO vagyvagy BEIDOUBEIDOU??

Kovács Béla / Zentai LászlóKovács Béla / Zentai LászlóTérképtudományi és Geoinformatikai TanszékTérképtudományi és Geoinformatikai Tanszék

Eötvös Loránd Tudományegyetem, Informatika KarTérképtudományi és Geoinformatikai Tanszék

1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/A

2013. november

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 22

Történelem:Történelem:

Klasszikus helymeghatározás Klasszikus helymeghatározás (kronométer, sextáns, térkép)(kronométer, sextáns, térkép)

Doppler effektusDoppler effektus

LORAN-C, DECCA, OMEGALORAN-C, DECCA, OMEGA

A „csillagháborús terv”, TRANSITA „csillagháborús terv”, TRANSIT

NAVSTAR vs. NAVSTAR vs. ГЛОНАССГЛОНАСС

GALILEO (?), BEI DOU(Compass)GALILEO (?), BEI DOU(Compass)

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 33

Global Position(ing) SystemGlobal Position(ing) System

Globális helymeghatározó rendszer A Földön (és környezetében) Időjárástól, helyszíntől független „Csak” tiszta rálátás kell az égboltra Bárki által használható Korlátozható

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 44

A GPS rendszerek felépítéseA GPS rendszerek felépítése

A (z) űrszegmens A földi követő / vezérlő állomások A rendszer felhasználói (GPS

műszerek)

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 55

NAVSTAR (USA, Dep. of Def.)NAVSTAR (USA, Dep. of Def.)

terv:24/ ma:31 műhold (Rockwell International)terv:24/ ma:31 műhold (Rockwell International)

~20.200 km magasságban keringenek~20.200 km magasságban keringenek

6 pályasík (3-4-5 műhold/pályasík)6 pályasík (3-4-5 műhold/pályasík)

55° pályainkl. az egyenlítő síkjához viszonyítva55° pályainkl. az egyenlítő síkjához 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)

11 óra 58 perc keringési idő11 óra 58 perc keringési idő

~650-1500 kg, ~6 m nyitott napelemekkel~650-1500 kg, ~6 m nyitott napelemekkel

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 66

NAVSTAR GPSNAVSTAR GPS

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

24(27)/ma:24 műhold24(27)/ma:24 műhold

19.100 km magasságban keringenek19.100 km magasságban keringenek

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

56-64.8° az egyenlítő síkjával bezárt szög56-64.8° az egyenlítő síkjával bezárt szög

A pályasíkok 120°-onkéntA pályasíkok 120°-onként

11 óra 15 perc keringési idő/ kb.~1500 kg11 óra 15 perc keringési idő/ kb.~1500 kg

25 hold 1996-7-ben már volt, ma újra 24 db üzemel25 hold 1996-7-ben már volt, ma újra 24 db üzemel

Krasznoznamenszk (Moszkvai régió) + n*CTSKrasznoznamenszk (Moszkvai régió) + n*CTS

Időalap: Mengyelejevo, UTC + 3.00h +19s (+10s)Időalap: Mengyelejevo, UTC + 3.00h +19s (+10s)

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 88

GLONASS GPSGLONASS GPS

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 99

Galileo (Európai Unió – civil üzem.)Galileo (Európai Unió – civil üzem.)

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

2005-ben volt az első műhold pályára állítása2005-ben volt az első műhold pályára állítása

23 616 km, 56° p. inlkináció, 14 óra 4 perc keringési23 616 km, 56° p. inlkináció, 14 óra 4 perc keringési

~700+ kg, (ma is csak 4 db. kering)~700+ kg, (ma is csak 4 db. kering)

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, ingyenesadatok akár 6 másodpercen belül, ingyenes

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

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 1010

GALILEO GPSGALILEO GPS

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 1111

BEIDOU2 (BEIDOU2 ( 北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统 ))

Compass (A BeiDou 1 (ejtsd: pejtou) Compass (A BeiDou 1 (ejtsd: pejtou) továbbfejlesztése) kódnéven ismert rendszertovábbfejlesztése) kódnéven ismert rendszer

27MEO+5GEO+3HEO műhold lesz a végleges/vö. 27MEO+5GEO+3HEO műhold lesz a végleges/vö. Galileo adataival…Galileo adataival…

2007 április - az első műhold pályáraállítása2007 április - az első műhold pályáraállítása

21 500-36 000 km pályamagasság21 500-36 000 km pályamagasság

új(?) frekvenciák E1, E2, E5B, E/ (vö: Galileo) !új(?) frekvenciák E1, E2, E5B, E/ (vö: Galileo) !

jelenleg 14+ műhold kering, ebből 1 driftel GEO-njelenleg 14+ műhold kering, ebből 1 driftel GEO-n

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 1212

Compass - Compass - 北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统

2013-ban a GPS2013-ban a GPS == NAVSTARNAVSTAR ? ?

NEM!!!NEM!!!

De azért ma már/még igen! De azért ma már/még igen!

ГЛОНАССГЛОНАСС = 27/24 (tervezett/működő) = 27/24 (tervezett/működő)

NAVSTARNAVSTAR = 24 / 31= 24 / 31

GALILEOGALILEO = 30 / (4)= 30 / (4)

COMPASSCOMPASS = 35 / 13+= 35 / 13+

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 1414

Működési elv: 1 ismert távMűködési elv: 1 ismert táv

R=20.200 kmGömbfelületen bárhol

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 1515

Működési elv: 2 ismert távMűködési elv: 2 ismert táv

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

R1

R2

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 1616

Működési elv: 3 ismert táv, triangulációMűködési elv: 3 ismert táv, trianguláció

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

R1

R2

R3

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 1717

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

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

1 pont!!!

R1

R2

R3

R4

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 1818

Egyszerű...Egyszerű...

Az egyszerű ívhátrametszéses helymeghatározás kiterjesztése a világűrbeElőny a nagy távolságA műholdak pontos pályántartásaAz atomórák „pontossága” – a mérés alapja0.000 000 000 000 sec. időmérési tartománys = v * t

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 1919

HibaforrásokHibaforrások

•Véletlen hibák, zaj (átlaga nem módosítja a pontosságot)•Szisztematikus v. „szabályos” hibák (egy irányba húz)•Durva hibák (felhasználó)•Rádiófrekvenciás (jammer) hibák•Multipath•A fentiek kombinációi (horror)•…

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 2020

Hibajavítási technikákHibajavítási technikák

Differenciális módszerekDifferenciális módszerek LBAS, GBAS, SBASLBAS, GBAS, SBAS WAAS, WAAS, EGNOSEGNOS, MSAS, MSAS Omnistar, LandstarOmnistar, Landstar „„user error” kiküszöböléseuser error” kiküszöbölése „„hardware error” hardware error”

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 2121

WAAS/EGNOS/MSAS SBAS WAAS/EGNOS/MSAS SBAS (Space Based Augment. System)(Space Based Augment. System)

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 2222

Alternatív Alternatív felhasználása a felhasználása a rendszernek:rendszernek:pl. geocaching, pl. geocaching, kukásautó kukásautó monitoring /BKV, monitoring /BKV, autóbuszközlekedés/Péautóbuszközlekedés/Pécscs

Mire használható még?Mire használható még?

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 2323

Magyarország geoládái (~3700db.)Magyarország geoládái (~3700db.) (2013. novemberi adatok) (2013. novemberi adatok)

2013. 11. 18. GPS EA2013. 11. 18. GPS EA 2424

Budapest és vonzáskörzete (kb Budapest és vonzáskörzete (kb 250 doboz)250 doboz)