Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
VLBI
Polega na zapisaniu na taśmie magnetycznej obserwacji razem z sygnałem czasu każdej ze stacji i przewiezieniu do ośrodka obliczeniowego, gdzie dokona się obróbki danych.
W jaki sposób orientacja układu odniesienia związanego z pomiarami GPS może być udoskonalona poprzez pomiary VLBI - sieć naziemnych stacji śledzących, składa się z trzech punktów, na których są wykonywane jednocześnie obserwacje VLBI i GPS - linia przerywana pomiędzy stacjami a kwazarami oznacza obserwacje VLBI.
Zastosowania VLBI w Geodezji
- Służy do wyznaczania współrzędnych punktów referencyjnych anten z dokładnością < 1 cm.
- Pomiary ruchów tektonicznych płyt ( ~ 0.1 cm/rok).
- Wyznaczanie długości doby ( ~ 0.1 ms)
- Pomiary parametrów pływów.
- Wyznaczanie poprawek do teorii nutacji i precesji.
Iloczyn skalarny wektorów Δr - łączącego stacje
i u – jednostkowego kierunku do radioźródła wynosi:
u*Δr = u Δr cosΨ = t*c,
c- jest prędkością fal radiowych
Ψ- jest kątem, jaki kierunek bazy P1, P2 tworzy z kierunkiem do radioźródła.
t- opóźnienie, które podlega pomiarowi można powiązać z wektorem bazy Δr przez równanie:
t= (1/c)u *Δr
Gdy wykonane są pomiary do conajmniej 3 różnych radioźródeł, można wyznaczyć współrzędne wektora Δr, czyli względną pozycję stacji 1 i 2
d = t ×c = l ×Dj cosQ = d/b
b – baza
λ – długość fali
τ – opóźnienie sygnału na odcinku d = PA1
Θ – kąt pomiędzy kierunkiem bazy b i kierunkiem promieniowania k
c – prędkość rozchodzenia się fali
SLR
Podstawową funkcją SLR/LLR jest dokładny pomiar odległości pomiędzy teleskopem/laserem a satelitami.
Pomiar - wysyłane są krótkie impulsy światła laserowego do luster znajdujących się na satelitach i mierzy się czas w którym wiązka laserowa odbije się od luster i powróci na ziemię. Znana jest prędkość światła dlatego odległość jaką przebywa wiązka światła w określonym czasie można łatwo obliczyć. Zasada pomiaru odległości do satelity wynika z podstawowego równania pomiarów elektromagnetycznych, D = c/2 × Δt, gdzie c oznacza przeciętną prędkość propagacji promienia laserowego wzdłuż rzeczywistego toru tego promienia na drodze tam i z powrotem.
Wykorzystywanie SLR/LLR w geodezji, aby
- Wyznaczyć precyzyjne efemerydy satelitów,
- Badać pole grawitacyjne Ziemi,
- Badać kształt Ziemi oraz jego zmienność.
SLR - LASEROWE POMIARY SATELITARNE
Dokładny pomiar odległości do satelity przy użyciu aparatury laserowej. Transmisja wiązki krótkich promieni laserowych z odległych od siebie punktów w kierunku luster znajdujących się na satelitach. Pomiar czasu impulsów laserowych, które przebywają drogę od nadajnika do satelity a następnie ulegają odbiciu od luster i wracają z powrotem na Ziemię do odbiornika
Zastosowanie SLR w geodezji
Ustalenie dokładnej odległości pomiędzy punktami na powierzchni Ziemi. Narzędzie do monitoringu ruchu płyt tektonicznych oraz zmian w ruchu obrotowym Ziemi. SLR wnosi swój udział do pomiarów poziomu morza, który jest kluczowym czynnikiem w efekcie cieplarnianym.
LASEROWE POMIARY DO KSIĘŻYCA LLR
LLR służy do pomiaru odległości między stacją naziemną a odbłyśnikami laserowymi umieszczonymi na Księżycu.
Zasady działania i dokładności
Opiera się na pomiarze czasu, jaki jest potrzebny na przebycie przez promienie laserowe drogi z nadajnika na Księżyc i z powrotem na Ziemię do odbiornika. Pomiary te wymagają niezwykłej precyzji, ponieważ światło pokonuje ten dystans w ciągu 2,5 sekundy. Dlatego też zostały zastosowane zegary atomowe, które zapewniają rozdzielczość pomiaru czasu rzędu 10 pikosekund.
DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite)
DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) jest dopplerowskim systemem śledzącym prowadzącym obserwacje odległości wyznaczanych na podstawie sygnałów emitowanych z gęstej sieci naziemnych nadajników. Wyznaczana jest pozycja odbiornika znajdującego się na satelicie z decymetrową dokładnością w czasie rzeczywistym.
DORIS
Celem wyznaczenie pozycji stacji naziemnych i ich prędkości, wyznaczenie precyzyjnych orbit satelitów na których zainstalowano odbiorniki systemu oraz wyznaczenie parametrów ruchu obrotowego Ziemi. Dokładność wyznaczenia położenia rzędu jednego centymetra.
ELEMENTY DORIS 60 naziemnych stacji nawigacyjnych (radiolatarni) rozmieszczonych równomiernie na powierzchni Ziemi oraz 6 odbiorników umieszczonych na satelitach (instrument)
EFEKT DOPPLERA System Doris jest oparty na zasadzie efektu Dopplera, który powoduje zmiany częstotliwości fal kiedy odbiornik i nadajnik poruszają się względem siebie. W konsekwencji, częstotliwość otrzymywanego sygnału nie jest taka sama jak sygnału transmitowanego. Częstotliwość wzrasta, gdy 2 obiekty zbliżają się, a zmniejsza się, gdy się oddalają.
DZIAŁANIE stacje naziemne transmitują sygnał z dwoma różnymi częstotliwościami 2036,25MHz oraz 401,25MHz do satelitów. Pokładowy odbiornik satelitów analizuje otrzymywane częstotliwości sygnału by obliczyć jego względna prędkość do Ziemi.
CECHY ekstremalna precyzja, precyzja pomiarów dopplerowskich wynosi 0,3 mm/s
ALTIMETRIA
Stosowana do wyznaczania geoidy i parametrów pola grawitacyjnego Ziemi na obszarze mórz i oceanów. Precyzyjny pomiar odległości sztucznego satelity od powierzchni mórz i oceanów za pomocą umieszczonego na nim altimetru.
Zasada Działania Na pokładach satelitów znajdują się altimetry radarowe, które bez przerwy transmitują sygnał o wysokiej częstotliwości w kierunku Ziemi i odbierają echo (tj. fale odbite) z powierzchni oceanu. Dane te są analizowane w celu pozyskiwania dokładnych pomiarów czasu, jaki upływa między satelitą, a powierzchnią morza. Pomiar czasu określany jest przez prędkość światła, w jakim fale elektromagnetyczne przemieszczają się w kierunku „tam i z powrotem”, Na podstawie pomiaru czasu oblicza się odległość. Znając parametry orbity satelity i jego pozycję względem Ziemi w momencie pomiaru, przypisuje się zmierzone odległości konkretnym punktom na Ziemi. W jednym cyklu pomiarowym, trwającym kilka miesięcy, uzyskuje się sieć punktów pokrywających powierzchnię mórz i oceanów całej kuli ziemskiej, a następnie wyznacza geoidę na ich obszarze
Budowa Altimetru Podstawową część altimetru stanowi dalmierz mikrofalowy (np. radar w zakresie częstotliwości ok. 14 GHz), w pomiarze jest wykorzystywane zjawisko odbicia fal elektromagnetycznych od powierzchni wody, długości impulsu mieszczą się w zakresie 5 – 10 ns.
Dokładność pomiarów w przedziale ±(0.1 - 0.03) m. Rozbieżność wiązki radarowej sprawia, że wynik pomiaru jest uśrednioną wartością odniesioną do kręgu powierzchni morza o średnicy kilku do kilkunastu kilometrów.
Równanie Altimetri hc = h - N - δhm - δhc Gdzie:
hc - wysokość satelity nad geocentryczną elipsoidą ,
h - wartość mierzona radarem altimetrycznym, będącą zarazem wysokością satelity nad chwilową
powierzchnią morza (CM),
Oznaczenia wysokości:
δhm = (SM) quasi-spokojna powierzchnia morza ponad geoidą,
δhc = (CM) chwilowa powierzchnia morza ponad (SM) quasi-spokojną powierzchnią morza
GNSS (Global Navigation Satellite System) – wspólna nazwa dla wszystkich globalnych systemów nawigacyjnych. W chwili obecnej mówimy o GNSS–1 systemie pierwszej generacji, na który składają się:
· Istniejące globalne systemy nawigacyjne GPS i GLONASS,
· Satelitarne systemy wspierające: amerykański WAAS, europejski EGNOS, japoński MSAS
· Naziemne systemy wspierające - sieci globalne jak IGS, kontynentalne EPN, AUSPOS i krajowe lub regionalne ASG–EUPOS, CORS, SAPOS, SWEPOS.
System drugiej generacji GNSS–2 będzie składał się z w pełni cywilnego systemu GALILEO oraz ze zmodernizowanego systemu GPS (sygnał L2C oraz nowa częstotliwość L5 i dwie częstotliwości cywilne) i GLONASS. W GNSS–2 znajdzie się również projektowany system chiński – COMPAS oraz regionalne systemy nawigacyjne: indyjski IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System) i japoński QZSS (Quasi-Zenith Satellite System).
GPS (Global Positioning System)
Segment kosmiczny
Na segment kosmiczny składa się zespół 24 satelitów rozmieszczonych na 6 równomiernie rozłożonych orbitach. Orbity są nachylone pod kątem 55° względem płaszczyzny równika, co powoduje, iż powyżej szerokości geograficznej 55° N i 55° S żaden z satelitów nie będzie obserwowany w zenicie. Wysokość orbit wynosi 20162,61 km. Okres obiegu satelitów wokół osi Ziemi wynosi prawie 24h w kierunku przeciwnym do kierunku obrotu Ziemi, zatem konstelacja satelitów ponawia się co 12h.
Segment naziemny
stacja centralna, której zadaniem jest:
• obliczanie parametrów orbit (efemeryd) satelitów,
• wyznaczanie poprawek do zegarów satelitów,
• podejmowanie decyzji o korektach orbit,
• przekazywanie do satelitów danych efemeryd i poprawek zegara w celu ich retransmisji w depeszy nawigacyjnej satelitów.
stacje nadzoru, których zadaniem jest:
• śledzenie orbit satelitów,
• zbieranie danych do poprawek jonosferycznych i poprawek czasu zegarów satelitów,
• przesyłanie informacji do stacji centralnej,
• przekazywanie informacji do satelitów (odświeżanie pamięci pozycji satelity, synchronizacja zegara z zegarem stacji naziemnej, poprawki związane z aktualnym stanem jonosfery)
Segment użytkownika
Na segment użytkownika składają się wszystkie odbiorniki GPS cywilne i wojskowe. System ma charakter pasywny, transmisja sygnału odbywa się jednokierunkowo, z pokładu satelitów do użytkownika
SYGNAŁY W SYSTEMIE GPS
Nadawane z satelit
Ø kod C/A (Coarse Acquisition), o częstotliwości L1 = 1575.42 MHz dla użytkowników cywilnych (SPS),
Ø kod P (Precise), o częstotliwości L2 = 1227.6 MHz dla zastosowań wojskowych (PPS).
Odbierane drogą radiową, przypominają szum, przez co zwane są sygnałami pseudolosowymi (PRN – Pseudo-RandomNoise). System SPS (Standard Positioning System) - dla użytkowników prywatnych, a do celów bronnych wykorzystywany jest system PPS (Precise Positioning System)
Sygnały wysyłane przez satelity
Nadawany sygnał modulowany jest trzema rodzajami kodów binarnych o następujących parametrach:
Ø Pseudolosowy PRN (ang. pseudo random noise) kod C/A (ang. coarse acquisition) – moduluje fazę sygnału nośnej L1 z częstotliwością 1MHz i ma długość 1023 bitów, czyli powtarzany jest co 1 ms. Każdy satelita systemu GPS ma swój własny kod PRN C/A, który może również służyć do identyfikacji satelity. Kod ten jest używany w...