Az alapok: pozíciómeghatározás...
A műholdas globális helymeghatározás elve egyszerűsítve a következő: GPS vevőnkkel
észleljük a felettünk keringő műholdakról beérkező jeleket, melyek futásidejéből
távolságértékeket kapunk.
A három távolságnak már ki kellene metszenie térben a pozíciónkat, a Föld felszínén.
Akkor mit jelent a korábbi cikkben az, hogy a GPS-es helymeghatározás alapkövetelménye
négy műhold jeleinek egyidejű vétele?
A fent vázolt időmérésen alapuló távolság meghatározás, akkor lehet csak pontos, ha az
időmérés is pontos. Ehhez az kell, hogy a műholdak és a GPS vevőnk órája szinkronban
legyen. Ez azonban sajnos nincs így: az egyik egy nagypontosságú, magas költségű műhold
atomórája, a másik egy -az atomórához képest- elhanyagolható befektetést igénylő, vevő óra.
Ezért van szükségünk egy negyedik műhold jeleire, mely kiejti ezt az un. óra hibát, ezáltal
szinkronizálva az idő adatokat.
Ahogy a földi, vagy nevezzük "hagyományos" helymeghatározásnál, úgy a műholdasnál is, az
új pozíció meghatározásához, valamilyen előre meghatározott, vonatkozási rendszerre van
szükségünk, melyeket ismert pontjaink alkotnak, határoznak meg (ilyenek, pl.: a geodéziában
használatos alappont hálózatok).
A GPS technológiában ezek az „alappontok” a felettünk keringő műholdak, melyek 12 órás
(NAVSTAR) és 11 órás (GLONASS) keringési idejükkel minden nap kétszer ugyanott tűnnek
fel az égen, ugyanabban a műholdállásban (napi néhány perces késéssel). A műholdak
koordinálását a földi kiszolgálórendszer végzi (GBAS), mely ha kell, folymatos adatcserét
végez velük, korrigálja, figyeli azokat. A GBAS figyelőállomásai globálisan vannak elhelyezve,
így mindig pontos képpel rendelkezik az egyes műholdak helyzetéről és állapotáról.
Ezeknek az égi „alappontjainknak” is szüksége van egy koordinátarendszerre. Ez a
rendszer, egy térbeli derékszögű koordinátarendszer,melynek kezdőpontja a Föld
tömegközéppontja, Z tengelye a Föld forgástengelye, X tengelye az Egyenlítő síkjában a
kezdő meridián irányába mutat, az Y tengely ezekre merőleges, velük jobbsodrású rendszert
alkot.
1984-ben határozták meg azt a forgási ellipszoidot, mely mai napig a GPS technológiában
használatos, a Föld alakjához leginkább simuló forgási ellipszoid, a WGS84 alapfelület
(World Geodetic System 1984).
Ezen a forgási ellipszoidon a navigációban megszokott földrajzi szélességi, és hosszúsági
koordinátákat, valamint ellipszoid feletti magasságot alkalmazzuk.
Végezetül egy fontos, minden földmérő számára, vevő beszerzéskor elsőként beugró kérdés:
Milyen pontos a GPS-szel mért pozícióm?
A GPS rendszer üzemeltetője, az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma (DOD) 100 láb,
azaz ~27m-es pozíció meghatározási megbízhatóságot deklarált.
Ennél a tapasztalati értékek jóval biztatóbbak, a vevők minőségétől függően 10-5-sőt 3 méter
is elérhető. Ez a megbízhatóság a mérnöki munkáknál nem elegendő, ezért a mért értékeket
korrekcióval kell ellátnunk, a kívánt pontosság eléréséhez. A pontosításról IDE kattintva
olvashat!
észleljük a felettünk keringő műholdakról beérkező jeleket, melyek futásidejéből
távolságértékeket kapunk.
A három távolságnak már ki kellene metszenie térben a pozíciónkat, a Föld felszínén.
Akkor mit jelent a korábbi cikkben az, hogy a GPS-es helymeghatározás alapkövetelménye
négy műhold jeleinek egyidejű vétele?
A fent vázolt időmérésen alapuló távolság meghatározás, akkor lehet csak pontos, ha az
időmérés is pontos. Ehhez az kell, hogy a műholdak és a GPS vevőnk órája szinkronban
legyen. Ez azonban sajnos nincs így: az egyik egy nagypontosságú, magas költségű műhold
atomórája, a másik egy -az atomórához képest- elhanyagolható befektetést igénylő, vevő óra.
Ezért van szükségünk egy negyedik műhold jeleire, mely kiejti ezt az un. óra hibát, ezáltal
szinkronizálva az idő adatokat.
Ahogy a földi, vagy nevezzük "hagyományos" helymeghatározásnál, úgy a műholdasnál is, az
új pozíció meghatározásához, valamilyen előre meghatározott, vonatkozási rendszerre van
szükségünk, melyeket ismert pontjaink alkotnak, határoznak meg (ilyenek, pl.: a geodéziában
használatos alappont hálózatok).
A GPS technológiában ezek az „alappontok” a felettünk keringő műholdak, melyek 12 órás
(NAVSTAR) és 11 órás (GLONASS) keringési idejükkel minden nap kétszer ugyanott tűnnek
fel az égen, ugyanabban a műholdállásban (napi néhány perces késéssel). A műholdak
koordinálását a földi kiszolgálórendszer végzi (GBAS), mely ha kell, folymatos adatcserét
végez velük, korrigálja, figyeli azokat. A GBAS figyelőállomásai globálisan vannak elhelyezve,
így mindig pontos képpel rendelkezik az egyes műholdak helyzetéről és állapotáról.
Ezeknek az égi „alappontjainknak” is szüksége van egy koordinátarendszerre. Ez a
rendszer, egy térbeli derékszögű koordinátarendszer,melynek kezdőpontja a Föld
tömegközéppontja, Z tengelye a Föld forgástengelye, X tengelye az Egyenlítő síkjában a
kezdő meridián irányába mutat, az Y tengely ezekre merőleges, velük jobbsodrású rendszert
alkot.
1984-ben határozták meg azt a forgási ellipszoidot, mely mai napig a GPS technológiában
használatos, a Föld alakjához leginkább simuló forgási ellipszoid, a WGS84 alapfelület
(World Geodetic System 1984).
Ezen a forgási ellipszoidon a navigációban megszokott földrajzi szélességi, és hosszúsági
koordinátákat, valamint ellipszoid feletti magasságot alkalmazzuk.
Végezetül egy fontos, minden földmérő számára, vevő beszerzéskor elsőként beugró kérdés:
Milyen pontos a GPS-szel mért pozícióm?
A GPS rendszer üzemeltetője, az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma (DOD) 100 láb,
azaz ~27m-es pozíció meghatározási megbízhatóságot deklarált.
Ennél a tapasztalati értékek jóval biztatóbbak, a vevők minőségétől függően 10-5-sőt 3 méter
is elérhető. Ez a megbízhatóság a mérnöki munkáknál nem elegendő, ezért a mért értékeket
korrekcióval kell ellátnunk, a kívánt pontosság eléréséhez. A pontosításról IDE kattintva
olvashat!
Vissza a GNSS cikkekhez
