System GPS, przytaczam za profesorem Kazimierzem Czarneckim, jest swoistą „czarną skrzynką” wymagającą niewielkiego udziału operatora, którego rola jak się na pierwszy rzut oka wydaje, sprowadza się do ustawienia anteny nad punktem pomiarowym, zmierzenia wysokości anteny nad mierzonym punktem, załączenia zasilania i uruchomienia odbiornika. Podobnie, po zakończeniu pomiaru wystarczy nacisnąć kilka „guzików” w określonej kolejności, przesłać zarejestrowane dane do komputera, uruchomić program i po pewnym czasie uzyskać wyświetlone na monitorze wyniki.
Czy zatem istnieje potrzeba, aby współczesny geodeta - użytkownik systemu GPS, rozumiał jego działanie. Odpowiedź jest zdecydowanie twierdząca.
Współczesny geodeta, jeśli chce korzystać z techniki GPS, musi wiedzieć o niej bardzo dużo: musi zdawać sobie sprawę z zasad działania systemu; z jego podstaw teoretycznych; wiedzieć jak działają różne odbiorniki GPS; wiedzieć jak dobrać odpowiedni typ odbiornika i anteny do określonych celów. Powinien wiedzieć także jaka procedura obserwacji będzie właściwa dla celów, jakie chce osiągnąć. Powinien umieć dobrać odpowiednie programy do przetworzenia wyników obserwacji, a później wykorzystać je w różnych układach współrzędnych, w połączeniu z wynikami uzyskanymi np. za pomocą technik klasycznych.
Obserwacje GPS są wykorzystywane w coraz szerszym zakresie. Poza podstawowym - określeniem pozycji, coraz częściej wykorzystywane są do określenia różnic wysokości między punktami (niwelacja satelitarna), czy wyznaczenia przemieszczeń poziomych i pionowych, jeśli wymieniać tyko te zastosowania będące przedtem domeną innych dziedzin geodezji.
Oczywiście nietypowe, bądź eksperymentalne zastosowania wymagają głębszej wiedzy i szczególnej staranności przy wykonywaniu pomiarów.
Krótka charakterystyka systemu
System GPS tworzą trzy zasadnicze części (segmenty):
- segment kosmiczny – tworzą „w zasadzie” 24 satelity (czynne) umieszczone na sześciu prawie kołowych orbitach o nachyleniu ok. 55 stopni do płaszczyzny równika (po 4 satelity na każdej orbicie), wysokość orbity ok. 20 000 km. Każdy z satelitów emituje bardzo stabilne częstotliwości pomiarowe, transmituje sygnały własnego zegara oraz retransmituje informacje efemerydalne (dotyczące położenia satelity w przestrzeni) i identyfikacyjne (dotyczące tego satelity i całego systemu);
- segment kontroli – składający się z 5 stacji śledzących Colorado Springs (master station) i 4 rozmieszczonych w miarę równomiernie wzdłuż równika. Obserwacje zarejestrowane na stacjach śledzących są przesyłane do stacji podstawowej (master). Centrum obliczeniowe dokonuje wyznaczenia przewidywanych elementów orbity każdego satelity i poprawek pozwalających na określenie pozycji satelity w momencie obserwacji. Te informacje wraz z poprawą zegara satelity są przesyłane do komputera pokładowego satelity, a następnie retransmitowane w postaci tzw. efemeryd pokładowych (części depeszy satelitarnej);
- segment użytkowników - w zależności od rodzaju posiadanego sprzętu i potrzeb użytkownicy wyznaczają swoją pozycję bezpośrednio w systemie WGS-84 (nawigacja) lub przy zastosowaniu innych narzędzi i metod pomiaru (statycznych), w post-processingu, wyznaczają pozycję ze znacznie większą dokładnością. Istnieją też inne sposoby wyznaczenia pozycji (tryby kinematyczne). Omówienie nawet pobieżne wszystkich sposobów wyznaczenia pozycji oraz podstaw teoretycznych wymagałoby obszernego wykładu (cyklu wykładów).
Zainteresowanych odsyłam do literatury - artykułów w magazynie GEODETA (dodatek NAWI), podręczników akademickich i publikacji przekrojowych np.: Geodezja współczesna w zarysie [K. Czarnecki, Wydawnictwo Wiedza i Życie], GPS w praktyce geodezyjnej [J. Lamparski, K. Świątek Wydawnictwo Gall]
W uproszczeniu wyznaczenie pozycji polega na realizacji przestrzennego wcięcia wstecz (liniowego) do punktów (satelitów GPS), których pozycja w przestrzeni choć zmienna, jest możliwa do wyznaczenia na podstawie transmitowanych przez satelity efemeryd.
Planowanie obserwacji
Większość dostawców odbiorników dostarcza wraz ze sprzętem narzędzia do opracowania i wyrównania wyników pomiaru, oraz do planowania misji obserwacyjnych.
Programy do planowania misji obserwacyjnych bazują na informacjach zawartych w almanachu – części depeszy satelitarnej.
Posiadając informacje o przybliżonej lokalizacji stanowisk obserwacyjnych, można zaplanować sesje pomiarowe, dokonując wyboru optymalnych przedziałów czasowych dla wykonania „obserwacji”.
Program podaje informacje o liczbie widocznych w określonym „oknie” satelitów, ich konstelacji, wartości wskaźnika DOP, itp. przedstawione na osi czasu.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz