Page 1

Čakovec, 21. siječanj 2002.

OSNOVNO O GLOBALNOM NAVIGACIJSKOM SATELITSKOM SUSTAVU (GNSS)

"Gdje se nalazim? Kako ću doći do nekog mjesta?" - ova pitanja su stara koliko i povijest čovječanstva. Čovjek je još od kamenog doba identificirao i obilježavao neke objekte kao što su drveća, planine ili stijene pomoću kojih se orijentirao u prostoru. To su bile prve "referentne točke" koje je uspostavio na Zemlji. Identificiranje referentnih točaka na zemlji bilo je relativno lako, meñutim kada je započelo otkrivanje i istraživanje oceana, jedine referentne točke bile su: Sunce, Mjesec i zvijezde. Imenovanjem ovakovih tijela referentnim točkama, započela je ERA NEBESKE NAVIGACIJE. Možemo reći da je nebeska navigacija prva ozbiljna metoda uspostavljanja referentnih točaka. Relativna pozicija zvijezda i njihov geometrijski odnos izgledaju različito s različitih mjesta na Zemlji. Promatrajući konfiguraciju zvijezda možemo otkriti naš položaj na Zemlji. Naravno, kada su kasnije otkriveni i neki optički ureñaji pomoću kojih je s mjesta promatranja bilo moguće izmjeriti relativne kuteve izmeñu pojedinih zvijezda, promatrač je mogao nanošenjem takovih kuteva na specijalne karte i dosta kompliciranim računanjem, odrediti svoj položaj s točnošću od nekoliko milja. Kako je ovakav posao bio jako zamoran i dosta netočan, a osim toga zvijezde, Mjesec ili Sunce nisu referentne točke koje se mogu vidjeti za oblačnih dana ili noći, već tada su započela razmišljanja o načinu koji bi omogućio mjerenje dužine do referentnih točaka.


Ideju automatskog računanja pozicije pomoću mjerenja dužine do referentnih točaka bilo je moguće ostvariti nakon otkrivanja radio signala (elektromagnetskih valova), kada možemo reći da započinje ERA RADIO NAVIGACIJE. Sredinom dvadesetog stoljeća znanstvenici su otkrili način da izmjere duljinu pomoću radio signala. Osnovni princip ovakvog mjerenja duljine je mjerenje vremena koje je potrebno radio signalu da doputuje od stanice za emitiranje do ureñaja za primanje. Množenjem vremena s brzinom kojom signal putuje dobit ćemo duljinu izmeñu odašiljača i prijemnika. Brzina kojom se radio signali kreću jednaka je brzini svjetlosti (cca 300 000 000 m/s). Potrebno je ostvariti veliku točnost mjerenja vremena kojim signal putuje, jer pogreška od jedne mikrosekunde u mjerenju vremena, uzrokuje pogrešku duljine od 300 metara. Kako bismo objasnili osnovni princip odreñivanja položaja pomoću radio signala, zamislimo da imamo 3 odašiljača koja emitiraju radio signale i čije koordinate znamo, a u ruci držimo prijemnik i želimo odrediti naš položaj. Uključivanjem prijemnika, odredit ćemo udaljenost do prvog, drugog i trećeg odašiljača i iz presjeka tih udaljenosti sračunati naš položaj. Ovakva tri odašiljača čine tkz. "LANAC" pa ako imamo više od tri odašiljača imat ćemo i prekobrojna mjerenja udaljenosti, a samim time i bolju točnost odreñivanja položaja. Navigacijski sustavi koji koriste radio signale za mjerenje duljine od stupova odašiljača čiji položaj je poznat, zovu se RADIO NAVIGACIJSKI SUSTAVI.. Jedan od takvih sustava, koji je počeo sa svojom primjenom 1950. godine je LORAN (Long Rang Navigation). Svaki LORAN sastoji se od najmanje 4 odašiljača i obično pokriva područje od oko 500 milja. Kako bi se pokrilo što veće područje djelovanja koristi se više lanaca LORAN. Meñutim, LORAN je pokrio samo oko 5% Zemljine površine, stoga on nije globalni sustav kojim bismo odreñivali položaj bilo gdje na Zemlji, a osim toga ovakovim načinom mjerenja udaljenosti dobivamo samo dvodimenzijalnu informaciju o položaju (geografska širina i duljina). Visina, kao treća dimenzija ostaje nepoznata. Generalno, možemo reći da je točnost LORAN-a dobra na udaljenostima do 250 metara. Kako bi se uklonila sva ova ograničenja, počelo je korištenje satelita u svrhu odreñivanja udaljenosti. Sateliti su postali referentne točke i zamijenili su odašiljače na Zemlji. Kako su sateliti koji emitiraju el. mag. valove smješteni u svojim orbitama na velikim udaljenostima od površine Zemlje, pokrivenost Zemljine površine postignuta je potpuno, a takoñer iz presjeka sfera (kugala opisanih oko satelita) dobivamo tro-dimenzijalni položaj točke na Zemlji: Y,X,H. Kod satelitskog sustava, položaj svakog pojedinog satelita nije fiksan (kao položaj odašiljača kod radio navigacije) nego sateliti obilaze Zemlju u svojim orbitama. Sateliti posjeduju mehanizme koji u svakom trenutku daju informacije o svom položaju. Točnost računanja našeg položaja direktno će ovisiti o točnosti poznavanja točne pozicije (tj. koordinata) satelita (referentne točke). Možemo reći da je SATELITSKI SUSTAV ponovno usmjerio čovjeka da uputi pogled prema nebu. Meñutim, ovaj puta čovjek je sam napravio i lansirao svoje referentne točke koje su zamijenile zvijezde. Jedan od prvih satelitskih sustava bio je TRANSIT. Iz iskustava dobivenih korištenjem ovih satelita, započeo je razvoj današnjih GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS) od strane vojske USA kao i GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SISTEMS (GLONASS) od strane vojske Ruske Federacije. Kina je lansirala svoja prva dva satelita krajem 2000. godine, meñutim detaljnijih informacija nemamo. Europska zajednica priprema svoj sustav, koji će ujedno biti i jedini sustav namjenjen isključivo za civilnu upotrebu. Sustav će nositi ime GALILEO i predviña se njegovo stavljanje u funkciju 2008. godine.


Svi ovi satelitski sustavi jednim imenom nazivaju se GLOBALNI NAVIGACIJSKI SATELITSKI SUSTAVI (skraćeno GNSS). Najpoznatiji satelitski sustav, ujedni i najkorišteniji je američki GPS. Možemo reći da se GPS sastoji od 3 komponente: svemirske, kontrolne i korisničke. Svemirsku komponentu čine GPS sateliti. Sateliti se gibaju u skoro kružnoj orbiti na visini od 20200 km iznad Zemlje. Ima ih 24+ 3 rezervna, po 4 satelita u svakoj ravnini (kut inklinacije meñu tim ravninama je 55 stupnjeva). Osnovna zadaća satelita je odašiljanje radio signala pomoću kojih se udaljenosti izmeñu satelita i prijemnika mogu mjeriti. U tu svrhu se na satelitima osim radio odašiljača nalaze i atomski satovi, računalo i druga oprema. Kontrolna komponenta sastoji se od glavne kontrolne stanice koja je smještena u Koloradu (SAD), pet opažačkih stanica rasporeñenih u blizini ekvatora i tri zemaljske kontrolne stanice na kojima su velike antene s opremom.. Glavne zadaće kontrolne komponente GPS su praćenje satelita u svrhu odreñivanja orbita i vremena, sinhronizacija vremena satelita i odašiljanje poruka s informacijama satelitima. Korisničku komponentu dijelimo na autorizirane i neautorizirane korisnike. Prvu skupinu predstavlja vojska SAD, dok su u drugoj skupini svi ostali korisnici u svijetu, bilo civilni ili vojni drugih zemalja.

OSNOVNI PRINCIP RADA GPS mjerenja zasnovana su na konceptu "jednostrukog puta signala" uz primjenu dva sata (jedan je na satelitu, a drugi u prijemniku). Mjerena udaljenost dobija se iz mjerenja vremena (ili faznih razlika) na temelju usporedbe izmeñu primljenog sa satelita i u prijemniku stvorenog signala. Vremenski interval (tkzv. zakašnjenje) potreban da signal odaslan od satelita stigne do prijemnika odreñuje se očitanjem sata na satelitu u trenutku odašiljanja i očitanjem sata prijemnika u trenutku prijema signala. Pomnoži li se taj vremenski interval s brzinom svjetlosti, dobije se tražena udaljenost. Potkrijepimo ovo objašnjenje jednostavnim primjerima koji će nam omogućiti potpuno razumijevanje ove problematike. Tijekom oluje - koliko protekne vremena - dok ne čujemo udar groma (eksploziju) nakon što smo ugledali munju? Razlog toga zakašnjenja je u tome što zvučni valovi putuju puno sporije nego svjetlosni valovi. Mogli bismo izmjeriti našu udaljenost od mjesta grmljavine mjerenjem toga intervala vremena, odnosno zakašnjenja. Znači, nakon pojavljivanja munje, započnemo brojanje sekundi dok ne čujemo grmljavinu, te ako smo izbrojali npr. 2 sekunde - 2x344=688 m (brzina zvuka je 344 m/s) - iznosi udaljenost od mjesta groma do mjesta na kojem smo mi. Razmotrimo još jedan jednostavan primjer- uzmimo da naš prijatelj stoji na kraju velikog polja i konstantno broji od 1-10 (svakih 1 sekundu jedan broj u nekoliko ciklusa ponavljanja). Takoñer zamislimo da se mi nalazimo na početku toga polja i da istog trenutka i mi započinjemo brojati od 110 (pretpostavka je da imamo jako točne satove i mogućnost da počnemo brojati istovremeno). Zbog


vremena koje je potrebno da zvučni signal stigne od jednog kraja polja na drugi, zvuk glasa našeg prijatelja čuti ćemo s nekim zakašnjenjem. Kada mi kažemo "dva", on će reći npr. "jedan", tj. tako ćemo mi čuti, mada smo istovremeno- i on i mi- izgovarali broj "dva".. Čujemo zakašnjenje od jednog broja, te možemo sračunati udaljenost 1x344m=344 m. Zamislimo sada da i mi i naš prijatelj brojimo 100 puta brže (jedan broj u 0.01 sekundi), tada je dužina 3,44 m (ako čujemo zakašnjenje od jednog broja). Zaključak je, ako brojimo brže (ako imamo finiju podjelu), dužinu ćemo izmjeriti točnije. Vratimo se na početno razmatranje - brojimo u ciklusima od 1-10 (možemo reći da nam je UZORAK 110) i da svakih 0.01 sekundu kažemo jedan broj. Zamislimo npr. , kada smo rekli "sedam" čuli smo da je naš prijatelj rekao "pet", mada je on u tom trenutku - isto kao i mi- rekao "sedam", no njegov glas "šest" i "sedam" još nije stigao do nas.. Dakle, čuli smo zakašnjenje od dva broja, ali vidljivo je "prostim okom" da duljina nije samo 6,88 m, nego je veća. Ovo se dešava zato što zakašnjenje nije samo dva broja, nego dva broja plus neki broj N kojim trebamo pomnožiti naš zadani uzorak (brojanje od 1-10). Zamislimo da imamo mjernu vrpcu od 50 m (50 m je uzorak), a trebamo izmjeriti duljinu od 122,30 m. Tada imamo 2 x cijela vrpca plus ostatak od 22,30 m. Taj broj N nazivamo nepoznati cijeli broj ili u GPS terminologiji INTEGER. Ako zajedno s prijateljem brojimo u uzorcima od 1-1000 (umjesto 1-10) , svakih 0.01 sekundu, tada ćemo čuti zakašnjenje od 212 brojeva, što daje duljinu od 212x3,44 m=729.28 m. To je isto kao 21 uzorak od 1-10 plus dva broja. Taj broj 21 je naš nepoznati cijeli broj ili integer. Ovime je opisan koncept "grublje" i "finije" podjele uzorka (1 sekunda ili 0.01 sekunda), te duljina uzorka (1-10 ili 1-1000). Koncept mjerenja duljine do satelita vrlo je sličan ovom kojeg smo ovdje opisali, samo što sateliti proizvode i odašilju elektroničke uzorke (elektromagnetske valove). Naš prijemnik (GPS ureñaj) proizvodi iste uzorke zbog komparacije s primljenim uzorcima sa satelita kako bi se odredila (fazna) razlika i iz nje dužina od GPS ureñaja do satelita. Sateliti emitiraju dva tipa uzoraka: jedan ima mm-podjelu i valjnu duljinu od oko 20 cm. Drugi ima podjelu od oko 1m i valnu duljinu možemo reći praktično neograničenu. U GPS terminologiji prvi se naziva "carrier" (nosač), a drugi "code" (kod). Duljina mjerena s carrierom naziva se carrier faza, a duljina mjerena s kodom naziva se kodna faza. Kako je kodni uzorak dug, možemo reći da mjerenja kodnom fazom nemaju nepoznati cijeli broj (integer). Iz navedenog razloga možemo izmjeriti duljinu do satelita npr. 19,234,764 m. Meñutim, uzorak carrier-a je kratak, stoga faza carrier-a ima jako velik integer, pa je duljina do satelita 13,2 cm plus neki integer. Neodreñenost (ambiguity) toga nepoznatog cijelog broja (integer-a) može se riješiti kontinuiranim praćenjem satelita u odreñenom periodu vremena. Moramo naglasiti da je ovo fundamentalan koncept kod preciznih ureñaja koji se koriste u geodeziji. Kako mi odreñujemo 3 nepoznanice (X;Y;Z), potrebno je ISTOVREMENO pratiti najmanje 3 satelita čiju poziciju znamo u svakom trenutku. Kasnije ćemo objasniti zašto nam nisu dovoljna samo 3 satelita. Takoñer je potrebno primjetiti da svi GPS ureñaji ne mogu mjeriti carrijer fazu. Carrier faza se koristi kod preciznih ureñaja kakvi su nam potrebni za geodetske svrhe. Kodnu fazu koriste manje precizni ureñaji koji se upotrebljavaju u navigaciji ili u neke druge svrhe (sport, cestovni promet, planinarenje i sl.). Udaljenost do satelita možemo mjeriti s točnošću od 1 m s kodnom fazom i s točnošću od 1 mm s carrier fazom. Meñutim to ne znači da će naše koordinate koje odreñujemo GPS-om biti odreñene s točnošću od 1m ili 1mm. Razlog su:


POGREŠKE Prilikom mjerenja potrebno je uzeti u obzir izvore pogrešaka koji će bitno utjecati na točnost rezultata. Prvi izvor pogrešaka je pogreška sata na satelitima. Pogreška od 1 bilionitog dijela sekunde sata, dati će pogrešku od 30 cm kod mjerenja duljine do satelita.. Upravo iz toga razloga sateliti su opremljeni najpreciznijim atomskim (Cesium) satovima. Usprkos toj velikoj točnosti i takvi satovi sakupe pogrešku od 1 nanosekunde svaka 3 sata.. Zbog toga kontrolne stanice sa Zemlje stalno prate satove i kompariraju ih s glavnim sustavom satova koji se sastoji od 10 atomskih satova i te se korekcije šalju GPS prijemnicima zajedno sa signalom. Ali uprkos svim nastojanjima možemo reći da pogreška sata satelita uzrokuje pogrešku u duljini od oko 1 m. Isto kao što netočnosti satova na satelitima uzrokuju pogreške u duljini, tako i pogreška sata u GPS ureñaju takoñer utječe na točnost duljine. Meñutim, kada bismo u GPS ureñajima ugradili atomske satove koji su teški preko 20 kg i čija cijena je preko 50,000 USD, naši GPS ureñaji tada bi bili glomazni, nespretni za svakodnevnu upotrebu i preskupi. Kako bismo mogli u GPS ureñaje ugrañivati manje precizne satove koji po težini i cijeni odgovaraju potrebnim zahtjevima, uključit ćemo pogrešku sata ureñaja kao četvrtu nepoznanicu koju moramo odrediti (osim Y;X;Z sada imamo i pogrešku sata ureñaja). Mjerenjem duljine do najmanje 4 satelita istovremeno, možemo dobiti rješenje ove jednažbe.. Prema tome, umjesto prijašnje 3 nepoznanice, sada imamo 4, ali možemo koristiti manje točne satove u ureñajima. Napomenimo još jednom, najmanje 4 satelita moramo opažati ISTOVREMENO. Četiri satelita je minimum broja satelita koji su nam potrebni za računanje položaja i vremena. Što više satelita opažamo istovremeno, to točnije koordinate dobivamo. Kao što smo ranije napomenuli točnost dobivenog položaja ovisit će i o tome koliko točno je odreñen položaj satelita kao naše referentne točke. Znamo da se sateliti kreću u svojim orbitama, a te se informacije o orbitama prate s kontrolnih stanica na zemlji, a one šalju korekcije satelitima. Možemo općenito reći da pogreška satelitskih orbita može uzrokovati pogrešku u duljini u iznosu od nekoliko metara. Već smo nekoliko puta spomenuli da se udaljenost do satelita računa tako da mjerimo vrijeme potrebno signalu sa satelita da stigne do GPS ureñaja i zatim to vrijeme množimo s brzinom svjetlosti. Problem koji se ovdje javlja je taj da brzina svjetlosti varira ovisno o atmosferskim prilikama. Viši sloj atmosfere, kojeg nazivamo ionosfera, djeluje tako da usporava kodne dužine a ubrzavaju carrier. Efekt ionosfere je mnogo veći tokom dana nego preko noći. Ako ovaj utjecaj ne uzmemo u obzir, on može uzrokovati pogreške u mjerenju veće od 10 m. Neki GPS ureñaji koriste matematički model da bi ublažili utjecaj ionosfere, ali generalno možemo reći da se modelima ovaj utjecaj može smanjiti za 50%. Meñutim, nakon uvoñenja matematičkih modela utjecaj ionosfere još uvijek ostaje jako izražen. Utjecaj ionosfere na elektroničke signale ovisi o frekvenciji signala. Što je viša frekvencija signala, manji je utjecaj. Recimo da sateliti emitiraju uzorke istovremeno preko dvije različite frekvencije te da ionosfera uzrokuje zakašnjenje koda na jednoj frekvenciji npr. 5 m, a na drugoj frekvenciji npr. 6 m. Veličinu toga zakašnjenja ne možemo izmjeriti, ali možemo izmjeriti njihovu razliku tako da utvrdimo razliku u vremenu dolaska, što se u ovom primjeru može prikazati kao 1 m. Mjerenjem ove razlike, utjecaj


ionosfere možemo uspješno suzbiti. Upravo zbog suzbijanja utjecaja ionosfere, svi GPS sateliti emitiraju informacije na dvije frekvencije koje nazivamo L1 i L2. Stoga dolazimo do druge osnovne podjele GPS ureñaja na: jednofrekvencijske i dvofrekvencijske. Svi manje precizni ureñaji mogu primati informacije samo preko jedne frekvencije, dok dvofrekvencijski ureñaji primaju i L1 i L2 signal. Utjecaj ionosfere može biti eliminiran samo korištenjem DVOFREKVENCIJSKIH UREðAJA. Kako L2 signal nosi informacije koje su samo djelomično dostupne za civilnu upotrebu (Ministarstvo obrane SAD jedino ima pristup najpreciznijem tkzv. Y kodu), sofisticirana oprema je ugrañena u najpreciznije ureñaje, te korištenjem suvremenih matematičkih metoda u cilju dobivanja kodnih i carrier informacija koje se nalaze na L2 signalu. Možemo reći da takve najsuvremenije tehnike omogućavaju potpuno zadovoljenje točnosti civilnih korisnika. Niži sloj atmosfere koji sadrži vodenu paru zove se troposfera. Utjecaj troposfere je takav da ona usporava i kod i carrier. Utjecaj troposfere ne može se smanjiti korištenjem dvofrekvencijskih ureñaja. Jedini način da se ovaj utjecaj smanji je uzimanje matematičkog modela koji može računati zakašnjenje signala koji prolazi kroz troposferu. Višestruka putanja (multipath) je još jedna pogreška koja utječe na točnost mjerenja. Ovaj utjecaj nastaje kada emitirani signal sa satelita ne dolazi neposredno do antene nego kroz različite putanje. Isto tako utjecaj multipatha može biti izazvan i refleksijom signala kada on padne na neku glatku i sjajnu površinu (metalne ograde, staklene površine) tako da takvi reflektirani signali utječu na direktne signale i uzrokuju netočnosti kod odreñivanja dolaznog vremena signala. (efekt eha, kada ne možemo točno odrediti trenutak kada smo čuli neki zvuk). Ureñaji takoñer imaju sami po sebi neke male pogreške u mjerenju koda i carriera. Kod visokokvalitetnih ureñaja te su pogreške jako male (unutar milimetra) za carrier fazu, odnosno nekoliko centimetara za kodnu fazu. Do sada smo govorili o pogreškama koje utječu na mjerenje dužine od satelita do prijemnika. Meñutim, sada razmotrimo kakav je odnos izmeñu pogreške u mjerenju dužine i pogreške odreñivanja naše pozicije, tj. stajališta GPS ureñaja. Ili drugim riječima koliko metara ćemo dobiti netočne koordinate stajališta, ako smo pogrešno izmjerili dužinu za 1 m. Odgovor je da to ovisi o broju i geometriji (položaju) satelita koji se koriste. Ako su npr. 4 satelita, čije signale koristimo, jako blizu jedan drugome, tada 1 m pogrešno izmjerena dužina do satelita može uzrokovati desetak ili više metara pogrešku u odreñivanju stajališta GPS ureñaja.. Meñutim ako su sateliti "oko neba", tada je pogreška u odreñivanju pozicije manja od 1,5 m. Efekt geometrije satelita naziva se GDOP. Znači, što je veći volumen što ga zatvara tijelo čije stranice zatvaraju dužine od satelita do prijemnika, to je GDOP manji. U većini slučajeva vrijedi pravilo: što veći broj satelita, GDOP je manji, a naši rezultati bolji. Sve dosad navedene pogreške (pogreška sata na satelitima, pogreška orbita satelita, utjecaj ionosfere i troposfere, multipath i pogreška ureñaja) uz neki prosječni GDOP od otprilike 2, rezultiraju pogrešku u odreñivanju naše pozicije od oko 20-tak metara. Ministarstvo obrane SAD ocijenilo je da je takova točnost prevelika za civilnu upotrebu i da ona ugrožava nacionalnu sigurnost. Stoga, ovo Ministarstvo uvodi pogrešku koja je degradirala postojeću točnost s 20 na 100 m. Ta se umjetno izazvana pogreška naziva selektivna dostupnost (Selective


Availability), a dobivena je tako da su umjetno pokvarene putanje satelita, te uvedena dodatna titranja satova. Uredbom predsjednika Clintona 1. svibnja 2000. godine ova pogreška je ukinuta tako da je točnost vraćena na prvobitnih 20 m. Meñutim ovakva točnost od 20 m u odreñivanju koordinata za mnoge geodetske potrebe nije dovoljna. Postavlja se pitanje kako dobiti točnost (centimetarsku) koja je potrebna da bismo tehnologiju GPS upotrijebili u našem svakodnevnom geodetskom poslu. Zamislimo da smo postavili dva GPS ureñaja koja nisu na velikoj meñusobnoj udaljenosti. Utjecaji svih do sada navedenih pogrešaka imaju jednak učinak na oba ureñaja. Ako znamo točne koordinate jednog ureñaja možemo koristiti tu informaciju da bismo sračunali pogreške mjerenja ( tj. sračunati korekcuju) i te vrijednosti korekcija poslati drugom ureñaju kako bismo odredili točan položaj tog drugog ureñaja. Ovu tehniku ili metodu rada nazivamo DIFERENCIJALNI MOD. Diferencijalni mod koji koristi samo kodnu fazu naziva se DGPS, dok se diferencijalni mod koji koristi carrier fazu zove Carrier Phase Differential (CPD). Ako radimo CPD u realnom (stvarnom) vremenu tada imamo kinematiku u realnom vremenu (Real Time Kinematic - skraćeno RTK). Ureñaj koji postavljamo na točku poznatu po koordinatama nazivamo BAZNI UREðAJ, a onaj koji je na točki čije koordinate odreñujemo nazivamo ROVER. Bazni ureñaj računa dužinu do svakog satelita pomoću svoje poznate pozicije i pozicije satelita. Zatim usporeñuje tu računsku vrijednost s mjerenom vrijednosti. Razlika izmeñu te dvije vrijednosti zove se RANGE ERROR za korespodentni satelit. Ovu korekciju šalje roveru. Rover je uzima u obzir prilikom računanja vlastitih koordinata (popravlja mjerenja). Zbog kretanja satelita, vrijednost korekcija mijenja se jako brzo. Bazni ureñaj mora zbog toga brzo računati range error-e i slati ih roveru.. Točnost odreñivanja koordinata baze direktno utječe na točnost odreñivanja koordinata rovera. Udaljenost izmeñu baznog ureñaja i rovera naziva su LINIJA BAZE (baseline). Kada je ona kratka (nekoliko km), odnosno kada su ureñaji blizu jedan drugoga, možemo reći da su range error-i za oba ureñaja identični. Kada je linija baze duga, meñusoban odnos izmeñu range error-a postaje slabiji. Drugim riječima možemo reći da ćemo imati manju točnost odreñivanja pozicije rovera što je dužina bazne linije veća. Kao općenito pravilo uzimamo za dvofrekventne ureñaje da imaju pogrešku od 1cm za prvi kilometar bazne linije plus 1 mm za svaki slijedeći kilometar duljine bazne linije (obilježave se s 1 ppm). Za jednofrekventne ureñaje pogreška za svaki slijedeći km je 2 ppm. Diferencijalni mod će ukloniti sve prije navedene pogreške osim pogreške multipatha i pogreške ureñaja. Postoje različite metode rada kojima odreñujemo koordinate nepoznate točke. Nabrojimo one koje se najviše koriste: STATIKA, BRZA STATIKA, KINEMATIKA i kao nanovija metoda je KINEMATIKA U REALNOM VREMENU (RTK). Kod statičkih metoda (bilo da se radi o običnoj statici, brzoj statici ili kinematici) pohranjujemo podatke (tkzv. epohe) u memoriji baznog ureñaja i u roveru, te nakon toga u uredu podatke prebacujemo u računalo, a onda posebnim, tkzv. postprocesing software-om obrañujemo podatke i dobivamo definitivne koordinate. Kod kinematike u realnom vremenu koordinate dobivamo odmah na terenu, odnosno nije potrebna naknadna obrada da bi znali koordinate nove točke. Kod ove metode potrebno nam je dodatno


terensko računalo s posebnim tkzv. RTK software-om koji nam omogućava računanje koordinata na terenu, te radio veza izmeñu baznog ureñaja i rovera. O metodama rada rekli smo samo ono najosnovnije. One zahtijevaju još mnogo daljnjih objašnjenja i brazlaganja što može biti tema drugog predavanja. ZAKLJUČAK GNS sustavi su napravljeni prvenstveno u navigacijske svrhe. Meñutim, zbog točnosti koju postižu najsuvremeniji ureñaji, primjena u geodeziji postignuta je vrlo brzo i kvalitetno. Geodeti su iznenañujućom brzinom i velikim oduševljenjem prihvatili ovu novu metodu rada koja im omogućava izvandrednu točnost, veliku brzinu i efikasnost rada, te rješenje zadataka koje do sada nisu mogli obaviti klasičnim instrumentarijem. Možemo reći da je primjena GNS sustava veliki napredak za geodetsku struku.

Verica Zalović, dipl.inž.geodezije


Osnovno o Globalnom Navigacijskom Satelitskom Sustavu (GNSS)  

"Gdje se nalazim? Kako ću doći do nekog mjesta?" - ova pitanja su stara koliko i povijest čovječanstva.

Advertisement
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you