GEOS Tiberiu Rus Tendinte GNSS Nov 2012

Seminar stiintific GEOS 22.11.2012Seminar stiintific GEOS 22.11.2012 11

SEMINAR STIINTIFICSEMINAR STIINTIFICCENTRUL DE CERCETARE CENTRUL DE CERCETARE ÎÎN GEODEZIE SPAN GEODEZIE SPAŢŢIALIALĂĂ, ,

FOTOGRAMMETRIE, TELEDETECFOTOGRAMMETRIE, TELEDETECŢŢIE IE ŞŞI G.I.S.I G.I.S.( G E O S )( G E O S )

Tendinţe actuale in Sistemele de Poziţionare Globala.Retele de statii GNSS permanente si servicii dedicate

s.l.univ.dr.ing.Tiberiu Rus

Facultatea de GeodezieDepartamentul de Geodezie şi Fotogrammetrie

B-dul Lacul Tei 124 sector 2 BucureştiTel. +40-21-2421208 / 272,172,191 Mobil: 0753 104 477; 0723 000 278 Email: [email protected] ; http://www.geodezie.utcb.ro / Cercetare


1. Stadiul sistemelor GNSS 2. Stadiul sistemelor complementare regionale3. Stadiul sistemelor complementare nationale4. Teste GNSS - RTK5. Activitati GNSS in cadrul GEOS6. Concluzii

Cuprins

C u p r i n s


GNSS - Global Navigation Satellite SystemGNSS : GPS, GLONASS,

GALILEO, COMPASS etcGNSS augmentation systems:

WAAS, EGNOS, ROMPOS …

S.P.G. : GNSS + complementare


S.P.G. : GNSS + complementare

Segmentul spatial

Segmentul utilizator

Segmentul de control

Sist. complementareregionale (UE)

GNSS - UE GALILEO

Sist. complementarenationale –

COMPASS

GNSS - Global Navigation Satellite SystemGNSS : GPS, GLONASS,

GALILEO, COMPASS etcGNSS augmentation systems:

WAAS, EGNOS, ROMPOS …


1. Stadiul sistemelor GNSS – G.P.S.

Generatii de sateliti0 Block I

10 Block IIA12 Block IIR

7 Block IIR-M 2 Block II-F


Evolutia structurii semnalelor satelitilor GPS



1. Stadiul sistemelor GNSS – GLONASS

GLONASS GPS24+4 / 31 Sateliti 24+4 / 32

3 Plane orbitale 6

64.8o inclinare 55o

11h16m perioada 11h58m


GLONASS Deployment Program. History and Progress.

2624

21

201818

1412

11108

7

111213

16

22

26

16

12121214

1210

9

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

SV in constellation

GLONASS-M Flight Test (7 years life-time)

GLONASS-K Flight Test(10 years life-time)

Planned GLONASS deployment program according to the Federal GLONASS Program

GLONASS Initial Operation Capability (12 SV , 3 year life-time. Decree of the Prsident of 29.09.93 № 658 рпс).

GLONASS Deployment Program. History and Progress.

2624

21

201818

1412

11108

7

111213

16

22

26

16

12121214

1210

9

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

SV in constellation

GLONASS-M Flight Test (7 years life-time)

GLONASS-K Flight Test(10 years life-time)

Planned GLONASS deployment program according to the Federal GLONASS Program

GLONASS Initial Operation Capability (12 SV , 3 year life-time. Decree of the Prsident of 29.09.93 № 658 рпс).


Istoricul dezvoltarii segmentului spatial - GLONASS



Pag. Web a sistemuluiGNSS –GLONASS

8.10.2012



• frecventele purtatoare

Nr. canalului

fk1=f01+k⋅∆f1

fk2=f02+k⋅∆f2

fk3=fk1*3/4f01=1602 MHz; ∆f1= 562,5 kHz

f02=1246 MHz; ∆f2= 437,5 kHz


Modernizare segment de controlModernizare sistem de navigatieImplementare sistem complementar GLONASS Certificare sistem SAR (safety of life applications)

Implementare serviciu SARFunctii suplimentare

GLONASSGLONASS19821982--20072007

GLONASSGLONASS--MM20032003--20120155

GLONASSGLONASS--KK20020088--20220255

GLONASSGLONASS--KMKM20152015--…..…..

Dezv. pietei de servicii de navigatie

Modernizare segment spatial



Galileo – Plan de implementare

Galileo System Testbed v1Validarea algoritmilor critici

Galileo System Testbed v2(GSTB) - 2 sateliti initiali pt. testare

In-Orbit Validation4 sateliti IOV +

segmentul de control

Full Operational Capability(4+14) sateliti Galileo

2003

2005

2012

20142020

1. Stadiul sistemelor GNSS – GALILEO


Giove-A lansat la 28 Decembrie 2005

– A ocupat frecventele alocate pt. GALILEO

Giove-B lansat 27 Aprilie 2008

– Primul ceas atomic Hydrogen Maserla bordul unui satelit

– Implementarea semnalului CBOC– A functionat conform asteptarilor

IOV - 4 sateliti lansati 2011/2012




Satelitii Galileo IOV Masa cca. 700 kgDimensiuni cu panouri solare inchise 3.02 x 1.58 x 1.59 mDimensiuni cu panouri solaredeschise 2.74 x 14.5 x 1.59 mDurata de viata peste 12 aniPutere disponibila 1420 W (sunlight) /

1355 W (eclipse)OrbitaAltitudine 23 222 kmInclinare 56°Perioada de revolutie cca 14 ore

Nr. total sateliti (FOC) : 30Nr. sateliti rezerva: 3Nr. plane orbitale: 3

GTRF (Galileo Terrestrial Reference Frame) – Sistemul de Referinta TerestruGalileo

GTRF – f.apropiat de ITRF-YY (sub 3cm)



GST – similar cu GPST Week = 1-4096, ToW – Time of Week = 0-604499 sEpoca standard: 00:00 UT Duminica 22.08.1999 (miezul noptii dintre 21 si 22 august)(GST-UTC) – date rel. si parametri de calcul(GST-GPS) – date rel. si parametri de calcul

GST (Galileo System Time) –Sistemul de Timp Galileo



FRECVENTELE GALILEO


30-4020Statii pasive

52Statii TT&C

95Statii de incarcare

date (Mission Uplink Stations)

31Centre de Control

27(+3)4Sateliti

Faza FOC Faza IOV Componenta


Evolutia segmentului spatial si a segmentului de control GALILEO



Segmentul de control GALILEO – Dispunerea statiilor


Open Service (OS): disponibil oricarui utilizator fara plata, dacadispune de un receptor adecvatSearch and Rescue (SAR): satelitii Galileo sunt capabili de a detectasemnale de urgenta, care sunt retransmise centrelor nationale de urgenta (in timp real); emitatorul va primi un mesaj de confirmare; localizarea se va face cu +/- cativa m (+/-km in prezent)Public Regulated Service (PRS): serviciu cu acces restrictionat (politie, ambulanta, forte de mentinere a pacii); serviciul este mentinut chiar dacaOS este inchis (atac terorist, bruiere, criptare)

2014Commercial Service (CS): combina doua semnale criptate pt. o acuratete ridicata utilizata in industrie (masuratori terestre, cartare, minerit); serviciul este cu plataSafety-of-Life (SoL) Service: Galileo va contribui la serviciile de monitorizare a integritatii necesare in aplicatiile de tip SoL in conformitate cu standardele internationale; utilizat de ex. in transportulaerian (faza “en-route” si “precision approache”, chiar si in conditii meteodificile, fara sisteme de sprijin a navigatiei de la sol).

2018


SERVICIILE GALILEO


1. Stadiul sistemelor GNSS – COMPASS COMPASS

• China a decis sa construiasca un sistem independent de navigatie cu sateliti in anii1980. • In 2003, sistemul COMPASS/Beidou in faza demonstrativa a fost realizat si utilizat in diverse aplicatii. • In prezent sistemul de navigatie globala COMPASS/Beidou este in curs de constructie.

Segmentul spatial: 5 sateliti GEO si 30 sateliti MEO1. Sistemul de timp COMPASS/Beidou

notat cu BDT este apropiat UTC sisincronizat cu UTC la +/-100ns.

2. BDT este initializat la timpul UTC pentru data de 00d (duminica) 2006.

3. In proiectarea COMPASS/Beidou se tine cont de timpul GPS/Galileo pentruinteroperabilitate

4. Diferenta (offset-ul) dintre BDT siGPST/GST se masoara si se difuzeaza.

1. Sistemul de ref. si coordonate la COMPASS/Beidou este denumit “China Geodetic System (CGS2000)”.

2. Acest sistem este f.apropiat de ITRF la circa cativa centimetri. Din acest motiv, pentru majoritatea aplicatiilor, diferentadintre CGS2000 si ITRF pot fi neglijate.


Doua tipuri de servicii globale

1. Open Service：liber si deschisutilizatorilor fara plata directa• Acuratete pozitionare: 10 m

Accuratete timp: 20 ns• Acuratete viteza: 0.2 m/s

2. Serviciul autorizat : asigura utilizareade o mare incredere si siguranta chiar si in situatii complexe.

Doua tipuri de servicii regionale

1. Serviciul diferential pentru zone intinse (Wide area differential service):

• Acuratete pozitionare: 10 m

2. Serviciul de mesaje scurte (SMS)

Fazele dezvoltarii COMPASS/Beidou

-Pana in 2010 – acoperire in zona Asia-Pacific;-Pana in 2015 – acoperire globala

1. Stadiul sistemelor GNSS – COMPASS COMPASS


Sisteme GNSS complementare REGIONALE :WAAS (SUA), EGNOS (EU), MSAS (Japonia), GAGAN (India),

SDCM (Rusia

2. Stadiul sistemelor complementare GNSS – EGNOS


Satelitii EGNOS (GEO): INMARSAT AOR-E (15.5°W), ARTEMIS (21.3°E), INMARSAT IOR-W (25°E)

Zona de acoperirecu serviciiEGNOS

EGNOS -furnizeaza date complementare (DGPS) pentru zona Europei: corectiidiferentiale pentru satelitiiGPS (in prezent) siGALILEO+GPS (in viitor)

- bazat pe 3 sateliti GEO

- bazat pe 34 statii RIMS

EGNOS - sistem complementar regional european



- Acoperire “slaba” pentru Estul Europei

- Necesara o extindere a serviciilor EGNOS si prin statii la sol (RIMS)

- De exemplu, starea receptiei satelitilorEGNOS in Bucuresti: elevatie < 45 deg

SERVICIILE EGNOS


Open ServiceLansat in Octombrie 2009, disponibil oricarui utilizator fara plata, daca dispunede un receptor adecvat (cu capabilitate SBAS)Safety-of–life (SoL) ServiceLansat in Martie 2011 pentru aviatia civila, furnizand mesaje de alerta in maiputin de 6 secunde in cazul unei probleme a sistemului (GPS in prezent, Galileo in curand)Commercial ServiceToate informatiile colectate si generate de EGNOS sunt disponibile si printr-oretea la sol (EDAS), iar in cazul in care semnalele satelitare sunt blocate sauperturbate, informatiile pot fi inca accesate. Acest lucru este relevant mai ales in orasele aglomerate cu cladiri inalte care pot bloca semnalele satelitare.



Lansarea Open Service(2009)


2. Stadiul sistemelor complem. nationale – ROMPOS

Reteaua EUPOS ROMPOS – 2011 ROMPOS – 2012 (?)


2. Stadiul sist. complem. nationale – Trimble VRS Now

In cadrul Departamentului de

Geod. si Fotogram. au avut

loc testari ale serviciilor:

1. Zona Vrancea – iulie 2012

(practica studenti)

2. Zona UTCB – iunie 2012

(lucrari de licenta)

1. In zona Vrancea : teste comparative static / RTK (Trimble VRS Now vs. ROMPOS)

2. In zona UTCB : teste comparative static (+VRINEX) / RTK :

(Trimble VRS Now vs. ROMPOS vs. local RTK)

Echipamente utilizate: Trimble R4 – (GISCAD SRL Arad) – network RTK (GSM)

Leica System 900 (UTCB) – static / RTK single base (radio)

Topcon Hyper Pro GGD (UTCB) - static

Zone test



Trimble R4

Trimble TSC2

pct. de control P126

TEST VRANCEA

– zona retea geodinamica

Iant = 0.500+0.300 = 0.800



REZULTATE – TEST VRANCEA

– pct. de control P126



Zona test UTCB

Pct. de control

Pcte. de control



REZULTATE – TEST1 : ROMPOS vs. Trimble VRS Now

– pct. de control BUC2



REZULTATE – TEST2 – RTK Leica vs. Trimble VRS Now


2. Stadiul sist. complem. nationale – Leica TGRef

Reteua GNSS si servicii Leica TGRef

• Firma Leica Geosystems a realizat in Europa si in alte zone, in ultimii ani, serviciiDGNSS/RTK avand la baza retele de statii GNSS permanente cunoscute sub numele

de „Leica SmartNet” [http://www.smartnet-eu.com/].• In Romania, Leica Geosytems reprezentata de TopGeocart SRL a stabilit o retea de

statii GNSS permanente denumita TGRef incluzand 8 statii si servicii DGNSS/RTK (single base), precum si date pentru postprocesare. Corectiile RTK sunt transmise in

format proprietar Leica [http://www.topgeocart.ro].


2. Alte retele de statii GNSS perm. in Romania

• Retea de statii GNSS permanente a INFP –Institutul National de Fizica Pamantului

– monitorizare / cercetari geodinamice

• Retea de statii GNSS permanente a GEOECOMAR

– monitorizare geodinamica / hazard in zona litoralului romanesc

????

????


Tiberiu Rus

Universitatea Tehnica de Cosntructii Bucuresti,Facultatea de GeodezieDepartmentul de Geoezie si FotogrammetrieB-dul Lacul Tei N3.124, Bucuresti, RomaniaTel.: +40-21-242.12.08 , Fax: +40-21.242.07.81 E-mail: [email protected]

GEOS Tiberiu Rus Tendinte GNSS Nov 2012

Documents

Transcript of GEOS Tiberiu Rus Tendinte GNSS Nov 2012