D-GNSS

Tehnologii Diferentiale de Pozitionare utilizând GNSS

CUPRINS:

u 1. Introducere;u 2. Principiile pozitionarii D-GNSS;u 3. Functiile sistemului D-GNSS;u 4. Specificatii software;u 5. Proiectul pilot – rezultate;u 6. Propuneri.

Bibliografie.

Dr.ing. Tiberiu RUSFacultatea de Geodezie Bucurestie-mail: [email protected]

Prezentare Tehnologii GNSS – Facultatea de Geodezie Bucuresti, Septembrie 2004

Prezentare Tehnologii GNSS, Facultatea de Geodezie Bucuresti, Septembrie, 2004 2

1. Introducere – Pozitionarea GNSS cinematica / 1

Receptor mobil(B)

bAB

A

S1

S2 S3

S4

Receptor baza (fix)(A)

Pozitionare GNSS cinematica

In timp real (RTK) Post-procesare (PP)

Diferentiala (DGPS)

Absoluta(X,Y,Z)i Relativa (∆X, ∆Y, ∆Z)ij

TIPURI DE OBSERVATII

• Coduri (C/A, P, Y)

• Faza purtatoarei + INS

• DopplerG


SISTEME DGPS : u locale u nationaleu regionale (u globale)

Tip pozitionare Precizietipica

Aplicatii

GPS – SA = On 50m NavigatieGPS – SA = Off 1-5m Navigatie vehicule

WA-DGPS (regional) 0.5-1.5m GIS, NavigatieDGPS –standard

(local, national, regional)0.5-1m Navigatie marina, terestra

si aerianaDGPS – virtual

(local, national, regional)0.05-0.5m GIS, Cadastru, Navigatie,

GeologieDGPS -RTK L1(L2)

(local, national)1-5cm Geodezie, Fotogrametrie,

Topo.Ing., s.a.Stadiul Sistemelor WADGPS (Wide Area - DGPS) = Sisteme regionale

WAAS (SUA) - Wide Area Augmentation System - 2 sateliti - operational deplin din 2003;EGNOS (Europa) - European Geostationary Navigation Overlay System - 3 sat. - oper. 2004;SNAS (China) - Satellite Navigation Augm. System - 2 sat. geostationari - in faza testare;MSAS (Japonia) - Multifunctional Transport Satellite-based Augm.System - proiect 2002;GRAS (Australia) - Ground-based Regional Augmentation System - proiect.

1. Introducere– Stadiul sistemelor DGPS / 2


Sateliti GPS(ne)afectati de

SA

Cor.diferentiale

Pozitiicorectate

Punctfix

STATIE BAZA (A)STATIE MOBILA (B)

Calculator + soft

StatieDGPS

Calculator + soft

ReceptorGPS

Desi pozitionarea este relativa, daca se cunoaste si se transmite (in PP sau RT) pozitia luiA, atunci la receptorul mobil B se poate determina si pozitia absoluta si daca este necesar, chiar si pozitia intr-un plan de proiectie dorit.

DGPSpe baza PR

din obs.cu coduri

din obs.de faza

RTK

DGPSCor.diferentiale

Pozitionare abs. Pozitionare rel.

DGPS RTK

+ OTF

DOMENII DE PRECIZIE

m÷dm dm ÷cm

OTF=On The Fly

Cod

2. Principiul pozitionarii diferentiale GNSS / 1


2. Principiul pozitionarii diferentiale GNSS / 2

PRC = Pseudo-Range CorrectionRRC = Rate of Range Correction

DGPS cu ajutorul pseudodistantelor det. pe baza obs. fazei purtatoare

♦ Pseudodistanta det. cu ajutorul fazei purtatoarei la rec. baza A la epoca to :

PRjA =λ•Φj

A (to) = ρjA(to) + ∆ρj

A(to) + λ•NjA + c•∆j(to) - c•∆A(to) (18)

NjA reprezinta ambiguitatea fazei la receptorul baza A.

♦ Corectia pseudodistantei la receptorul baza, la epoca to , va fi

PRCj(to) = ρjA(to) - λ•Φj

A (to) = -∆ρjA(to) - λ•Nj

A - c•∆j(to) + c•∆A(to) (19)

iar pentru o epoca oarecare t avem,

PRCj(t) = PRCj(to) + RRCj(to)•(t-to) (20)

unde RRCj(to) reprezinta variatia PRC la epoca (to); (t-t o) – “vârsta corectiilor”.

♦ Pseudodistanta corectata la rec. mobil B det. pe baza cor. transmise de la receptorul A :

PRjB(t)cor. = PRj

B(t) + PRCj(t) = = λ•Φj

B(t)corectat = ρjB(t) + λ•[Nj

B-NjA]- c•[∆B(t) - ∆A(t)] (21)

♦ In prezenta efectelor SA, la “vârste” de cca. 10s se pot acumula erori ale PRC de cca. 1m sau dupa 30s, erori ale RRC de cca. 1.5m;♦ In lipsa efectelor SA, pseudodistantele masurate au variatii line, a.î. se pot admite “vârste” mai mari ale corectiilor (PRC sau/si RRC) transmise de la statia baza;♦ Formatul datelor transmise este RTCM sau propriu firmei;♦ Se transmit si corectii de ionosfera si troposfera în aplicatiile RTK de înalta precizie (


3. Functiile sistemului D-GNSS / 1

FUNCTII

• procesarea datelor primare(generarea corectiilor diferentiale);• colectarea corectiilor diferentiale;• realizarea legaturilor de comuni-

catie;• transmiterea corectiilor diferentialegenerate folosind internetul (protocol TCP/IP, HTTP);• administrarea datelor transmise/receptionate la/dinspre difuzorul de servicii D-GNSS si/sau RTK.• receptia corectiilor diferentiale de catre receptoarele GNSS mobile folosind internetul si alte sisteme de comunicatie în timp real (GSM, GPRS etc.).

Schema de principiu a unui sistem D-GNSS


3. Functiile sistemului D-GNSS / 2

Transmiterea distributiva a corectiilor D-GNSS pe baza IP [EUREF]


4. Specificatii software / 1

In cadrul proiectului european EUREF-IP s-a dezvoltat un pachet de programe denumit Ntrip(Networked Transport of RTCM via Internet Protocol), care realizeaza totalitatea functiilornecesare prezentate mai sus.Caracteristici principale:Ø Este bazat pe protocolul foarte popular HTTP fiind usor de implementat de diferite platforme ale

unui utilizator;Ø Nu este destinat unui numar limitat de formate fiind utilizabil la distributia oricarui tip de date

GNSS;Ø Poate servi la utilizarea în masa a serviciului D-GNSS prin diseminarea simultana a sute de tipuri

de date spre mii de utilizatori;Ø Nu este neaparat necesar ca difuzorii de date GNSS si utilizatorii sa intre în contact direct (pe

internet), astfel încât este protejata reteaua locala a difuzorilor;Ø Permite transferul datelor pe orice tip de retea mobila datorita utilizarii protocolului TCP/IP

(conversie SERIAL>TCP/IP, care poate fi reconvertit TCP/IP>SERIAL la utilizator).===========================================================================NtripCaster – componenta principala a sistemului de programe, realizând colectarea datelor

diferentiale, validarea acestora, monitorizarea fluxului de date, securitateaaccesului, diseminarea datelor;

NtripServer – realizeaza transferul fluxului de date spre o locatie precizata;NtripClient – permite accesarea datelor difuzate de NtripCaster de catre utilizatori.


4. Specificatii software / 2

L

EUREF

Structura de principiu a pachetului de programe Ntrip [EUREF]


5. Proiectul pilot “EUREF-IP” / 1

Fac. de Geodezie

Schema distributiei actuale a statiilor D-GNSS pilot din reteaua EUREF



ModululNtripServer

(difuzare cor.dif.)

ModululNtripClient

(receptie cor.dif.)

Informatii despresursa de corectii

diferentiale



Exemplu de corectii diferentiale generate la statia "Bucu" - reprezentare grafica


6. Propuneri - realizarea unui sistem D-GNSS in Romania

Stadiul Retelei Extinse de StatiiGPS Permanente - 2004


6. Propuneri - realizarea unui sistem D-GNSS in Romania

× Conceptul de Statii DGPS VirtualeØ

Centru de control

Server de acces

Statii de referintareale

Statie de ref. virtuala

modemmodem

Receptor GPS mobil

Cor. diferentiala


Becker M., Reinhart E., Neumaier P., Seeger H., Rus T., Ghitau D., Marcu C., Radulescu F., Rosca V.: Technical Report, "German And Romanian Activities In The Frame of CERGOP", Mitteilungen des Bundesamt fuer Kartographie und Geodaesie, Band 12, 1999;Ghitau D., Rus T., First GPS Permanent Station in Romania, Scientific Bull. Technical Univ. of Civil Engineering Bucharest, No.1, 2000;Leick A., GPS Satellite Surveying, Second Edition, John Wiley and Sons, New York, Chichester, Toronto, Brisbane, Singapore, 1995;Rus T., Neuner J., GPS Activities at BUCU Permanent Station, Status Report – 2003, EPN Local Analysis Centres Workshop, 16-18 Sept., 2003, Graz, Austria;Rus T., Neuner J., GNSS Applications in Technological and Natural Hazard Areas, Regional Workshop on the Use of Space Technology for Disaster Management for Europe, Brasov,19-23 May 2003;Rus T., Somârdolea I., Kinematic GPS Application for Aerotriangulation, Proceedings of the IAG Symposium, Budapest, Hungary, September 2001;Rus T., Geodezie cu Sateliti – note curs, Univ. Tehnica de Constructii Bucuresti, Facultatea de Geodezie, 2003.

Bibliografie


[email protected]

http://www.geodezie.utcb.to (Facultatea de Geodezie)

http://193.231.4.70:8888 (Statia GPS permanenta “Bucu”)


n SAPOS - serviciuDGPS pt.utilizatoricu accesare prinportal internet

Referenzstationen in Niedersachsen

SA POS -Referenzstation Hannover

Station ID 640

Datenangebot der SA POS -Referenzstation

RINEX-Format

-Aufzeichnungsrate 1 Sekunde, auf Anfrage bis 1/2 Sekunde

-Aufzeichnungsformat RINEX 2

RTCM-Korrekturdaten

-RTCM 2.0-RTCM AdV-RTCM 2.1, (20,21), (18,19)

EPS/HEPS - Kommunikationsmedien

2-m-Band-Funk (RTCM-AdV) Sendefrequenz 160.290 MHz

GSM-Mobiltelefon (nach Registrierung)

Angaben zur Referenzstation

6. Domenii de aplicabilitate: Exemplul 1.



Aplicatii ale obs. GPS cinematice in aerotriangulatie

Antena GPS

Camera foto

Sateliti GPS

Receptor GPS

Elementeexcentricitate

Avion

Benzi de aerotriangulatie

Semnale satelitare

Schema de principiu a unui sistem modern de aerotriangulatie



1 – Antena GPS de pe avion;2 – Sistem de monitorizare si

comanda (tracker) ;3 – Sistem de navigatie;4 – Display-ul pilotului;5 – Camera foto. (cu posibilit.

de stabilizare giroscopica);6 – Rec. GPS baza (la sol).

Componentele sistemului de preluarea datelor

Sistemul de monitorizare si comanda(tracker)

D-GNSS

Documents

Transcript of D-GNSS