Hegyi Ádám István

ELTE, 2012. április 25.

GPS = Global Positioning System

Department of Defense = Amerikai Egyesült Államok

Védelmi Minisztériuma

1973 DNSS = Defense Navigation Satellite System vagy Navstar-GPS

Orosz-India: GLONASS, Európa: Galileo, Kína:

Beidou-2

Transit (US Navy, 1964): 4db egyenként 45 kg-os műhold poláris pályán, pontosság: 0,042 tengeri mérföld.

Navstar (USA, 1973): 24 db műhold, keringási magasság 20200 km, keringési idő: 12 h, legalább 4 látszódik.

Két frekvencia: L1=1575,42 MHz, L2=1227,6 MHz, PRN = pseudo random noise: ◦ C/A = Coarse/Acquisition 1 kódelem 1 us (L1)

◦ P(Y)-code = Precision-code 1 kódelem 0,1 us, csak katonai célokra érhető el (L1 és L2).

SA = Selective Availability: szándékos zavaró jel C/A-n 2000 évig.

2 atomóra minden műholdban! (133Cs:

9192631770 db átmenet)

Pontosság 1014

Hevített Cs gázt mágneses tér szeparál paralell

és antiparalell mag-elektron spinkonfigurációkra

http://www.bipm.org/en/scientific/tai/time_server.html

Vannak rubídiummal héliummal és ammóniával

működő atomórák is, de a cézium az idősztenderd

Atomóra 65 mW fogyasztással

Nem mag, hanem héjfizikán alapul (elektron

gerjesztés)

Első atomórák: MASER alapúak (indukált emisszió, mikrohullám)

Ma már lézeres hűtéssel 0° közelében lévő

gázzal cézium-szökőkutat hoznak létre

A cézium azért jó mert 1 vegyértékelektronja van

A beérkező atomok intenzitása visszacsatolva a

frekvenciára

USDOD = földi frekvenciafigyelő állomás

UTC = Universal Time Coordinated

(Egyezményesen Koordinált Idő, US Naval Observatory atomórája állítja elő)

Ez 10 ns-on belül megyegyezik a világidővel

Nem tartalmaz szökőmásodperceket

Analitikus geometriai módszer: háromszögelés

Igazából 4-5 műholddal van kapcsolat

1. lépés: a GPS rendelkezzen a műholdak atomóráinak pontos idejével. Ehhez

PRN kódot használ fel.

2. lépés: a GPS legalább 4 műhold pontos idejét ismeri, így tudja a

távolságukat. Először egy gömbfelületen utána egy körön utána pedig egy

pontban helyezi el magát. A többi műholddal pontosít.

A geodéziai műszernek minimum 5 műholdkapcsolat kell.

3. lépés: ALMANAC (műholdpályák pontos adatai)

4. lépés: EFEMERIS (külső körülményekből adódó) hibák korrigálása

Atomórák elhangolódása

ALMANAC pontatlanság

EFEMERIS: napszél, földi gravitációs

inhomogenitás, Hold gravitációja, légkör hatása a rádióhullámokra,

Van Allen sugárzási öv: Földkörüli kettős, töltött

részeket tartalmazó öv, belső öv: 10-50 Mev proton, külső öv: főleg elektronok

Minden napra megadnak az adott napra

érvényes korrekciókat. Ez is része a kommunikációnak

Egyszerre több műholdat és földi adókat

is használ.

A légkör torzító hatását kompenzálja.

Csak a rögzített földi állomás néhány 100 km-es környezetében alkalmazható.

Kiegészítő rendszerek: WAAS (USA-

ban), MSAS (Japánban), EGNOS (Európában).

Alkalmazása: közlekedés területén,

vagyonbiztonság szempontjából kritikus alkalmazási területeken.

Korrekciós jeleket sugároznak.

Ingyenes szolgáltatás. Itthon az EGNOS

működik.

Földi ismert pontok alapján pontosítanak. Ezt OGPSH alap-pontoknak nevezik.

Kivitelezés:

a; Két műszerrel:

Előny: függetlenség

Hátrány: a telepített műszer távol van a mérés helyétől, illetve a két műszer közötti kapcsolat a távolságot korlátozza.

b; Bázisjellel:

Előny: folyamatos mérés, terepi állomás nem szükséges, csak egy helyen kell működtetni

Hátrány: terepi internetkapcsolat kell.

▶ mm-es pontosság, bizonytalanság 1-2 cm.

Geodézia=földméréstan: A

Föld alakjának és méreteinek

meghatározásával

foglalkozik.

Előnyök:

▶ Napszaktól független

▶ Földfelszín feletti

magasságtól független

▶ Mozgási sebességtől függ

Hátrányok:

▶Alkalmazása nyílt terepen

▶Adatok vétele bekapcsolás előtt hosszú idő

▶Épületekről visszaverődő jelek zavart okoznak ▶A ritkán előforduló erős napkitörésekkor

használhatatlanok

▶US Army működteti Alkalmazás:

▶Közlekedés

▶Gépjárművédelem

▶Geodézia ▶Természetjárás

▶Környezeti kutatás ▶Játékok