Realizarea Retelei de Indesire Si de Ridicare Pentru Lucrari de Infrastructura
Cuprins
Capitolul 1. Introducere
Sistemul GPS (Global Positioning System) este un sistem de localizare în spațiu realizat de către Departamentul de Apărare (Department of Defence) al Statelor Unite ale Americii, înca din anii '70. Astfel în 1973 au fost puse bazele rețelei de sateliți Navstar care stă la baza sistemului GPS așa cum este el cunoscut. Crearea acestui sistem a fost posibilă datorită dezvoltărilor importante care au avut loc în acea perioadă în domeniul tehnicii spațiale, ajungându-e astfel în anii 1990-1994 la lansarea pe orbită terestră a unui număr de douăzeci și patru de sateliți, numărul acestora crescând ulterior.
La începuturile sale sistemul GPS a avut utilizări în mare majoritate în domeniul militar, accesul publicului larg la acesta fíind restricționat. Ca moment de început al utilizării pe scara largă în domeniul civil al sistemului GPS poate fi considerată data de 1 mai 2000 când președintele de atunci al Statelor Unite ale Americii, Bill Clinton, a decis ca acesta să fie pus la dispoziția publicului larg, eliminând restricțiile care limitau precizia receptoarelor GPS la aproximativ 300m.
Cu ajutorul sistemului GPS, orice utilizator care deține un receptor GPS are acces în mod gratuit la rețeaua de sateliți putându-și stabili locația obținând trei coordonate: latitudine, longitudine și altitudine. Acest lucru a făcut posibilă apariția de aplicații ale sistemului GPS într-o gamă foarte largă de activități cum ar fi: minerit, agricultura, transporturi rutiere, cartografie, aviație etc.
1.1 Evoluția sistemului Gps
În anul 1973 „U.S.Department of Defence", din Ministerul Apărării a SUA, lansase o comandă către „Joint Program Office din Los Angeles Air Force Base", să elaboreze concepția unui sistem de poziționare bazat pe sateliți, care să permitănavigația: adică să ofere poziția și viteza unui obiect oarecare ce se află în mișcare sau în repaus. În plus se mai solicita să fie asigurate și informații de timp foarte precise. Rezultatul trebuia să fie în timp real, adică să fie la dispoziția utilizatorului imediat după măsurare. De asemenea se pretindea noului sistem să funcționeze independent de starea vremii, la orice oră din zi sau din noapte și în orice punct de pe suprafața sau în apropierea Pămăntului (pe pământ, pe apă și în aer).
Rezultatul comenzii a fost: NAVSTAR GPS, sau mai simplu GPS, notație folosită în mod
obișnuit pentru sistem, corespunzând denumirii de NAVigation System with Timing And
Ranging – Global Positioning System adică sistem de poziționare globală pentru asistarea
navigației bazate pe măsurările de timp și de distanțe relative a sateliților.
Pentru a îndeplini condițiile sus amintite au fost stabilite următoarele caracteristici
generale:
-Orbite satelitare înalte – care asigură avantajul că se solicită un număr mai redus de sateliți, iar stabilitatea acestora pe orbite este mult mai ridicată;
-Orbite satelitare înclinate – care asigură avantajul că pot fi observate și în zonele polare, evitând astfel o aglomerare de sateliți în zona polilor;
-Repartizarea uniformă a sateliților pe orbite – care asigură avantajul că se realizează o acoperire completă și cu efort minim a zonelor de pe glob și în plus sateliții pot fi bine supravegheați și controlați;
-Orbite satelitare simetrice – care asigură avantajul că asupra sateliților acționează aceiași factori perturbatori, astfel încât constelația satelitară rămâne relativ stabilă.
Sistemul NAVSTAR- GPS a fost realizat practic în trei faze:
Faza 1: 1974 – 1979 faza de verificare și testare – când s-a verificat concepția sistemului, s-au lansat primii sateliți test și s-a făcut o evaluare a costurilor pentru realizarea sistemului;
Faza 2: 1979 – 1985 faza de dezvoltare a sistemului – când lucrările s-au concentrat asupra dezvoltării laturii tehnice a sistemului. S-au lansat noi sateliți și s-au realizat receptoare adecvate;
Faza 3: 1983 – 1994 faza de definitivare a sistemului – care se întrepătrunde cu faza precedentă, datorită rezultatelor foarte bune obținute în faza de testări. În această etapă s-au lansat sateliții pentru completarea integrală a sistemului și s-au conceput receptoare tot mai performante.
Începând din anul 1992, sistemul a fost format din 18 sateliți, în șase plane orbitale înclinate cu 55° față de planul mediu ecuator, la aproximativ 20200 km altitudine, asigurând vizibilitate la cel putin 4 sateliți simultan, în orice moment al zilei, din orice punct de pe glob. Sateliții nu erau egali distribuiți în planele orbitale iar orbitele erau ușor turtite la poli. Constelația actuală este constituită din 34 de sateliți operaționali. Altitudinea la care sunt situați sateliții este de aproximativ 20200km iar durata unei revoluții, de 11 h 58 min.
http://www.ct.upt.ro/users/AlinaBala/Tehnologii_Geodezice_Spatiale.pdf pagina 1-2
1.2 Principii de funcționare și precizii
Sistemul GPS a fost realizat la început dintr-un număr de 24 de sateliți (ulterior au mai fost adăugați și alții ajungându-se la 31 de sateliți) care înconjoară globul, astfel încât din orice zonă de pe suprafața pământului sau din jurul acestuia să poată fi vizibili minim patru sateliți la orice moment de timp.e
Modul de funcționare al sistemului GPS este triangulația realizată de către receptorul GPS. Acesta își poate calcula distanța față de minim 3 sateliți și astfel, în funcție de poziția sateliților care este cunoscută, acesta își poate calcula propria poziție.
Dacă un satelit își cunoaște cu precizie poziția în spațiu relativ la un sistem de coordonate și emite un semnal în care codifică poziția și momentul de timp la care semnalul a fost transmis, un receptor care recepționează acest semnal își poate calcula distanța față de acesta cu formula:
d= c .(t-tS)
unde: – d este distanța între satelit și receptor,
– c este viteza de propagare a undelor radio (egală cu viteza luminii și cunoscută),
– t este momentul de timp curent (la care receptorul a recepționat semnalul),
– tS este momentul la care satelitul a transmis semnalul.
Cu alte cuvinte distanța este egală cu produsul dintre viteza semnalului radio și timpul cât
acesta a călătorit de la momentul când a fost emis până când a ajuns la receptor.
Fig. 1.1 Calculul distanței dintre sateliți și receptor (1)
Cunoscând cu exactitate poziția satelitului și distanța de la satelit la receptorul GPS se poate defini poziția celui din urmă ca fiind undeva pe o sferă cu centrul în jurul satelitului respectiv.
http://www.agir.ro/buletine/836.pdf pagina 2
Acest lucru nu este suficient pentru o localizare exactă. De aceea este nevoie de un număr de trei sateliți pentru a putea cunoaște poziția exactă, având astfel un număr de trei ecuații
cu trei necunoscute (latitudine, longitudine, altitudine). Astfel prin intersecția a trei sfere cu centrele situate în cei trei sateliți se obțin doar două puncte posibile unde receptorul se poate afla (Fig 1.2. ). Numai unul din aceste două puncte este cel în care se află receptorul. Deoarece în marea majoritate a cazurilor receptorul GPS este localizat undeva în apropierea suprafeței terestre unul dintre aceste puncte poate fi eliminat din start. deoarece se află undeva în spațiu.
Fig.1.2 Intersecția a trei sfere definește două puncte unde se poate afla receptorul. (2)
Utilizând procedeul descris anterior se presupune că atât sateliții cât și receptorul GPS utilizează ceasuri perfect sincronizate. Dacă ceasurile sateliților pot fi ceasuri cu cesiu de mare precizie, nu același lucru se întâmplâ cu receptorul GPS care trebuie să fie suficient de ieftin pentru a putea fi utilizat pe scară largă. Din acest motiv este nevoie ca pe lângă cei trei sateliți de care s-a amintit anterior să existe încâ unul care să confirme timpul curent.
Având patru sateliți vom avea un sistem de patru ecuații (distanțele până la cei patru sateliți) cu patru necunoscute (latitudinea, longitudinea, altitudinea și timpul curent). Dacă există mai mult de patru sateliți disponibili se pot reduce erorile inerente măsurătorilor.
Deși în teorie precizia unui receptor GPS poate fi de numai câțiva centimetri, există și erori care afectează poziția calculată cu ajutorul unui GPS,
http://www.agir.ro/buletine/836.pdf pagina 3
asa că în practică pentru un receptor obișnuit se poate ajunge și la 10-20 m. Aceste erori se datorează în principal faptului că viteza cu care călătorește un semnal radio poate varia din cauza condițiilor atmosferice variabile. În special ionosfera afectează aceste semnale.
Pentru a reduce erorile s-au imaginat diferite sisteme, unul dintre acestea fiind DGPS (Diferential GPS). Astfel, pe lângă cei patru sateliți (al căror semnal este afectat de condițiile atmosferice) utilizați pentru a calcula poziția receptorului se mai utilizează și o stație terestră. Locația acesteia este cunoscută. Totodată aceasta acționează ca un receptor și poate astfel calcula ce fel de erori apar. Aceste erori sunt transmise către receptoarele GPS din zonă ca un semnal de corecție care în acest fel își pot calcula mult mai exact poziția.
Un alt sistem care este mai precis dar totodată necesită aparatură mai scumpă este RTK (Real Time Kinematic). Măsurând faza semnalelor care sunt recepționate de la sateliți, o stație ale cărei coordonate sunt cunoscute corectează erorile ajungându-se la o precizie de ordinul centimetrilor. Costurile mari ale sistemului RTK se datorează faptului că distanța până la o stație RTK trebuie să fie mică iar o astfel de stație este costisitoare.
1.3 Politica de siguranță a sistemului Gps
D.o.D. își rezervă toate drepturile asupra întregului sistem GPS, fără să comunice în prealabil utilizatorilor unele carențe de utilizare.
Tehnica SA (Selective Availability) – este o reducere voită a preciziei pentru poziționarea în timp real, deci influențează mai ales navigația în timp real. Diminuarea preciziei este realizată pe de o parte prin manipularea controlată a ceasului din sateliți (procesul dither), când se produc erori controlate de perioadă lungă și scurtă în toate mărimile măsurabile (coduri și purtătoare), iar pe de altă parte printr-o denaturare controlată a efemeridelor transmise (procesul epsilon). Mărimea denaturării controlate a datelor poate fi dirijată de segmentul de control al sistemului. Fără tehnica SA activată, se estimează că precizia poziționării în timp real cu codul C/A este de 15 – 30 m. Cu tehnica SA activată potențialul de precizie se reduce la cca. 100 m în poziție planimetrică și cca. 140 m în poziție altimetrică. Deși uneori tehnica SA este dezactivată pentru o perioadă de timp, utilizatorul trebuie să procedeze în permanent ca și cum ar fi activă. În mod oficial tehnica SA a fost implementată pentru prima dată la 25 martie 1990 la toți sateliții din generația „Block II"'.
Tehnica A-S (Anti – Spoofing) – produce o recodificare a codului P. Noul cod rezultat se numește codul Y și este accesibil numai unui grup restrâns de utilizatori autorizați. Navigația în timp real cu codul P este substanțial mai precisă față de navigația cu codul C/A și poate aduce avantaje substanțiate în cazul unei conflagrații. Acesta a fost motivul principal pentru care s-a recodificat codul P. Inițial era planificat ca tehnica A-S să fie activă după atingerea fazei finale din punct de vedere militar când segmentul spațial era prevăzut numai cu sateliți din generația „Block II".
1.4 Actualitatea temei, scopul lucrării
Conceptul de rețea geodezică de sprijin a căpătat altă semnificație prin introducerea tehnologiei GPS. Astfel, a dispărut elementul cel mai greoi: vizibilitatea între punctele rețelei.
Sigur, metodologia GPS nu rezolvă toate problemele geodeziei, există elemente care perturbă calitatea datelor sau chiar compromit măsuratorile. Cea mai importantă condiție în obținerea unor rezultate bune este vizibilitatea cerului din punctul in care se staționeaza cu receptoare GPS.
Astfel, nu se pot efectua determinări în păduri sau în liziere, de asemenea în zonele urbane cu clădiri foarte mari, etc. De asemenea trebuie estimată perioada de măsurare pentru a avea GDOP-ul foarte bun. Acest parametru arată geometria sateliților care trebuie să fie optimă. Făcând o analogie cu topografia clasică, este similar cu a avea la retrointersecție puncte cu coordonate cunoscute răspăndite opțim în cele patru cadrane.
Pe piața există în acest moment o gamă complexă de stații totale si receptoare GPS.
Pentru fiecare tip de rețea trebuie ales un anumit tip de aparat care să corespundă preciziei finale a rețelei. Astfel, pentru rețelele cu scop cadastral, precizia finală poate fi de cățiva centimetri.
Pentru rețelele geodezice care au ca scop determinarea mișcărilor plăcilor crustale se impun precauții speciale pentru obținerea unei precizii milimetrice. În acest caz marcarea punctelor se realizează astfel încât aparatele de măsurat (receptoare GPS, stații totale) să poată fi amplasate direct și forțat pe punct. Se elimină erorile de centrare a aparatelor pe punct și determinarea înălțimii aparatului.
De asemenea, pentru aparatura de tip GPS, timpul de staționare pe punct se mărește foarte mult. Atunci când nu este necesară o precizie foarte mare, de exemplu pentru realizarea rețelelor utilizate în lucrările curente (ridicări topografice pe suprafețe mici, planuri cadastrale, etc), aparatura poate fi mai slabă ca precizie, iar metodele de măsurare GPS nu sunt atăt de pretențioase.
Trebuie remarcat că nu toate stațiile totale pot fi utilizate pentru realizarea rețelelor geodezice, la fel și receptoarele GPS. Fiecare aparat are trecut în prospect precizia de măsurare, distanțele la care pot fi folosite, timpul de staționare pentru a obține o anumită precizie, etc.
Rețelele geodezice definite conform Ord.534/2001 sunt clasificate în rețele geodezice de sprijin, de îndesire și de ridicare. Ele sunt realizate conform principiului ierarhic (și de densitate), de la superior câtre înferior.
Pe baza serviciilor ROMPOS, se pot determina coordonatele punctelor rețelelor de ridicare utilizând ROMPOS-GEO – serviciul de poziționare statică postprocesare. Utilizatorii acestui serviciu pot prelua datele colectate de la stațiile GNSS de referință și pot să-și încadreze rețeaua de ridicare în Sistemul de Referința si Coordonate (SRC) ETRS89. Odată cu datele satelitare la intervalul de inregistrare dorit (suficient 5s,10s, 15s, 30s) sunt transmise și coordonatele acestor stații. Fișierele de date (observații și date de navigatie) pot fi livrate prin internet sau suport magnetic (CD,DVD). Se preconizează posibilitatea descărcării de pe internet a datelor de către utilizatorii abonați și realizarea plății la sfărșitul fiecărei luni. Datele pot fi achiziționate și plătite la FNG (Fondul National Geodezic) și la Oficiile de Cadastru si Publicitate Imobiliara (OCPI).
Solicitarea acestor date se face în baza unui Formular de solicitare date GNSS (disponibil pe site-ul ANCPI si ROMPOS). ANCPI furnizează înregistrări satelitare la interval de minim 1s.
Rețeaua de ridicare alcătuită din minim două puncte materializate în teren se va staționa cu receptoarele GNSS și se vor colecta în mod static/rapid-static observații cu o durată care depinde în principal de distanța fața de stația/stațiile și/sau borna/bornele de referință (având coordonate în SRC ETRS89), de nr. de frecvențe ale receptoarelor, precum și de nr. și configurația geometrică satelitară din momentul efectuării observațiilor.
Preciziile (interne) de determinare (3D) a coordonatelor pot atinge ușor valori de sub 5cm specifice acestui tip de rețele.
Un executant de rețele de ridicare și ridicări de detaliu, posesor de tehnologie GNSS, va trebui conform normelor în vigoare:
– să realizeze rețeaua de ridicare prin măsuratori statice/rapid statice; va realiza conectarea la rețelele GNSS ierarhic superioare din zona (Clasa A, B, C); Pentru conectarea la stațiile de referință (reale) va putea apela la ANCPI/OCPI de unde va prelua înregistrările satelitare corespunzătoare;
Prin constrangerea acestei rețele pe minum 2 puncte (de clasă superioară) se vor genera poligoane închise (triunghiuri) în care se pot verifica rezultatele primare (prin calculul neinchiderilor);
– să realizeze ridicarea de detaliu prin metoda de măsurare cinematică; Metoda cinematică se poate realiza prin determinări în mod postprocesare sau în timp real. Pentru măsurătorile cinematice în mod postprocesare se va utiliza cel puțin o stație de referință (a utilizatorului) amplasată în zona de lucru (recomandabil), sau o stație de referință permanentă din RGN-SGP.
În cazul măsurătorilor cinematice efectuate în timp real, se pot utiliza:
– stații de referintă (minim una) amplasate în zona de lucru și comunicații (radio) la (mică) distanță;
– stații de referință permanente (reale) din RGN-SGP și comunicății (GPRS) la distanță – serviciul ROMPOS-RTK (varianta cu stații reale);
– stații de referință virtuale generate pe baza datelor colectate la stații de referință reale din RGN-SGP – serviciul ROMPOS-RTK VRS (varianta cu stații de referințe virtuale);
http://topocadbm.blogspot.ro/2010/10/indesirea-retelei-de-sprijin-utilizand.html
Capitolul 2. Baza Legală
În România activitățile Cadastrului sunt guvernate de legi și reglementări. Legea principală care reglementează activitățile Cadastrului este Legea 7/1996, Legea cadastrului și a publicității imobiliare. Iar activitățile privind determinările cu ajutorul tehnologiilor GNSS este reglementată de Decizia 1/2008 privind realizarea măsurătorilor GNSS cinematice (Anexa 15). Aceasta din urmă indică modul de obținere a datelor din teren precum și modul de prezentare a produselor obținute. Textul acestei legi se regăsește reprodus în următoarele pagini.
2.1 Decizia nr.1 privind realizarea măsurătorilor GNSS cinematice
Având în vedere: că în luna septembrie, Agenția Națională de Cadastru și Publicitate Imobiliară a lansat sistemul ROMPOS (Romanian Position Determination System – Sistemul Românesc de Determinare a Poziției), care include servicii de poziționare în timp real și care promovează realizarea determinărilor de coordonate prin măsurători GNSS cinematice în timp real, necesitatea de a realiza o uniformizare a modului de întocmire a documentațiilor cadastrale în cazul în care măsurătorile se efectuează pe baza tehnologiei GNSS – metoda de lucru cinematică.
În temeiul:
art. 4 alin. b din Legea cadastrului și a publicității imobiliare nr. 7/1996, republicată;
art. 2 alin. b și art. 3 alin. c din Hotărârea Guvernului nr. 1210/2004 privind organizarea și funcționarea Agenției Naționale Cadastru și Publicitate Imobiliară, republicată;
art. 68 din Regulamentul de organizare și funcționare al A.N.C.P.I., aprobat prin Ordinul Ministerului Administrației și Internelor nr. 1033/2005 pentru aprobarea Structurii organizatorice și a Regulamentului de organizare și funcționare ale A.N.C.P.I.;
Ordinul directorului general al A.N.C.P.I. nr. 634/2006 pentru aprobarea Regulamentului privind conținutul și modul de întocmire a documentațiilor cadastrale în vederea înscrierii în cartea funciară
Directorul Direcției de Geodezie și Cartografie din cadrul Agenției Naționale de Cadastru și Publicitate Imobiliară emite prezenta:
DECIZIE
Art. 1. în locul Anexei 15 a Regulamentului privind conținutul și modul de întocmire a documentațiilor cadastrale în vederea înscrierii în cartea funciară vor fi redactate Anexele: 15a, pentru măsurători statice utilizând tehnologia GNSS, și 15b, pentru măsurători cinematice utilizând tehnologia GNSS.
Art. 2. Anexa 15a va avea următorul conținut:
Anexa 15a – Fișa de măsurători statice prin tehnologie GNSS
Elementele prevăzute a fi prezentate in această Anexă se referă la cazul realizării prin tehnologie GNSS(GPS) a rețelelor geodezice de îndesire și de ridicare, definite conform Ordinului Ministrului Administrației Publice nr.534/2001 – privind aprobarea Normelor tehnice pentru introducerea cadastrului general
În cazul realizării rețelelor geodezice de îndesire și de ridicare prin determinări GNSS (GPS) se va utiliza metoda statică de măsurare.
Coordonatele punctelor rețelelor de îndesire și de ridicare se vor obține prin determinări relative la Rețeaua Geodezică Națională GNSS (RGN-GNSS) formată din stații GNSS permanente (Clasa A) și borne de îndesire (Clasa B sau Clasa C). Punctele rețelelor geodezice de ridicare (minim 2 puncte) se vor determina prin metoda statică sau rapid-statică.
Rețeaua geodezică de ridicare va fi încadrată în RGN-GNSS prin minim 2 puncte (2 stații GNSS permanente. 2 borne Clasă B sau C, o bornă și o stație GNSS permanentă). Se va avea în vedere existența vizibilități între punctele rețelei de ridicare.
În cazul determinărilor GNSS (GPS) se vor prezenta:
schema cu dispunerea punctelor determinate;
schema conținând planificarea sesiunilor de măsurători;
fișiere pe suport magnetic, în format RINEX conținând măsurătorile efectuate (inclusiv denumirea punctului, înălțimea corectă și tipul antenei, intervalul de înregistrare),rezultate ale prelucrării vectorilor (bazelor) măsurați (coordonate relative și indicatori de precizie pe componente),
coordonatele compensate ale punctelor și precizii în sistem geocentric cartezian (X,Y,Z) și/sau elipsoidal (B,L,h) și rezultatele transcalculului în sistem de referință ațional (XS,YS,HN) pentru punctele noi determinate.
Tabelul 2.1 Model de prezentare a produselor realizate cu tehnologia GPS (1)
* – numai pentru transformări 3D ** – în cazul în care se cunoaște pentru transformări 3D
Notații utilizate:
(XW ,YW ,ZW) – coordonate carteziene geocentrice – elipsoid WGS84/GRS80
(XK ,YK ,ZK) – coordonate carteziene geocentrice elipsoid Krasovski 1940
(BW ,LW ,HW) – coordonate elipsoidale – elipsoid WGS84/GRS80
(Bk ,LK , HK) – coordonate elipsoidale – elipsoid Krasovski 1940
(XS ,YS) – coordonate plane – plan de proiecție național
(dX,dY,m,rx) sau (dX,dY,dZ,m,rx,ry,rz) – cei 4 (7) parametri ai unei transformări Helmert 2D(3D)
HN – cote normale în sistem de referință național (MN1975)
SXW , SYW , SZW – precizia de determinare a coordonatelor carteziene geocentrice
SBW , SLW , SHW – precizia de determinare a coordonatelor elipsoidale
S(XS), S(YS) – precizia de determinare a coordonatelor plane
NK – ondulația (cvasi)geoidului (relativ la elipsoidul Krasovski 1940)
S(t) – precizia totală de determinare a coordonatelor în plan de proiecție
Fișierele cu rezultatele obținute (tabelul din Anexa 15a) vor fi prezentate in format digital în format de tip .xls (Excel).
Art 3. Anexa 15b va avea următorul conținut: Anexa 15b – Fișa de măsurători cinematice prin tehnologie GNSS
În cazul determinării coordonatelor punctelor de detaliu cu ajutorul tehnologiei GNSS, se pot utiliza metodele de măsurare (rapid)statică, cinematică sau pseudo-cinematică. Orice determinare de poziție a punctelor de detaliu se va face numai după realizarea rețelei geodezice de ridicare conform celor prezentate în Anexa 15a. Punctele rețelei de ridicare vor constitui și puncte în care se va realiza (auto)verificarea măsurătorilor cinematice prin determinarea lor și in mod cinematic (minim 2 puncte).
În cazul determinării punctelor de detaliu prin metoda (rapid)statică se vor prezenta elementele menționate in Anexa 15a.
În cazul determinării punctelor de detaliu prin metoda cinematică se vor prezenta:
schema cu dispunerea punctelor determinate incluzând punctele din rețeaua de ridicare sau de îndesire utilizate:
Dacă determinările cinematice s-au realizai in mod postprocesare (prin stocarea de date pentru prelucrare la birou), atunci se vor prezenta:
fișiere text (ASCII) pe suport magnetic, în format RINEX conținând măsurătorile efectuate în punctele rețelei de ridicare sau de îndesire și în punctele de detaliu (inclusiv denumirea punctului, înălțimea corectă și tipul antenei, intervalul de înregistrare);
Rezultate ale prelucrării vectorilor (bazelor) măsurați (coordonate relative și indicatori de precizie pe componente);
Tipul de soluție pentru coordonatele determinate (fixed, float); Soluțiile de tip float nu vor fi admise;
Rezultatele finale în tabel similar tabelului din Anexa 15a :
Dacă determinările cinematice s-au realizat in mod RTK-Cinematic in Timp Real (prin utilizarea în timp real de corecții diferențiale provenind de la o stație de referință integrată în RGN-GNSS sau de la serviciul specializat ROMPOS), atunci se vor prezenta:
Denumirea și coordonatele în sistem național (Stereo70), geocentric cartezian (X,Y,Z) și/sau elipsoidal (B,L,h) ale punctelor rețelei de ridicare utilizate;
Denumirea și coordonatele în sistem național (Stereo70), geocentric cartezian (X.Y.Z) și/sau elipsoidal (B,L,h) ale punctelor de detaliu determinate;
Fișiere text (ASCII) pe suport magnetic, conținând informații legate de:
numele proiectului (job);
numele/identificatorului punctului determinat in mod RTK;
data și ora când s-a determinat punctul respectiv;
varianta de determinare RTK: cu o stație de referință reală sau virtuală;
tipul de soluție pentru coordonatele determinate (fixed, float);
coordonatele geocentrice ale punctelor de detaliu determinate (media celor 2 determinări pentru punctele materializate) și precizii în sistem geocentric cartezian și/sau elipsoidal;
Pentru punctele de detaliu materializate în teren, care definesc limitele imobilului (Art.5 1 lit.a), se va realiza o dublă determinare a coordonatelor în mod cinematic folosind una din variantele de mai jos: 2 determinări (prin inițializări) la momente de timp diferite folosind corecții diferențiale de la stații de referință reale diferite;
-2 determinări (prin inițializări) la momente diferite folosind corecții diferențiale de la o stație de referință reală și una sau mai multe stații de referință virtuale;
-2 determinări (prin inițializări) la momente de timp diferite folosind corecțiile diferențiale de la aceeași stație de referință.
Transcalculul coordonatelor determinate cinematic (prin varianta a. sau b.) din sistem geocentric în sistemul național de referință se va realiza utilizând softul TransDat pus la dispoziție în mod gratuit de către ANCPI.
În zonele în care acest soft nu a fost implementat oficial se vor calcula parametri locali de transformare conform Ordinului Ministrului Administrației Publice nr.534/2001 (cap.3.3.5), prezentându-se rezultatele conform tabelului din Anexa 15a.
http://www.rompos.ro/Decizie%20GNSS.pdf
Capitolul 3. Bazamatematică
3.1 Structura sistemului Gps
Sistemul GPS este conceput din 3 segmente principale (Fig 3.1):
Segmentul spatial:
-sateliții sistemului;
-semnalul transmis de sateliți;
Segmentul de control:
-stașiilede control
– stațiile master;
Segmentul utilizator:
-aparaturautilizată.
Fig. 3.1 Segmentele sistemului GPS (3)
http://www.ct.upt.ro/users/AlinaBala/Tehnologii_Geodezice_Spatiale.pdf pagina 1
3.1.1 Segmentul Spațial
Sateliții NAVSTAR-GPS transmit semnale de timp sincronizate pe două frecvențe purtătoare, parametrii de poziție ai sateliților și informații adiționale cum ar fi starea sateliților.
Această constelație garantează vizibilitatea simultană spre cel puțin 4 sateliți, din orice punct de pe Pământ, iar dacă satelitul trece prin zenitul observatorului, atunci acel satelit va fi vizibil pentru aproximativ 5 ore.
La început a fost constituit Blocul I de sateliți (1978- 1985) care au fost sateliți prototip concepuți pentru faza de testare și dezvoltare. Greutatea lor era de 845kg și erau prevăzuți pentru o durată de funcționare de 5 ani. Primul satelit a fost lansat în februarie 1978, iar ultimul din cei 11 prevăzuți, în octombrie 1985. În general sateliții din această generație au îndeplinit durata lor de funcționare, mulți dintre ei chiar depășind-o, astfel în anul 1993 erau încă funcționali sateliți lansați în perioada 1983 – 1985.
Blocul II de sateliți prevede 24 de sateliți operaționali și 3 de rezervă dispuși pe 6 plane orbitale cu înclinație de 55° față de planul ecuatorului. Ei se deosebesc esențial de sateliții din generația precedentă prin faptul că aveau implementate tehnicile de protecție SA – Selective Availability și AS – Anti Spoofing. Durata medie de vârstă a acestor sateliți era preconizată la 6 ani, ceea ce a condus la începerea înlocuirii acestora începând cu anul 1995. Primul satelit din această generație, în greutate de cca. 1500 kg a fost lansat în februarie 1989. La bordul fiecărui satelit din „Block – II" se aftă patru ceasuri atomice, două cu Cesiu și două cu Rubidiu. Sateliții din generația „Block – IIA" (A are semnificația „Advanced" – îmbunătățit) sunt dotați cu posibilități de comunicare satelit – satelit. Primul satelit din această generație a fost lansat în noiembrie 1990.
Sateliții din generația „Block – IIR" (R are semnificația „Replenishment" – înlocuire) asigură facilitatea de măsurare a distanței satelit – satelit – tehnica SSR (Satelit-to-Satelit Ranging), iar ceasurile atomice (Maser – Hidrogen) sunt cu un ordin de mărime mai precise. Greutatea lor este de 2000 kg, iar durata de viață este estimata la 10 ani. Lansarea sateliților din această generație a început în anul 1995.
Sateliții din generația „Block – IIF" (F are semnificatia „Follow on" – a continua) au fost lansați în perioada 2001 – 2010. Se preconizează că această generație va dispune și de sisteme inerțiale de navigație. Satelitul este constituit din două părți:
1. Sistemul de transport propriu-zis constă dintr-o structură compactă tip cutie, de care sunt prinse două panouri solare cu posibilitate de rotație. În plus, această structură poartă:
• sistemul de control termic;
• sistemul de alimentare și distribuție;
• sistemul telemetric și de telecomandă;
• sistemul de control al altitudinii și vitezei;
• sistemul de control al altitudinii și orbitei.
2. Sistemul de navigație al fiecarui satelit GPS constă în principal din:
• unitatea de amplificare a datelor de navigație;
• două emițătoare de navigație cu antene pe frecvențele L1 și L2;
• ceasuri atomice;
• memorie cu datele de navigație pentru 14 zile.
3.1.2 Segmentul de control
Atribuțiile segmentului de control si stațiile de control
Segmentul de control are următoarele atribuții:
• Calcularea efemeridelor sateliților;
• Determinarea corecțiilor pentru efemeridele satelitare (inclusiv implementarea tehnicilor SA și AS la sistemul GPS);
• Menținerea standardului de timp, prin supravegherea stării de funcționare a ceasurilor satelitare și extrapolarea mersului acestora;
• Transferul mesajelor de navigație spre sateliți;
• Controlul integral al sistemului.
Datele de la stațiile de urmărire (stații monitor), a căror poziții sunt bine cunoscute, sunt transmise stației master.
Aici, orbitele sateliților sunt precalculate împreună cu corecțiile de ceas ale sateliților. Aceste date sunt apoi transmise sateliților corespunzători formând o parte esențială a mesajului satelitului. Sincronizarea timpului sateliților este una din funcțiile cele mai importante ale segmentului de control. De aceea, stația master este conectată direct cu timpul standard al Observatorului Naval al USA din Washington D.C. "Defense Mapping Agency" (DMA.) este serviciul care furnizează efemeride precise pentru sateliții sistemului GPS pe o bază de calcul săptămânală. În prezent există și alte organizații care calculează efemeride precise ca de exemplu National Geodetic Survey din Rockville, Maryland etc.
DMA operează cu 5 stații monitor, distribuite global pentru a întări acoperirea sateliților furnizată de către cele 5 stații monitor ale Forțelor Aeriene (U.S.A.F.). Aceste stații sunt: Colorado Springs din Colorado care este stația master (Master Control Station), Hawaii, Kwajalein (în insulele Marshall din Oceanul Pacific), Diego Garcia (insulă în Oceanul Indian) și Ascension (insulă în sudul Ocenului Atlantic).
Sistemul de control include:
• Stațiile monitor care recepționează mesajul de navigație;
• Stațiile master (de control) care prelucrează datele brute pentru a furniza pozițiile precise ale sateliților și corecțiile de ceas;
• Stațiiile care sunt folosite pentru actualizarea memoriei sateliților și retransmiterea subsecventă a datelor de la satelit la utilizator.
Rețeaua de 5 stații de urmărire furnizează observații pe care D.M.A. le utilizează în calculul orbitelor GPS.
Datele de la cele 5 stații monitor ale U.S.A.F. sunt combinate cu datele de la cele 5 stații monitor ale D.M.A.
Fig. 3.2 Pozițiile stațiilor monitor (4)
http://www.ct.upt.ro/users/AlinaBala/Tehnologii_Geodezice_Spatiale.pdf pagina 7
Amplasarea acestor statii monitor a ținut cont de:
• Asigurarea acoperirii la latitudini mari în nordul și sudul celor două emisfere;
• Asigurarea vizibilității spre orice satelit de la cel puțin 2 stații monitor în orice moment;
• Asigurarea accesului în stație pentru operarea continuă și întreținerea echipamentului.
Vizibilitatea simultană a satelitului din două sau mai multe stații asigură urmărirea continuă a acestuia chiar dacă una sau mai multe stații nu funcționează corespunzător. În același timp, aceste observații asigură formarea diferențelor simple sau duble pentru prelucrarea datelor.
Toate stațiile master au fost poziționate în sistemul de coordonate WGS 84 cu ajutorul măsurătorilor Transit (Doppler). Datumul sateliților este definit prin:
– modele fizice (dinamice), cum este modelul adoptat al câmpului gravitațional terestru, modele pentru forțele ce perturbă mișcarea sateliților și constante fundamentale ca: viteza de rotație a Pământului, viteza luminii, etc.
– modele geometrice, cum sunt coordonatele adoptate ale stațiilor de urmărire a sateliților utilizate în determinarea orbitelor și modele ce descriu precesia, nutația, mișcarea polilor, etc.
Datumul sateliților este menținut prin efemeridele acestora (coordonatele sateliților la un moment dat), exprimate într-un sistem de referință terestru.
Există un număr de datumuri ale sateliților reflectând diferite combinații ale modelelor câmpului gravitațional (constante geodezice asociate), modele ale mișcării de rotație a Pământului sau coordonatele stațiilor monitor care sunt utilizate.
Fiecare datum poate să difere de sistemul de referință terestru convențional (CTRS) în orientare, în localizarea originii și în scară. Efemeridele difuzate și cele post calculate sunt determinate în sistemul WGS84.
3.1.3Segmentul Utilizator
Segmentul utilizator include diferite tipuri de receptoare și echipament periferic, necesare pentru operațiile de teren ale receptoarelor GPS și pentru prelucrarea datelor cu Programul de post procesare GPS ( GPPS ).
Receptoarele GPS
Receptoarele sunt componentele principale ale segmentului utilizator și cuprind: receptorul GPS propriu-zis; antena: platforma antenei și preamplificator; cablu conector; apărători împotriva semnalelor reflectate; cabluri (10, 20, 30m) baterie (internă și/sau externă) și bastoane de măsurare a înălțimii antenei.
Antenele receptoarelor GPS pot fi: antene monopol; antene helix; antene spiral-helix și antene microstrip (cu bandă îngustă).
Echipamentul periferic al segmentului utilizator constă în: calculatoare ce au implementate softuri specifice; imprimante; dischete, etc. Acest echipament periferic este necesar pentru prelucrarea datelor și listarea rezultatelor într-o formă adecvată, cât și pentru stocarea informațiilor.
Antena recepționează semnalele de la sateliții vizibili, punctul de referință fizic pentru semnalele recepționate fiind centrul de fază, care poate să difere față de centrul geometric al antenei. Poziția centrului de fază depinde de modul de construcție al antenei și variază în funcție de direcția de incidență a semnalelor satelitare.
Semnalele sunt transmise mai întâi la amplificatorul de semnal și ulterior la unitatea de înaltă frecvență ca unitate efectivă de recepție. Aici semnalele sunt identifícate și apoi prelucrate. La majoritatea receptoarelor semnalele recepționate de la un satelit sunt dirijate spre un canal unic de recepție. Intreaga instalație de recepție este coordonată de un microprocesor, care asigură și stocarea datelor și efectuează calculele pentru o poziționare în timp real. Printr-o unitate de control, care în esență constă dintr-o tastatură și un monitor utilizatorul poate comunica cu receptorul. În memoria receptorului sunt înregistrate măsurătorile și mesajele de navigație. Alimentarea cu energie electrică poate fi efectuată fie cu baterii interne direct de la rețea, fie prin baterii externe.
Scopul prelucrării semnalului constă în a determina timpul de propagare a semnalului prin intermediul codului C/A sau P(Y), să decodifice semnalul de navigație și să reconstruiască unda purtătoare a semnalului. Dacă un receptor poate să înregistreze numai codurile și mesajele de navigație, se vorbește de receptoare de navigație. Pentru scopuri geodezice sunt necesare receptoare care pe lângă înregistrarea timpului de propagare mai permit și măsurători de fază pe unda purtătoare. Aici se poate face din nou o diferențiere între receptoarele care operează pe o singură frecvență și receptoarele care operează pe ambele frecvențe.
3.2 Structura semnalului Gps
Sarcina principală a sateliților este de a emite semnale, care să poată fi recepționate cu receptoare adecvate. Pentru aceasta fiecare satelit este prevăzut cu ceasuri (oscilatoare), un microprocesor și o antenă. Asigurarea cu energie este realizată de baterii solare. Satelitul GPS are un oscilator de înaltă precizie cu frecvență fundamentală de 10.23Mhz (banda L de frecvențe). Toate celelalte frecvențe derivă din aceasta:
L1 la 1575.42 MHz X = 19 cm
L2 la 1227.60 MHz X = 24 cm
Semnalul de navigație actual constă în: unda purtătoare din banda L modulată cu codul P sau cu codul C/A(S) și mesajul de navigație.
Codul are caracteristicile unui zgomot aleator, dar este de fapt un cod binar generat cu un algoritm matematic și de aceea este denumit "zgomot pseudo-aleator" (PRN – Pseudo Range Noise). Codul P și codul C/A sunt defazate cu 90° unul față de celălalt. Codul C/A se repetă la fiecare 1ms, pe când codul P are o perioadă de 267 zile. Această secvență de 267 zile este divizată astfel încât fiecărui satelit îi este asociată o porțiune unică de o saptamână din cod, care nu se suprapune cu nici o altă secvență a altui satelit. Pentru măsurarea precisă a timpului, fiecare satelit conține câteva oscilatoare de înaltă precizie, cu un grad de stabilitate de ordinul 10-14secunde/zi.
Tabelul 3.1 Tipuri de ceasuri (2)
f = frecvența oscilatorului
Codul P este generat la frecvența ceasului GPS-ului de 10.23 MHz (Mbps).
De aceea o secvență de cod corespunde la un interval de timp de aproximativ 100ns, ceea
ce este echivalent cu o distanță de 50 m.
Rezoluția poate fi îmbunătățită prin interpolare (sub 1m).
Fig 3.3 Structura semnalului GPS (5)
Codul C/A nu este atât de complex. El reprezintă o secvență de cod cu frecvența de 1.023MHz, corespunzând la o rezoluție în distanță de aproximativ 300m. În prezent purtătoarea L1 este modulată cu ambele coduri (P și C/A), pe când purtătoarea L2 este modulată numai pe codul P.
Întregul mesaj este divizat în 5 subsegmente, fiecare constând în zece cuvinte. Fiecare cuvânt are 30 biți.
• Subsegmentul 1: conține parametrii de corecție de ceas pentru a da utilizatorului informații despre corecția de timp GPS și coefícienții unui model de propagare prin ionosfera pentru utilizatori monofrecvență.
• Subsegmentul 2-3: conține efemeridele satelitului precalculate din informațiile stațiilor terestre de urmărire. Pe baza acestor parametri se poate calcula poziția satelitului, într-un sistem geocentric de coordonate.
• Subsegmentul 4: este rezervat pentru mesaje alfanumerice ale unor aplicații viitoare.
• Subsegmentul 5: conține datele de almanah pentru un satelit. Acest subsegment conține în mod succesiv almanahul a 25 sateliți. Culegerea unui almanah complet necesită maximum 12,5 minute.
http://www.ct.upt.ro/users/AlinaBala/Tehnologii_Geodezice_Spatiale.pdf pagina 5
Măsurarea cu codul P pe ambele frecvențe permite și determinarea corecției de refracție în troposferă. Absența codului C/A pe L2 este intenționată și este una din limitările impuse utilizatorilor neautorizați ai sistemului.
Codurile sunt mărci precise de timp care permit procesului intern al receptorului să calculeze momentul transmisiei semnalului satelitului.
Timpul de tranziție este în fond reprezentat de "deplasarea" fazei între secvențele identice de cod (P sau C/A) generate de către oscilatoarele receptorului și satelitului. Toate ceasurile satelitului sunt sincronizate cu timpul sistemului GPS. Dacă receptorul a fost echipat cu un ceas de înaltă precizie sincronizat cu timpul GPS, atunci el va măsura distanța "adevărată".
Prin măsurări simultane de distanțe spre trei sateliți, poziția utilizatorului poate fi definită de intersecția a trei sfere de rază cunoscută, centrate fiecare pe satelit, ale cărui coordonate sunt furnizate în mesajul de navigație.
În general, receptoarele sunt echipate cu ceasuri cu cristal care nu pot stabiliza timpul ca și ceasurile stabile ale satelitului.
Implicit, distanța măsurată va fi afectată de eroarea de ceas a receptorului. Această cantitate măsurată este cunoscută ca "pseudodistanță" și de aceea utilizatorul trebuie să urmărească 4 sateliți și să rezolve 4 ecuații cu 4 necunoscute: componentele preciziei 3D(x, y, z) și corecția de ceas a receptorului (dT).
3.3 Baza matematică
Pseudodistanțele pot să fie obținute din măsurători de fază sau de cod. Astfel ar fi mai avantajos să folosim toate observabilele, sau combinații liniare ale acestora în procesul de estimare a parametrilor. În principiu, există un număr nelimitat de posibilități pentru a combina diferitele observabile, și pentru a forma observabile derivate, dar doar cateva combinații sunt de importanță în determinarea poziției.
Astfel distingem combinații între:
-observații la stații diferite
-observații la sateliți diferiți
-observații la epoci diferite
-observații de același tip
-observații de tipuri diferite
3.3.1 Formarea Diferențelor
Un avantaj al utilizării observațiilor derivate este că erorile care sunt prezente în observațiile originale sunt eliminate sau reduse atunci când se formează diferențe între observabile. În unele cazuri ambiguitățiile observabilelor derivate sunt mai ușor de rezolvat decât pentru observabilele originale. Pe de altă parte, nivelul zgomotului poate crește considerabil atunci când se fac combinațiile. Combinațiile cele mai comune sunt între stații și sateliți.
3.3.1.1 Diferența simplă
Se cosiderã douã receptoare amplasate în punctele de stație A și B, din care se observã simultan, satelitul „j”.
Fig. 3.4 Diferența simplă (6)
Se pot scrie, pentru fiecare punct, ecuațiile de pseudodistanță. Aceste ecuații pot fi scrise atât pentru măsurători de cod cât și pentru măsurători de fază. Pentru demonstrație s-a folosit doarecuația pentru măsurătorile de fază. Astfel de ecuații au fost scrise atât pentru punctul A cât și pentru punctul B:
(3.1)
Fãcând diferența între cele douã ecuații, se obține:
(3.2)
Se poate constata, că diferența simplă elimină partea de eroare generată de produsul „f*t”, generat de asincronismul ceasului de pe satelit, atât cât este comun la cele douã ecuații.
Acționeazã, în orice caz, în continuare cotele de eroare datorate ceasurilor celor două receptoare și cotele de eroare datorate termenilor ambiguitãților de fază.
Ecuația (3.2) reprezintã ecuația pentru diferența simplă în care putem introduce urmãtoarele notații:
(3.3)
(3.4)
și dacă se substituie relațiile (3.3) și (3.4), în relația (3.2), rezultă:
(3.5)
3.3.1.2 Diferența dublă
Se cosideră două receptoare amplasate în punctele de stație A și B, din care se observă simultan sateliții „j” și „k” care emit continuu semnale GPS cu frecvențe identice, adicã fi = fk, fără întreruperi generatoare de „cycle slip”, sateliți pentru care se pot scrie două ecuații de diferențã simplã conform relației (3.5):
(3.6)
Fig. 3.5 – Diferența dublă (7)
Admițânnd ipoteza egalității frecvenței semnalelor emise de la cei doi sateliți, scãzând cele douã ecuații (3.6) de diferențã simplã, obținem:
(3.7)
Utilizând notațiile de la grupul de formule (3.2) și (3.3), introduse pentru diferența simplã, rezultă în continuare:
(3.8)
Formula (5.8), reprezintă ecuația pentru diferența dublă și este de notat că ea elimină erorile generate de ceasurile receptoarelor cu ajutorul celor douã ecuații ale diferențelor simple și permite determinare necunoscutelor ambiguităților de fază.
Eliminarea erorilor datorate ceasurilor receptoarelor este rațiunea și caracteristica de bază a tuturor programelor de prelucrare a măsurătorilor GPS.
Această concluzie este asiguratã de obligativitatea ca toți sateliții să emită în aceeași frecvență, iar observațiile să fie executate simultan.
Termenii relației (3.8) se pot scrie în mod explicit, după cum urmează:
(3.9)
3.3.1.3 Diferența triplă
Pentru a elimina ambiguitãțile de fazã, necunoscute, deoarece acestea sunt independente de timp, Remondi (1984) sugereazã utilizarea diferenței celor douã duble diferențe la epocile t1 și t2.
Fig. 3.6 – Diferența triplă (8)
Ecuația de la (3.8), se particularizează pentru epocile t1și t2:
(3.9)
Se presupune deasemeni ca observațiile sunt fără întreruperi (cycle slip), condiție în care termenii ambiguitãților continuă să fie constanți. Făcând diferențele celor douã relații din grupul de formule (3.9), se obține ecuația diferenței triple:
(3.10)
care poate fi scrisă în formă simplificată:
(3.11)
Forma desfãșurată a triplei diferențe, care conține termenii șila momentele t1și t2, conține la rândul ei, 8 termeni fiecare (relațiile 3.12):
Avantajul principal al triplei diferențe, este că elimină necunoscutele, ambiguități de fază și din acest motiv tripla diferență este imună la schimbările ambiguitãții de fază(cycle slip).
Capitolul 4. Diferite sisteme depoziționare globală
4.1 Sistemul de poziționare Glonass
GLONASS (GLObal'naya NAvigatsionaya Sputnikovaya Sistema) engleză: GLObal NAvigation Satellite System) este un sistem de navigație prin sateliți cu unde radio, dezvoltată de fosta Uniune Sovietică și acum folosită de guvernul Rusiei, fiind operată de Forțele Spațiale Rusești. Omologul acestui sistem în SUA este GPS-ul (Global Positioning System).
Dezvoltarea GLONASS-ului a început în 1976, cu scopul de a realiza o acoperire globală până în 1991. Începând cu 1982, au avut loc numeroase lansări de sateliți până la completarea constelației în 1995. Odată cu completarea ei, sistemul a ajuns foarte repede într-o stare proastă odată cu prăbușirea economiei rusești. În 2001, Rusia s-a angajat în refacerea sistemului până în 2011, și în anii precedenți a reușit să introducă guvernul Indiei în program, care a adus la accelerarea procesului și la speranța de a readuce sistemul în funcțiune completă până în 2009.
GLONASS a fost proiectat pentru a oferi determinări de poziție și viteză în timp real, inițial pentru a fi folosită de Armata Sovietică pentru navigare și pentru a determina țintele pentru rachetele ballistice. Acesta era a doua generație de sistem de navigare prin sateliți a sovieților, îmbunătățind sistemul Tsikada, care avea nevoie de una sau două ore de procesare a semnalului pentru a determina poziția cu precizie ridicată. În comparație, dacă un receptor GLONASS urmărește semnalul satelitului, poate obține o compensare a poziției imediată.
4.1.1 Permormanțele sistemului Glonass
Sistemul GLONASS este controlat de guvernul Federației Ruse prin intermediul Forțelor Spațiale Ruse. Acest sistem va acorda beneficii comunității utilizatorilor civile prin intermediul unei game variate de aplicații.Sistemul GLONASS are două tipuri de semnale de navigație: semnalul standard de navigație, de precizie redusă SP și semnalul de mare precizie HP. Sistemele de poziționare și timp prin intermediul semnalului SP sunt disponibile tuturor utilizatorilor civili în mod continuu pe tot globul pământesc și asigură o precizie de poziționare orizontală de 57-70 m, o precizie a poziționării verticale de 70 m. Aceste caracteristici pot fi în mod semnificativ înbunătățite folosind modul diferențial de navigație și metode speciale de măsurare (de exemplu prin intermediul fazei purtătoare)
4.1.2 Modul defuncționare al sistemul Glonass
Pentru obținerea unei poziționări 3D, a determinării vitezei sau a timpului, utilizatorii sistemului GLONASS folosesc semnale radio de navigație care sunt transmise continuu de sateliți. Fiecare satelit GLONASS transmite două tipuri de semnale: semnalul de precizie standard SP și semnalul de precizie ridicată H. Banda L1 A Semnalului SP are o frecvență divizată ca multiplu de frecvența de bază L: L1=1602 MHz + n*0,5625 MHz, unde n este numărul canalului de frecvență (n=1,2,3…). Aceasta înseamnă că fiecare satelit transmite pe frecvența proprie. Totuși unii sateliți transmit pe aceeași frecvență dar acești sateliți sunt poziționați la antipozi pe orbitele satelitare astfel încât nu pot să apară concomitent pe cerul vizibil utilizatorilor. Receptorii GLONASS înregistrează automat semnalele GLONASS de la cel puțin 4 sateliți și măsoară pseudodistanța până la ei. Simultan ei selectează și procesează toate datele de intrare și calculează trei coordonate, trei componente de viteză și timpul precis.
4.1.3 Componentele sistemului Glonass
Sistemul GLONASS include trei părți:
Constelația GLONASS
Sistemul de control la sol
Receptorii GLONASS
4.1.3.1 Constelația Glonass
Tebelul 4.1 Constelația GLONASS (3)
Constelația GLONASS Completă va fi compusă din 24 de sateliți împărțiți în 3 planuri orbitale care fac un unghi diedru de 120o intre ele. Câte 8 sateliți sunt plasați la distanțe egale pe fiecare orbită. În afară de unghiul pe care îl fac între ele, cele trei planuri orbitale au o înclinație de 15o.
Fiecare satelit GLONASS se mișcă pe o orbită aflată la o altitudine de 19100 km și fiecare satelit parcurge complet orbita în aproximativ 11 ore și 15 minute. Sateliții sunt astfel pe orbite l încât din orice punct de pe pământ să fie vizibil minim 5 sateliți cu o geometrie adecvată. Datorită acestui fapt sistemul GLONASS asigură o acoperire completă și performantă pentru observațiile de navigație.
O caracteristică a constelației GLONASS este aceea că un satelit va ocupa aceeași poziție după 8 zile. Cum fiecare plan orbital conține 8 sateliți, nu există o repetare identică după o zi siderală deoarece aceea poziție va fi ocupată de alt satelit. Acest lucru este diferit față de constelația GPS unde există o repetare identică după o zi siderală.
Datorită situației economice din Rusia, în aprilie 2012 erau operaționali doar 8 sateliți ceea ce făcea aproape inutil sistemul de navigație.
Deoarece situația economică a Rusei s-a înbunătățit, 11 sateliți erau operaționali în martie 2004. În plus a fost proiectat un satelit GLONASS avansat , GLONASS-M, care are o durată de viața de 7 ani. Un bloc de trei sateliți din această nouă generație au fost lansați în 26 decembrie 2004. Un satelit și mai evoluat GLONASS-K, are o greutate mai redusă și o durată de viată de 10-12 ani și a intrat în funcțiune în 2008.
Fiecare satelit GLONASS transmite un semnal radio de navigație care conține mesajul de navigație pentru utilizatori.
Sistemul de navigație GLONASS ca parte a semnalului radio de navigație include:
– Efemeridele
– Timpul (de trecerea deasupra a) satelitului raportat la sistemul de timp GLONASS
– Mărci de timp
– Almanahul GLONASS
Efemeridele reprezintă coordonatele exacte ale satelitului (X,Y,Z) care descriu locația în sistemul de referință geocentric fix PZ-90. Parametrii acestui sistem sunt: a=6378136 m, f=1:289,257839303. În prezent nu există încăt un set de parametrii de transformare între sistemul PZ-90 și WGS-84.
Almanahul păstrează informații despre toți sateliți GLONASS și include elementele orbitei kepleriene, și decalajul de timp pentru fiecare orologiu din sistemul GLONASS cât și date despre starea de sănătate a satelitului.
4.1.3.2 Segmentul de control la sol al sistemului Glonass
Constelația GLONASS este condusă la sol de Complexul de Control la Sol GCS. Aceasta este alcătuit din Centrul de Control ale sistemului (Krasnoznamensk,regiunea Moscova) și de câteva stații de urmărire (CTS) care sunt amplasate pe teritoriul Rusei. Stațiile CTS urmăresc sateliții vizibili și acumulează date legate de semnalul acestora. Informația de la stații CTS este prelucrată de stația SCC pentru a determina ora sateliților, orbitele exacte și astfel să se corecteze mesajul de navigație a fiecărui satelit. Aceste date sunt transmise sateliților prin intermediul stațiilor CTS care mai sunt folosite și pentru transmiterea informațiilor de control.
4.1.3.3 Timpul sistemului Glonass
Sateliții GLONASS sunt echipați cu orologii de cesiu care permit măsurarea timpului cu o precizie ridicată. Cum este bine cunoscută, scara fundamentală de timp pentru toate sistemele de pe Pământ este TAI (International Atomic Time). Acest timp este rezultatul analizei de către BIH (Bureu International de I Heure ) din Paris a standardelor atomice din mai multe țări.Unitatea fundamentală a TAI este unitatea din Sistemul Internațional: secunda. Timpul TAI are un singur inconvenient: rotația pământului în jurul soarelui este încetinită cu aproximativ o secundă pe an ceea ce va adduce în final la o desincronizare a timpului TAI cu ziua solară. Această problemă a fost depășită prin introducerea timpului UTC care are aceeași unitate de măsura ca și TAI dar acceptă un salt de o secundă pe an ceea ce se întâmplă de obicei la sfârșitul lunii iunie sau decembrie a fiecărui an. Timpul UTC este menținut de VNIIFTRI (Main Metrological Center of Russian Time and Frequency Service) aflat la Mendeleevo, regiunea Moscova. Atunci când UTC este incrementat cu o secundă, sistemul GLONASS îsi incrementează și el timpul astfel încât nu există diferentă de secunde între timpul GLONASS și UTC. Totuși există o diferență de trei ore între timpul GLONASS și timpul UTC (CIS) datorită aspectelor specifice de monitorizare ale sistemului GLONASS astfel că: GLONASS=UTC + 3h. În cea ce privește timpul GPS aceasta nu este incrementat cu o secundă și există o diferență de secunde întregi între GPST și UTC. GPST-UTC=+10s.
4.2 Sistemul de poziționre Galileo
Sistemul Galileo va fi un sistem de poziționare globală prin sateliți și va fi primul sistem civil de acest tip. Acest sistem va avea 30 de sateliți (27 operaționali și 3 de rezervă) staționați pe trei orbite circulare medii în jurul Pământului la o altitudine de 23616 km și având o înclinație de 560 față de Ecuator. Această configurare va asigura o excelentă acoperire pentru întreaga planetă. Două puncte de control vor fi create în Europa pentru controlul operațiunilor sateliților și administrarea sistemului de navigație.
Dezvoltat de către ESA și Uniunea Europeana pe baza unei finanțări de 50-50%, Galileo va fi un sistem în exclusivitate civil, ce se presupune că va fi operațional începând cu anul 2018. Acest sistem va oferi utilizatorilor europeni și a celor din toată lumea un serviciu de poziționare prin sateliți precis și sigur. Contractele pentru primii sateliți ai sistemului Galileo au fost semnate în iulie 2003 la ESTEC.
Contractele vizează construirea a doi sateliți experimentali, precursori ai fazei de validare a orbitei sistemului. Unul dintre sateliți a fost lansat la începutul anului anului 2005 cu scopul de a asigura frecvențele date sistemului Galileo de către Asociația Internațională în Telecomunicații. Semnalele trebuie să fie emise începând cel mai târziu luna iunie a anului 2006 pentru a menține prioritatea pentru alocarea acestor frecvențe.
Unul dintre contracte, valorând 27.9 milioane euro, a fost câștigat de compania britanică Surrey Space Technology Limited. Principala sarcină a acestui satelit de test, care are o greutate la lansare de 400 kg, este transmiterea semnalelor Galileo de pe una dintre orbitele ce vor defini constelația sistemului.
Acest satelit va testa de asemenea, pe perioada sa de zbor, diverse tehnologii critice incluzând ceasurile atomice cu Rubidiu și generatorul de semnal. De asemenea va măsura și parametrii fizici ai orbitei și ai mediului înconjurător în care va funcționa viitoarea constelație. Acesta este primul satelit al Europei plasat pe o orbită medie în jurul Pământului.
Pentru a minimiza riscurile de întârziere, de eșec la lansare, etc., a mai fost semnat un al doilea contract cu consorțiul Galileo Industries (este compus din Alcatel Space Industries (F), Alenia Spazio (I), Astrium GmbH (G), Astrium Ltd (UK) și Galileo Sistemas y Servicios (S)) pentru construirea unui al doilea satelit de test. Valoarea acestui contract este de 72.3 milioane euro. Acest satelit care va avea o greutate de 525 kg la lansare și va fi reprezentativ pentru sateliții care vor valida orbitele sistemului Galileo. Cu o încărcare utilă foarte similară a acestor sateliți care vor forma constelația definitivă, acesta va servi la validarea tuturor tehnologiilor ce vor fi utilizate. De asemenea va trebui să fie folosit și în cadrul fazei de validare propriu-zise.
4.2.1 Sistemul de referință al sistemului Galileo
Sistemul de coordonate al sistemului Galileo va fi adoptat conform unor standarde civile internaționale. Totuși, realizarea sistemului de referință pentru coordonate și timp ai sistemului Galileo va trebui să se bazeze pe stații de referință geodezice și timpi diferiți de cei utilizați de sistemul GPS. Aceasta va asigura independența celor două sisteme, permițând unui sistem să joace rolul de sistem de rezervă pentru celalalt sistem.
Sistemul de referință terestru al sistemului Galileo – GTRF va fi o realizare îndependentă a ITRS stabilit de Biroul Central al IERS. Sistemul de referință rezultat are la bază coordonatele stațiilor fixe terestre ale sistemului Galileo. Sistemul GPS folosește sistemul WGS'84 ca sistem de referință pentru coordonate, care este de asemenea o realizare a ITRS. Pentru definirea lui au fost folosite coordonatele stațiilor terestre ale sistemului GPS. Diferențele dintre WGS'84 și GTRF sunt așteptate să fie de ordinul centimetrilor.
În consecință, vorbind în termeni de interoperabilitate, ambele sisteme GNSS: WGS'84 și GTRF vor fi practic identice încadrându-se într-o toleranță de realizare a ITRS (acest lucru înseamnă că cele două sisteme de coordonate sunt compatibile). Această precizie este suficientă pentru navigație și pentru majoritatea celorlalte cerințe ale utilizatorilor. Discrepanțele care rămân sunt de ordinul a 2 cm și sunt demne de a fi luate în considerare doar pentru cercetătorii din geodezie. Dacă se va dori, parametrii transformării vor putea să fie achiziționați de la furnizorii de servicii. Galileo STF nu consideră necesară introducerea acestei informații în mesajul transmis de la sateliții sistemului Galileo.
Sistemul de timp al sistemului Galileo (GST) va trebui să fie o scară continuă de coordonate temporale comandată de TAI cu o deplasare mai mică de 33 nanosecunde. Limitele GST, exprimate prin defazajul relativ față de TAI, vor fi de 50 nanosecunde pentru 95% din orice perioadă a anului. Defazajul dintre GST și TAI respectiv între GST și UTC (predefinit) vor fi transmise spre utilizatori prin serviciile legate de semnal ale sistemului Galileo. Segmentul la sol al sistemului Galileo va monitoriza defazajul timpului GST raportat la sistemul de timp al GPS și va fi eventual transmis către utilizatori. Defazajul ar putea de asemenea să fie stabilit în receptorul utilizatorului prin folosirea unei observații spre un satelit. Acuratetea soluției dată de receptor va fi mai mare decât cea care ar fi eventual transmisă. Deci transmiterea acestei informații s-ar putea să nu fie necesară pentru utilizatori.
4.2.2 Arhitectutra sistemului Galileo
Arhitectura sistemului Galileo va fi astfel proiectată încât să permită:
• Adaptarea ca răspuns la tendințele necesităților utilizatorilor de pe toate segmentele de piață;
• Minimizarea costurilor de operare și dezvoltare;
• Minimizarea riscurilor, altele decât cele financiare, inerente unui proiect atât de deosebit în virtutea scopului său, complexității sale și a modificărilor ce pot să intervină;
• Interoperabilitatea cu sistemele deja existente, în special cu sistemul GPS, menținându-și în același timp autonomia și competitivitatea.
Din punct de vedere al arhitecturii, sistemul Galileo va cuprinde patru componente principale:
• Componenta globală;
• Componenta regională;
• Componenta locală;
• Receptorii și terminalele utilizatorilor.
4.2.2.1 Componenta Globală
Componenta globală va cuprinde constelația cu cei 30 de sateliți distribuiți în trei plane orbitale pe orbite medii ale Pământului – MEO. În cadrul fiecărui plan va exista un satelit de rezervă și va exista posibilitatea mutării acestuia. În cazul defectării unui satelit activ se mută satelitul de rezervă pe poziția satelitului defect.
Au fost studiate mai multe tipuri de constelații pentru optimizarea segmentului spațial. Constelația aleasă este alcătuită în exclusivitate din sateliți aflați pe orbite medii ale Pământului care asigură o performanță uniformă atât în ce privește precizia cât și disponibilitatea. De asemenea această constelație oferă mai multă siguranță în cazul defectării unui satelit. În plus, constelația Galileo este convenabilă pentru statele ce se află la o latitudine ridicată și oferă o vizibilitate înbunătățită pentru orașe fiind în același timp mai puțin împovărător.
Dimensiunea și masa sateliților luată în considerare pentru acest tip de misiuni va asigura optima desfășurare a constelației pe parcursul lansărilor multiple adică 2 pănă la 8 sateliți în cadrul unei lansări, depinzănd de capacitatea de lansare și de constrângerile existente. În final, alegerea lansatorilor va fi decisă ținând cont de costurile lansării unui satelit, de încărcarea utilă ce poate fi lansată adică de număr de sateliți la o singură lansare, de factorii de încredere și de condițiile contractuale, de asigurări.
Controlul constelației sateliților, sincronizarea ceasurilor atomice ale sateliților, procesarea integrității semnalului și manipularea datelor legate de elemente interne și externe sunt realizate de două centre de control ale sistemului Galileo – GCC. Ambele vor fi pe teritoriu european. Aceste centre vor fi cuprinde:
• Mijloace de procesare și sincronizare a orbitelor (OSPF – Orbit Synchronization and Processing Facilities);
• Mijloace de măsurare precisă a timpului (PTF – Precision Timing Facilities);
• Mijloace de procesare a integrității (IPF – Integrity Processing Facilities);
• Mijloace de control a misiunilor (MCF – Mission Control Facility);
• Mijloace de control al sateliților (SCF – Satellite Control Facility);
Transferul de date la și de la sateliți este realizat prin intermediul unei rețele GUS (GALILEO Uplink Stations).
Stațiile de urmărire Galileo – GSS distribuite pe tot globul verifică calitatea semnalului de navigație emis de către sateliți – SIS. Informațiile de la aceste stații sunt transmise printr-o rețea de comunicație – GCN către cele două stații GCC. Informațiile legate de calitatea semnalului în spațiu (SIS), numite și integritatea informațiilor, este factorul ce diferențiază în mod semnificativ sistemul Galileo de alte sisteme GNSS. Integritatea informațiilor va fi transmisă global împreună cu semnalul de navigație și aceasta permite sistemului Galileo să fie un sistem de încredere pentru aplicațiile ce privesc siguranța vieții (Safety-of-Life applications).
4.2.2.2 Componenta regională
Designul sistemului Galileo este astfel realizat încât să permită obținerea datelor suplimentare prin intermediul unui furnizor regional de servicii folosind legături de integritate autorizate prevăzute de sistem. Din această cauză este posibilă „personalizarea" integrității în cazul în care există un acord de parteneriat cu statele importante. Costul acestor componente vor fi suportate de regiunea care solicită acest serviciu.
Această componentă regională este alcătuită dintr-o rețea suplimentară de stații de urmărire a integrității semnalului și a unui centru de procesare pentru a putea asigura acest serviciu.
4.2.2.3 Componenta locală
Sistemul Galileo va oferi un nivel înalt de performanță pentru utilizatorii din întreaga lume chiar și în locurile unde nu există o infrastructură la sol. Totuși, în cazul unor aplicații specifice și în anumite zone, este necesar un nivel mai ridicat al performanței de poziționare sau sunt necesare alte funcții de integrare. Pentru comunicațiie locale, de exemplu, serviciul de bază ar crește în valoare prin adăugarea serviciilor amintite înainte.
Pe această cale, pornind de la un concept generic, va fi posibilă adaptarea elementelor locale pentru necesități specifice cum ar fi: aeroporturi, porturi, căi ferate, căi rutiere, zone urbane, etc. Mai mult, fiecare aplicare va avea nevoie de pregătiri pentru cazuri speciale cum ar fi: tunele rutiere, clădiri, complexe subterane de parcare, etc. Faza de definire a sistemului dă posibilitatea formării unei opinii preliminare în legătură cu componenta locală și aceasta va fi elaborată în continuare în cadrul fazei de dezvoltare și de validare a sistemului. În mod obișnuit elementul local trebuie să asigure transmiterea progresivă a semnalului, inclusiv monitorizarea integrității, procesarea și transmiterea datelor.
Datele pot fi transmise la receptorul utilizatorului fie printr-o legătură specială fie prin sisteme externe sistemului Galileo cum ar fi: rețelele de telefonie mobilă, sistemul de navigație maritimă LORAN, etc. În ultima instanță, informații detaliate asupra poziției exacte a utilizatorului vor putea fi accesibile operatorilor. Prin transmiterea mesajelor de la Terminal la Centrul de Servicii este posibilă conferirea unei valori suplimentare serviciului de bază, de exemplu prin poziționarea exactă a căderilor de semnal. Pentru anumite modalități de transport, cum ar fi aviariile, existența unei componente locale oferind un serviciu pentru aterizări și decolări adaptată la condițiile meteorologice predominante în Europa va juca un rol important în explicarea existenței unor asemenea structuri cât și pentru a face navigația prin sateliți mai atractivă din punct de vedere economic. Din această cauză s-a hotărât să promoveze necesitatea studiilor tehnice și economice și, în cazul în care această idee se dovedește fiabilă, să faciliteze organizarea serviciului local prin structuri puse în practică.
4.2.2.4 Receptori și terminale al utilizatorilor
Receptorii vor reprezenta veriga crucială în lanțul sistemului Galileo și vor trebui să satisfacă cerințele pieței, cum ar fi:
• Performanțe și costuri competitive cu cele ale sistemelor existente;
• Trebuie să fie construit adecvat pentru necesitățile utilizatorilor (pentru publicul larg și pentru profesioniști);
• Posibilitatea de a fi realizate schimbări și de integrare a noi servicii (de exemplu cu comunicațiile);
• Posibilitatea utilizării mai multor sisteme de poziționare prin sateliți.
Marea majoritate a receptorilor Galileo vor avea ca dotare servicii de radionavigație prin sateliți combinate sau nu cu alte funcții. În plus posibilitățile tehnice vor duce la un nivel ridicat de integrabilitate a diverselor funcții adică vor exista microchip-uri standard realizate pentru anumite funcții.
Provocarea pe care o ridică piața pentru receptoarele Galileo reprezintă un factor major prin care putem determina dacă industria Europeană a reușit sau nu lansarea în acest domeniu.
4.2.3 Semnalele sistemului Galileo
Sistemul Galileo vă asigură 10 semnale de navigație polarizate conform regulii mâinii drepte în domeniul 1164 – 1215 HMz (E5a și E5b), 1260 – 1300 MHz (E6) și 1559 – 1592 (E2 – L1 – E1), care fac parte din alocarea dată de RNSS (Radio Navigation Satellite Service). Șase semnale, incluzând trei canale fără date sau mesaje de navigație adică pentru care codul nu a fost modulat cu date, sunt accesibile tuturor utilizatorilor sistemului Galileo pe frecvențele purtătoare E5a, E5b și E2-L1-E1 pentru semnalele OS (Open system) și SoL (Safetyof- life Services). Două semnale pe E6 cu coduri encriptate, incluzând un canal fără date, vor fi accesibile doar pentru anumiți utilizatori care și-au câștigat acest drept de la un distribuitor de servicii comerciale CS (Commercial Service). În final, două semnale (unul în bandă E6 și unul în E2-L1-E1) cu coduri encriptate și date va fi accesibil utilizatorilor autorizați de către PRS (Public Regulated Service).
Semnalele Galileo transportă patru tipuri de date diferite:
• Date OS, care sunt transmise pe frecvențele purtătoare E5a, E5b și E2-L1-E1. Datele OS sunt accesibile tuturor utilizatorilor și includ în principal date de navigație.
• Date CS transmise pe frecvențele E5b, E6 și E2-L1-E1. Toate datele CS sunt encriptate și sunt asigurate prin furnizori de servicii ce lucrează cu Centrul de control al sistemului Galileo. Accesul la aceste date comerciale este asigurat direct de furnizorii de servicii.
• Date SoL ce includ în principal date legate de integritate și de precizie a semnalului în spațiu SISA. Accesul la aceste date e posibil să fie controlat, totuși nu e prevăzut pentru perioada următoare.
• Datele PRS, sunt transmise pe frecvențele purtătoare E6 și L1.
4.2.4 Considerențe asupra sistemelor Gps și Galileo
Acum aproximativ 37 de ani, pe 22 februarie 1978, primul satelit prototip NAVSTAR a fost lansat pe orbită – a fost începutul unei impresionante dezvoltări. Chiar și cei cu imaginație extrem de bogată nu au putut să prevadă impactul real al sistemului GPS asupra unui număr atât de mare de domenii profesionale și în particular asupra geodeziei și măsuratorilor terestre. Azi suntem martorii răsăritului unui alt sistem satelitar puternic, Galileo, cu capacități similare și cu aplicații similare.
Sistemul Galileo aduce cu sine diverse beneficii dar adevăratul beneficiu adus constă în principal în dublarea numărului de sateliți având o geometrie diferită.
În timpul ultimei decade sistemul GPS a ajuns la maxima lui dezvoltare și a revoluționat munca utilizatorilor ce folosesc poziționarea de înaltă precizie cum sunt geodezii, navigatorii și cei ce se ocupă de știința Pământului. Majoritatea acestor profesioniști s-au obișnuit să utilizeze și să exploateze la maxim sistemul GPS și beneficiile sale.
Doi ani de acum înainte apare brusc Galileo. Vor utiliza acești specialiști în continuare doar sistemul GPS? Vor trece toți pe Galileo sau doar cei din Europa și Africa? Vor alege sistemul pe baze proprii sau sistemele GPS și Galileo vor trăi fericite împreună și vor fi folosite integral?
Cu NTSC, PAL și alte sisteme pentru televiziune, cu sistemul metric și cel englez pentru distanțe, numai pentru a numi câteva, putem spune că oamenii nu așteaptă după încă un standard dublu sau multiplu. Pentru că ambele sisteme să devină standard, sistemele GPS și Galileo trebuie să fie interoperabile.
Prin termenul de interoperabilitate se întelege sub aspect propriu, încercarea de a utiliza toate informațiile utile ale sistemelor GNSS într-un mod optim cu scopul de a obține cel mai bun și cel mai de încredere rezultat. Acest aspect are o importanță particulară în geodezie și măsuratori terestre deoarece cele mai multe rețele geodezice se bazează sau urmează să se bazeze pe stații de referință GPS în locul punctelor din rețeaua clasică de sprijin.
Cum va fi viața utilizatorilor după ce Galileo va intra în scena? Bazându-ne pe specificațiile curente este de așteptat ca sistemul de referință să nu ridice o problemă de interoperabilitate pentru nici unul dintre sisteme. Mică diferență dintre WGS'84 (World Geodetic System 1984) și sistemul de referință terestru al lui Galileo (GTRF) nu va afecta diferența de coordonate folosite de utilizatori cu condiția că bazele să nu aibă o lungime de mii de km. Sub aspectul timpului, o incertitudine în ce privește diferența dintre timpul GPS și timpul Galileo (GST – Galileo system time) nu îi va influența negativ pe utilizatori cu condiția că pentru o soluție integrală, toate măsuratorile la receptor să fie luate simultan. Pentru utilizatori modelul diferențial va rezolva problema erorilor orologiilor ale aparatelor implicate sau se va recurge la eliminarea lor prin diferențe convenabile.
Compatibilitatea și independenta sistemelor GPS și Galileo este unul dintre scopurile conducătoare ale eforturilor depuse de STF (Galileo Signal Task Force). Politica Comunitătii Europene este următoarea: Galileo trebuie să fie un sistem deschis , global, compatibil în întregime cu sistemul GPS dar independent de acesta. Independența înseamnă prevenirea și reducerea vulnerabilității față de căderea simultană a celor două sisteme GPS și Galileo. Aceasta poate fi realizată în parte prin menținerea separată a segmentului spațial și a infrastructurii terestre și în parte prin implementarea unui design distinct pentru semnale și frecvențe separate.
Pentru a discuta termenul de „compatibil în întregime cu sistemul GPS" mai detaliat, trebuie luați în considerare utilizatorii obișnuiți ai sistemelor GNSS (Global Navigation Satellite System). Pentru munca lor acești utilizatori vor să poată urmări cât mai mulți sateliți posibil pentru a putea mări performanțele de poziționare și să aibă redundanță la disponibilitatea, integritatea și continuitatea semnalului. Cel mai bun mod de a obține acest lucru este utilizarea modului "all-in-view", receptori combinați Galileo/GPS care pot fi realizați ieftin doar dacă designul este cât mai simplu posibil.
Acest scop poate fi atins dacă semnalele GPS și Galileo folosesc același centru de frecvențe deoarece utilizarea frecvențelor multiple de către receptorii GNSS va necesita câteva elemente suplimentare (elemente ale antenei, circuite de integrare RF și amplificatoare cu zgomot scăzut) și modalități mai complexe de procesare a semnalelor.
În concluzie, așa cum a mai fost menționat, Uniunea Europeană impune prin designul și dezvoltarea sistemului Galileo o structură de semnal interoperabilă și compatibilă cu componenta civilă a sistemului GPS și cu viitoarea dezvoltare a acestuia. În acest context, compatibilitatea dintre sistemele Galileo și GPS înseamnă de fapt că noul sistem nu degradează capacitatea sistemului deja existent de a funcționa de sine stătător. Interoperabilitatea se referă la capacitatea de combinare a celor două sisteme GNSS pentru a îmbunătăți acuratețea, întegritatea, disponibilitatea și încrederea folosind un singur receptor.
Se poate doar presupune ce se va întâmpla pe viitor. Totuși realizarea unui sistem de navigație prin sateliți aflat sub control exclusiv civil este deja o realizare. Mai mulți sateliți și posibilitatea de a-i utiliza pe toți este de asemenea o performanță. În viitor se va decide dacă sistemul Galileo reprezintă o reală concurență pentru sistemul GPS, dacă cele două sisteme vor fi interoperabile sau nu și care dintre ele va fi mai utilizat.
Capitolul 5.
5.1 Metode de determinare a poziției punctelor prin măsurători Gps
Inițial, receptoarele GPS au avut ca scop determinarea coordonatelor punctelor rețelei geodezice de sprijin acolo unde metodele clasice deveneau foarte costisitoare. Datorită evoluției foarte rapide a tehnologiei GPS în multe alte sectoare de activitate si a diversificării aparaturii, utilizarea receptoarelor s-a extins și la determinarea coordonatelor punctelor de detaliu.
5.1.1 Metoda statică absolută
Metoda statică absolută are ca scop determinarea coordonatelor unui singur punct staționar, în sistemul de coordonate WGS84, folosind măsurători de codși de fază. Precizia de determinare variază între 5-50 de metri, iar după post-procesare (utilizând efemeridele precise), ajunge la 1-5 metri.Coordonatele obținute poartă deseori denumirea de coordonate de navigație. O sesiune de determinare mai lungă poate îmbunătăți rezultatele, dar nici așa nu putem vorbi de precizii geodezice; eroareape orizontală, de regulă, nu se poate aduce sub valoarea de 5 metri.
5.1.2 Metoda statică relativă
Prin metoda statică relativă se poate determina poziția reciprocă (relativă) în spațiu a două sau mai multe receptoare statice. Metoda mai poartă denumirea de determinare a vectorilor spațiali. Prelucrarea datelor poate avea loc prin prelucrarea consecutivă a vectorilor (baseline processing) sau prin prelucrarea simultană a tuturor vectorilor măsurate între aceleași intervale de timp (multipoint solution, multibaseline processing). În final, vor rezulta diferențele de coordonate ΔX, ΔY, ΔZ dintre puncte. Deoarece o precizie centimetrică poate fi obținută doar prin poziționări relative, măsurătorile statice relative (sau pe scurt, statice) au o aplicabilitate largă în domeniul geodeziei.Tabelul următor va prezenta trei metode statice de măsurare (cele mai uzuale), urmând ca ele să fie prezentate sumar în subcapitolele următoare.
Tabelul 5.1 Caracteristicile diferitelor măsurători statice (4)
5.1.3Metoda statică clasică
Se poate vorbi de metodă statică clasică dacă se urmărește determinarea cu precizie ridicată a vectorilor a căror lungime depășește 10 km (fiind chiar posibiliă determinarea vectorilor de sute de kilometri). Perioada (sesiunea) de determinare este lungă, de ordinul orelor sau chiar a zilelor, și este determinată de precizia impusă, de perioada zilei în care se efectuează observațiile și de lungimea vectorului de bază. Metoda este aplicată când se urmărește atingerea preciziei de sub 5 mm, și ca atare se utilizează la constituirea rețelelor continentale, la realizarea rețelelor naționale de ordin superior, la programe geodinamice, în cazul constituirii rețelelor de geodezie inginerească, la urmărirea deplasărilor (deformațiilor) și în cazuri în care lungimea vectorului depășește 20 km.
5.1.4 Metoda statică rapidă (Fast-Static)
Avansările tehnologice atât în construcția receptorilor, cât și în realizarea programelor de procesare a observațiilor GPS au făcut posibile rezolvarea mai rapidă și mai precisă a ambiguității fazei, care a rezultat în posibilitatea reducerii timpului de observații. Principial, metoda statică rapidă nu diferă de metoda statică clasică, doar că este utilizabilă doar în cazul vectorilor a căror lungime nu depășește 10-15 km. O altă cerință este ”vizibilitatea” către mai mult de patru sateliți (de preferință 5-6) și o geometrie bună a sateliților (GDOP<4). Perioada de determinare a unui punct (dacă ținem cont de cele descrise mai sunt) este în funcție de tipul receptorului: cu receptor de simplă frecvență se vor efectua observații timp de minim 20 de minute, iar cu receptor de dublă frecvență, minim 10 minute. Deoarece din cauza timpului redus de staționare planificarea sesiunilor de observașii este greoaie, cea mai bună metodă este menținerea unui receptor (care va efectua observații neîntrerupte) într-un punct cunoscut, în mijlocul zonei de lucru, pe când alt receptor (sau altele) va determina restul punctelor (în limita a 10-15 km de punctul fix).
Această metodă este utilizată atât pentru îndesirea rețelelor de ordin inferior (ordinul IV, V), cât și pentru îndesirea rețelelor de ridicare. Avantajul metodei față de metoda statică clasică este viteza, dezavantajul este precizia mai redusă (5-10 mm + 1 ppm).
5.1.5 Metoda statică cu reîntoarcere
În cazul metodei statice cu reîntoarcere este vorba defapt de măsurători statice rapide repetate/întrerupte, mai poartă denumirile de reoccupation, intermittent static, pseudokinematic. Diferențele față de măsurători statice rapide sunt:
sunt suficiente și condițiile geometrice mai slabe, la anumite momente numărul sateliților poate să scadă și la 3
timpul de măsurare poate și ea să scadă, chiar la 5 minute
punctele determinate trebuiesc restaționate (cu minim o oră între staționări), folosind același punct de referință
Metoda are anumite avantaje: deoarece observațiile sunt efectuate în momente diferite, precizia determinării punctului (față de o singură staționare) va fi mai ridicată, sau în cel mai rău caz va dispune de o precizie echivalentă cu o determinare statică rapidă. Un alt avantaj o constituie faptul că, în cazul vizibilității la doar trei sateliți, se efectuează o sesiune de 5-10 minute, iar la reîntoarcere presupunem că facem observații din nou la doar trei sateliți, altele decât în prima sesiune, ceea ce la prelucrarea măsurătorilor va echivala cu o singură sesiune de observații, implicând șase sateliți.
Metoda, cu toate că este ingenioasă, și-a pierdut utilitatea practică. În primul rând, are o rentabilitate scăzută datorită faptului că se efectuează două sesiuni de observații (și ca atare, două deplasări) pentru fiecare punct. În al doilea rând, completarea constelației (nu mai avem cazuri cu vizibilitate la doar 3 sateliți) și apariția metodei statice rapide au făcut ca această metodă să fie uitată.
În cazul măsurătorilor cinematice, una sau multe receptoare sunt în mișcare pe durata măsurătorilor. Faptul că recepționarea semnalelor GPS este posibilă și în mișcare, reprezintă un avantaj enorm și extinde posibilitățile de utilizare ale acestui sistem. În același timp se poate afirma că măsurătorile cinematice sunt mult mai sensibile la ”pierderea” semnalului decât cele statice.
5.2 Metoda cinematică
5.2.1Metoda cinematicăabsolută
Metoda cinematică absolută are ca scopdeterminarea coordonatelor antenei amplasate pe o platformă în mișcare (autovehicul, barcă, etc.). Rolul principal al sistemelor de poziționare prin sateliți (la apariție) a fost realizarea determinărilor asemenea (determinarea poziției și ghidarea utilităților militare). În sectorul civil, metoda este utilizată în navigație, pentru determinări geodezice nu reprezintă interes major.
5.2.2 Metoda cinematicărelativă
Prin metoda cinematică relativă se va determina poziția receptorului (sau receptoarelor) în mișcare, față de un receptor (sau mai multe receptoare) amplasat pe un punct de coordonate cunoscute. Și în acest caz de pozționare relativă avem nevoie de minim două receptoare: una amplasată pe un punct de coordonate cunoscute (reference), respectiv de alta în mișcare (rover). Precizia va fi în funcție de tipul măsurătorilor: pentru măsurători de cod, precizia este metrică sau decimetrică; măsurătorile de fază ne asigură precizie centimetrică în determinarea coordonatelor punctului.
Tabelul următor va prezenta trei metode cinematice de măsurare (cele mai uzuale), urmând ca ele să fie prezentate sumar în subcapitolele următoare.
Tabelul 5.2. Caracteristicile diferitelor măsurători cinematice (5)
Metodele cinematice de măsurare, care se bazează pe măsurători de fază, au o cerință comună: inițializarea (determinarea combinației ambigității fazei prin diferențe duble). Această inițializare se poate obține prin mai multe metode:
prin determinarea unui punct nou folosind metoda măsurătorilor statice – dezavantajul este timpul relativ lung pentru determinarea punctului nou (minim 15-20 minute)
prin pornire de pe un punct cunoscut
prin utilizarea unui braț de inițializare – metodă depășită
prin schimbarea antenelor (antenna swap) – metodă depășită
inițializare în mișcare (on-the-fly) – diferențele de coordonate sunt calculate în mișcare, în timp real; această metodă constituie baza determinărilor RTK, și face aproape inutilă utilizarea celorlalte metode de inițializare
5.2.3Metoda semicinematică( Stop & Go)
Receptorul fix se va instala pe punctul de referință, iar cu receptorul în mișcare se va efectua inițializarea (utilizând una din metodele de mai sus). Coordonatele punctelor de detaliu se vor determina apoi folosind receptorul în mișcare. O atenție sporită trebuie acordată vizibilității către sateliți (minim 4) și pe parcursul deplasării între punctele de detaliu. Timpul necesar determinării poziției punctului este redusă, necesitând doar 1-3 epoci (epoch) de determinare, de obicei a câte 5 secunde. Doar acele puncte vor avea coordonate la care ne-am oprit și am efectuat măsurători; de aici provine și denumirea stop & go a metodei. În cazul pierderii semnalului (a vizibilității către sateliți), se va efectua o nouă inițializare (fie pe un punct cunoscut, determinat anterior, fie pe un punct nou, ceea ce prelungește timpul necesar efectuării măsurătorilor).
Avantajul metodei față de metoda statică este viteza, dezavantajul este necesitatea recepționării semnalului și între puncte. Precizia metodei este de 1-2 cm + 1 ppm.
5.2.43 Metoda cinematicăreală
Principiul metodei cinematice reale este asemănătoare cu cea a metodei semicinematice. Dar pe când în cazul metodei stop & go determinăm coordonatele punctelor de interes, în cazul metodei cinematice reale traseul are importanță. În acest caz deci stocarea datelor este continuuă. După inițializare, receptorul în mișcare va înregistra în mod automat rezultatele măsurătorilor de cod și de fază, la un interval predefinit (1, 2, 3, 5, 10 secunde). Măsurătorile cinematice necesită o planificare riguroasă a observațiilor (de preferință GDOP<3, minim 6 sateliți vizibili) pentru a contracara eventualele pierderi de semnal la o schimbare de direcțe bruscă sau la trecerea într-o zonă cu vizibilitate redusă.
Avantajul metodei este înregistrarea automată a datelor, dezavantajul o constituie (pe lângă cele menționate la metoda stop & go) volumul mare de date, care necesită un spațiu mare de stocare. Precizia metodei este de 1-5 cm + 1 ppm.
5.2.5 Metoda RTK (Real Time Kinematics)
Conceptul metodei RTK (Real Time Kinematic) este o particularitate a poziționărilor cinematice, prin faptul că avem acces la date prelucrate în mai puțin de o zecime de secundă.
O altă particularitate este că receptorul amplasat pe punctul cunoscut funcționează ca și un retransmițător, rezultatele măsurătorilor de cod și de fază (deci toate datele recepționate de la satelit) fiind transmise instantaneu (fără prelucrare, deci fără întârziere) către receptorul care lucrează în zona stației de bază. Receptorul în mișcare va prelucra aceste date referitoare la punctul de referință, va determina cele trei diferențe de coordonate (ΔX, ΔY, ΔZ), referitoare la stația de bază, ca și cele trei componente ale vectorului care leagă punctul de referință cu punctul nou. Dacă adunăm vectorul determinat la coordonatele cunoscute în sistemul WGS84 ale stației de bază, rezultă coordonatele WGS84 ale receptorului în mișcare, care pot fi apoi transformate în orice sistem, folosind parametrii de transformare predefinite. Utilizarea receptoarelor de dublă frecvență reduce semnificativ timpul necesar inițializării, respectiv inițializarea on-the-fly funcționează în timpul mișcării rover-ului. Pentru rezultate bune, se recomandă efectuarea măsurătorilor cu minim 5 sateliți vizibili și un GDOP bun.
Metoda RTK face parte de asemena din categoria măsurătorilor diferențiale. În zilele noastre, determinarea punctelor de detaliu se efectuează aproape în exclusivitate prin metoda RTK.
5.3 Metoda statică rapidă
În metoda de măsurare static rapidă, este ales un punct de referintă și unu sau mai mulți roveri lucrează în raport cu el.
Caracteristic, metoda static rapidă este folosită pentru îndesirea rețelelor existente, stabilirea controlului, etc.
În cadrul acestei metode nu se va observa o bază pe ora, ci în 5-20 minute. Timpul de observație depinde de configurația sateliților și este stabilit pe bază de experiență și în funcție de lucrarea ce urmează a fi de executat. În general, cu o valoarea a PDOP-ului mai mică de 7, timpul de observare în funcție de numărul de sateliți este aproximativ următorul :
Tebelul 5.3. Timpul de inițializare a receptoarelor (6)
Fig. 5.1. Realizarea măsurătorilor GPS cu metoda static rapidă (fast-static) (9)
Trebuie realizate verificari pentru a ne asigura de faptul că nici o eroare grosolană nu a intervenit în măsurători. Acest lucru poate fi realizat prin remăsurarea punctelor în un alt moment al zilei.
Atunci când lucăm cu doi sau mai mulți receptori mobili, o alternativă este aceea să ne asigurăm că toți mobilii funcționează în fiecare punct ocupat simultan. Astfel este permis ca datele de la fiecare stație sa fie folosite ori ca referința ori ca rover pe durata postprocesării fiind cea mai eficientă metodă de lucru dar de altfel și cea mai greu de sincronizat.
O altă cale de introducere a redundanței este aceea de a stabili doua stații fixe și de a folosi un mobil pentru staționarea pe puncte așa cum este arătat în figura de mai sus. Sau varianta alternativă
Fig. 5.2 Variantă alternativă de realizare a măsurătorilor GPS cu metoda static rapidă (10)
http://www.ct.upt.ro/users/AlinaBala/Tehnologii_Geodezice_Spatiale.pdf pagina 30
5.4 Proiecția stereografică 1970
Proiecția stereografică 1970 este proiecția oficială folosită în prezent în România.
Definiție și caracteristici principale. Proiecția azimutală perspectivă plan secant are polul proiecției în punctul Qo de coordonate :
Bo = 46°
Lo = 25°
est Greenwich.
Proiecția a fost adoptată începând cu luna septembrie 1971 când a fost emis decretul nr. 305 „cu privire la activitatea geodezică, topo-fotogrammetrică și cartografică“. A fost preluat, ca suprafață de referință, elipsoidul Krasovski.
Avantajul aceste proiecții este reprezentarea întregii țări pe un singur plan. Cercul de deformație nulă are raza de 201.718 m și reprezintă intersecția planului secant cu elipsoidul de rolație.
Originea sistemului de axe de coordonate rectangulare este în punctul Qo, axa x fiind îndreptată către nord, iar axa y către est.
Fig. 5.3 Harta deformațiilor liniare (11)
Formulele de transformare a coordonatelor B, L în x, y și respectiv x, y în B, L se bazează pe formule cu coeficienți constanți (Fălie & Struțu, 1957, Calistru & Munteanu, 1975 ș. a.).
Formulele cu coeficienți constanți sunt exprimate în funcție de diferența de latitudine B și de diferența longitudine L dintre punctul care se transcalculează (de coordonate B, L) și polul proiecției Qo. S-au folosit metodele propuse de Vladimir Hristov în anul 1937 care constau în dezvoltarea în serie Taylor, în jurul punctului central Qo, a tuturor elementelor care depind de latitudine (latitudinea izometrică q, raza paralelului r, etc.). Coeficienții constanți sunt derivatele calculate în punctul central.
Proiecția stereografică 1970 a fost adoptată în România în anul 1971, împreună cu sistemul de cote referite la Marea Neagră pentru efectuarea lucrărilor geodezice, topo-fotogrametrice și cartografice în sectorul civil. Această proiecție utilizează elipsoidul de referință Krasowsky 1940 orientat la Pulcovo, deci așa-numitul "sistem de coordonate 1942" și are următorii parametri de bază:
Adâncimea planului secant unic față de planul tangent în punctul central al proiecției este: I = 1389,478 m;
Originea sistemului de coordonate este punctul cetnral al proiecției și a fost ales în centrul țării, la nord de Făgăraș;
Coordonatele punctului central al proiecției sunt:
Coordonate geografice:
φo = 46° (latitudine nordică)
λo = 25° (longitudine estică)
Coordonate rectangulare polare:
X0 = 500.000,000 m
Y0 = 500.000,000 m
Axa X este imaginea plană a meridianului care trece prin punctul central și are sensul pozitiv spre nord ;
Axa Y este imaginea plană a tangentei la paralela ce trece prin punctul central, cu sensul pozitiv spre est;
Raza medie de curbură a elipsoidului pentru punctul central al proiecției
Ro= 6378956,681 m
Raza cercului de alterație ( deformație) nulă:
R = 201,718 m.
5.5 Transformări de coordonate
În cazul măsurătorilor statice, receptoarele nu sunt mișcate pe durata observațiilor, ele ocupând punctele care urmează a fi determinate; poziția lor este constantă în sistemul tridimensional de coordonate.
La determinarea relativă a pozițiilor punctelor, coordonatele unuia dintre punctele staționate sunt ținute fixe. Coordonatele celui de al doilea punct sunt apoi determinate funcție de coordonatele punctului de referință, fiind folosite în acest sens coordonatele relative ΔX, ΔY, ΔZ.
Dacă eroarea în poziționarea absolută apare la mai multe baze măsurate, iar bazele trebuie transcalculate într-o rețea existentă, eroarea în factorul de scară rămâne fără semnificație, ea fiind preluată în acest caz de parametrul de scară al transformării tridimensionale.
Datele geodezice de referință, denumite adesea și datumul geodezic, stabilesc poziția unui sistem de coordonate cartezian tridimensional local în raport cu un sistem global.
Pentru definirea acestei poziții sunt folosite în general 7 parametrii, și anume 3 translații, 3 rotații și un factor de scară. Sistemele de coordonate utilizate de serviciile geodezice din diferite țări, sunt privite din acest punct de vedere ca sisteme locale.
Dacă se folosește ca suprafață de referință un elipsoid, adică coordonatele punctelor spațiale sunt raportate la un elipsoid cu centrul în originea sistemului cartezian, apar suplimentar la datele geodezice de referință amintite mai sus doi parametrii care definesc forma elipsoidului. Aceștia sunt semiaxa mare "a" a elipsoidului și turtirea "f" definită ca
În geodezia clasică determinările geodezice se realizează în majoritatea cazurilor separat pentru planimetrie și altimetrie, excepție fac doar unele determinări locale de dimensiuni reduse din domeniul topografiei inginerești.
Analog au fost definite și datele geodezice de referință, în date geodezice de referință planimetrice și altimetrice.
Ca rezultate al măsurătorilor, prelucrărilor și compensării observațiilor GPS într-o rețea rezultă:
coordonate carteziene (X, Y, Z) compensate – în sistemul WGS 84, precum și matricea cofactorilor corespunzătoare Qxx;
coordonate elipsoidale (B, L, h) compensate – în sistemul WGS 84, și matricea cofactorilor corespunzătoare Qxx;
componentele compensate ale bazelor GPS, în sistem geocentric și topocentric;
corecțiile componentelor bazelor;
erorile medii ale coordonatelor punctelor.
Majoritatea serviciilor geodezice naționale operează cu un datum propriu (local), apare inevitabilă problema transformării coordonatelor oferite de determinările GPS în datumul propriu și specific acestor servicii, sau invers.
Transformarea datumului poate fi definit ca o transformare a unui sistem cartezian tridimensional într-un alt sistem cartezian tridimensional prin intermediul unei rototranslații spațiale, ținând cont de situația că unul dintre sisteme este considerat sistem de referință (fix), iar celălalt este considerat sistem secundar, care poate primi translații, rotații și modificări de scară.
Legătura între cele două sisteme este stabilită de regulă printr-o serie de puncte a căror poziție este cunoscută în ambele sisteme. Precizia cu care sunt cunoscute pozițiile acestor puncte în ambele sisteme este hotărâtoare în precizia determinării datumului pentru a facilita transformarea coordonatelor dintr-un sistem în altul.
Printre punctele rețelei determinate prin observații GPS trebuie să existe și puncte cunoscute într-un sistem geodezic existent, care să faciliteze transformarea coordonatelor punctelor noi în acel sistem.
Dispunerea punctelor comune ambelor sisteme, trebuie să acopere cât mai bine întreaga zonă a rețelei. Transformările posibile depind în principal de informațiile de care dispunem pentru punctele comune.
Din acest punct de vedere putem dispune de puncte a căror poziție tridimensională, poziția lor planimetrică, sau numai poziția altimetrică este cunoscută.
Realizăm legătura dintre sistemele carteziene tridimensionale de coordonate definite în centrul geometric al elipsoizilor.
În sistemele WGS 84, ETRS, ITRS determinăm coordonatele direct.
Cum putem determina aceste coordonate în sistemul local (național), adică de exemplu Stereo 70 pe elipsoidul Krasovski ?
Fig 5.4. Schema transformărilor între sisteme globale și sisteme locale (12)
din coordonatele plane (x,y)LOCAL se vor calcula coordonatele elipsoidale (B,L)LOCAL folosind relațiile cunoscute din cartografia matematică.
coordonatele elipsoidale (B, L, h)LOCAL se vor transforma apoi în coordonate carteziene tridimensionale (X, Y, Z)LOCAL cu relațiile:
unde:
5.5.1 Transformări cu 7 parametrii – Transformări asemena
Pentru punctele comune dispunem de coordonate
iar pe de altă parte
cu care se poate realiza o transformare de coordonate între spații tridimensionale.
Fig 5.5. Transformarea coordonatelor între spații tridimensionale (13)
unde:
Putem observa că, în cazul transformărilor cu 7 parametri de transformare sunt suficiente 3 puncte comune pentru determinarea parametrilor.
5.5.2. Determinarea parametriilor de transformare
Forma matriceală a ecuațiilor de transformare tridimensională conformă:
Sistemul ecuațiilor de transformare nu este liniar, trebuie liniarizat, ca atare presupunem că rotațiile axelor de coordonate sunt foarte mici, astfel:
Pentru fiecare punct comun putem scrie următorul sistem al ecuațiilor de corecție:
unde:
Rezolvând ecuațiile cu metoda celor mai mici pătrate, putem calcula valorile compensate a celor 7 parametri, precum și erorile medii ale acestora.
Neconcordanțe reziduale:
După determinarea parametrilor se pot calcula coordonatele transformate ale punctelor comune (XLOCAL*)
Diferența dintre valorile coordonatelor transformate și ale coordonatelor originale (în sistemul local) definește neconcordanța reziduală al transformării în punctele comune, punct cu punct.
Distanța dintre punctul transformat și cel cu coordonatele cunoscute în sistem:
5.5.3 Eroarea medie a transformării 3D
Va fi de forma:
Dacă transformăm erorile reziduale în sistemul de coordonate topocentric avem erori medii planimetrice și altimetrice:
Eroarea medie a transformării (2D): Eroarea medie a transformării(1D):
5.5.4Caracteristicile Transformărilor 3D conforme
din cauza caracterului conform nu permite deformații, este folosit la depistarea neconcordanțelor mari dintre punctele comune.
foarte importantă, cunoașterea ecuațiilor proiecției, în caz contrar poate genera probleme la unele software (cazul proiecției Stereo 70).
coordonatele spațiale nu sunt afectate de deformațiile liniare ale proiecției modelul poate fi aplicat pe suprafețe mari.
posibilități de transformare în ambele sensuri (la rotații mici parametrii se deosebesc numai prin semn)
pentru toate punctele comune trebuie să cunoaștem toate cele trei coordonatele.
În țara noastră transformările tridimensionale între coordonatele geocentrice ETRS 89 și sistemul de proiecție Stereo 70 și invers, sunt rezolvate cu programul TRANSDAT elaborat de serviciul de Geodezie al ANCPI.
Parametrii sunt calculați pe zone și funcție de omogenitatea rețelei asigură o precizie decimetrică planimetrică la nivel de țară.
Capitolul 6. Descrierea lucrării
6.1 Teren
În cadrul lucrărilor de proiectare și de recunoaștere a terenului s-a urmărit ca punctele ce vor fi incluse în rețea, să respecte o serie de criterii de favorabilitate pentru determinări GPS:
materializarea punctelor să asigure stabilitatea și conservarea în timp a acestora
punctele să nu fie semnalizate cu piramide metalice cu poduri
punctele să dispună de orizont liber și să nu aibă în jurul lor obstrucții mai mari de 15o
accesul la puncte să fie comod și pe cât posibil cu mijloace auto
alegerea poziției punctelor să nu ridice probleme în utilizarea lor, oricând și de către orice utilizator, sau din cauza proprietarului terenului terenului pe care acestea sunt amplasate
punctele proiectate să facă parte din rețeaua GPS, să dispună de coordonatele geodezice B și L în datum Krasovski 1942
să fie sau să poată fi cotate prin nivelment geometric de ordin I-II în plan de referință Marea Neagră 1975
cote normale, în sistem oficial.
Fig 6.1. Trimble R4-Model 3 din timpul măsurătorilor (14)
Realizarea rețelei de îndesire de ordinul B, rețea proiectată pe puncte comune cu rețea clasică, cu o densitate de un punct comun la cca. 1000 kmp, va crea posibilitatea determinării în condiții bune de precizie a coeficienților de transformare între cele două datumuri.
Determinările geodezice satelitare constituind un domeniu relativ nou de activitate în România, specialiștii din țara noastră se confruntă încă cu probleme de natură logistică și chiar teoretică, deschizându-se astfel pentru viitorii ingineri geodezi o paltetă foarte largă de probleme.
Luând în considerare experiența geodezică pe plan mondial și a țărilor comparabile ca întindere a teritoriului cu România și ținând cont de posibilitățile tehnice și financiare ale țării noastre, se poate aprecia că în prezent orientarea României se îndreaptă către tehnica GPS.
La alegerea punctelor din proiectul GPS trebuie să se țină seama de alte considerente decât cele avute în vedere la rețeaua clasică.
Fig 6.2 Trimble R4-Model 3 din timpul măsurătorilor (15)
6.2 Aparatura folosită
6.2.1 Caracteristici tehnice Receprorul Gps Trimble R4-Model 3 cu unitateadecontrol Trimble Slate
Receptorul GPS Trimble R4 Model 3 este un sistem compact și robust folosit pentru măsuratori de acuratețe ridicată. Antena, receptorul și acumulatorul sunt inglobate in aceeasi carcasa pentru a oferi comoditate la utilizarea acestuia ca sistem mobil.Echipat cu tehnologia Trimble R-Track, Trimble R4 recepționeaza semnalele de la sateliții NAVSTAR dar și semnalele din constelația GLONASS ce imbunătațesc soluția sistemului GPS. Astfel se pot obține rezultate bune și în condiții nefavorabile de efectuare a măsurarilor satelitare. In plus, Trimble R4 Model 3 recepționează și semnalele aferente constelațiilor Galileo, QZSS și BeiDou(COMPASS).
Trimble R-Track împreuna cu funcția Signal PredictionTM permit efectuarea măsurarilor în timp real chiar și atunci când corecțiile diferențiale sunt recepționate cu intermitente și extind timpul și zona de lucru după intreruperea semnalului RTK.
Utilizatorii sistemului Trimble R4 pot efectua măsuratori RTK si VRS folosind atăt rețeaua natională de stații permanente cât și rețeaua de stații permanente de referința instalată de firma TRIMBLE – TRIMBLE VRS Now.
Utilizat ca receptor mobil acesta este robust, ușor și cablurile sunt eliminate complet pentru asigurarea unor condiții de lucru în cât mai bune teren.
Fig 6.3.Trimble R4-Model 3 (16)
Ca unitate de control se folosește Trimble SLATE. Aceasta inregistrează și stochează datele din receptor prin intermediul programului Trimble Access care rulează în limba engleză și în limba romănâ. Unitatea combina comfortul unui smartphone cu durabilitatea și performanța caracteristica produselor Trimble. Are un design ergonomic și afișajul are un contrast ridicat, ușor de citit in condiții de luminozitate puternică.
Corecțiile diferențiale transmise de stațiile permanente din reteaua ROMPOS prin internet pot fi recepționate de GPS-ul Rover cu ajutorul unitații de control Trimble Slate ce are încorporat modemul 3.75G.
Totodată în măsuratori RTK (în situația în care lipsește semnalul GPRS datorită unei slabe acoperiri sau intreruperi de semnal din rețele de telefonie mobile) GPS-urile.
Trimble R4 se pot folosi în pereche Baza + Rover. În acest caz receptorul GPS Baza transmite corecții diferențiale către GPS-ul Rover prin unde radio.Conexiunea prin radio se realizeazăpe banda de frecvențe de 430-450 MHz aprobată de Autoritatea Națională pentru Administrare si Reglementare in Comunicații.
Formatele de date CMR+, RTCM 2,3 RTCM 3,0 23NMA pentru corecțiile diferențiale sunt formate standard și oferă posibilitatea de a comunica și cu alte tipuri de receptoare. Sunt perfect compatibile cu formatele de date transmise de Agenția Națională de Cadastru și Publicitate Imobiliară în cadrul rețelei naționale de stații permanente prin serviciul ROMPOS.
Protocolul de comunicare CMRx asigura compresia corecțiilor pentru optimizarea lățimii de bandă fiind de asemenea și protocolul de comunicare ce permite utilizarea tuturor constelațiilor satelitare.Construit pentru a oferi experiența Trimble mai multor topografi, sistemul Trimble R4 impreună cu Trimble Slate scurtează timpul necesar invățării utilizării sistemului și simplifică modul de colectare al datelor.
Fig 6.4. Trimble Slate (17)
Măsuratori
• Trimble R-Track pentru suport GLONASS și minimizarea erorilor multipath
• Tehnologia GPS Trimble Maxwell pentru urmărirea riguroasă a sateliților
• Precizie ridicatăa corelărilor multiple pentru măsurarea pseudo-distanțelor
• Urmărirea riguroasă a sateliților aflați la elevații reduse
• Măsurarea riguroasă a undei GNSS purtătoare cu o precizie de sub 1mm intr-o lungime de banda de 1Hz.
• 220 canale
• GPS: L1C/A, L1C,L2C, L2E
• GLONASS: L1C/A, L1P, L2P, L2C/A, L3
• SBAS:L1C/A
• GALILEO: E1, E5A, E5B (Optional)
• BeiDou (COMPASS): B1, B2, B3 (Optional)
Performanțe:
Măsuratori Statice
Orizontal…………………………………….±3 mm + 0.1 ppm RMS
Vertical…………………………………..±3.5 mm + 0.4 ppm RMS
Măsuratori FastStatic
Orizontal…………………………………….±3 mm + 0.5 ppm RMS
Vertical………………………………………±5 mm + 0.5 ppm RMS
Măsuratori Cinematice (RTK)
Orizontal……………………………………….±8 mm + 1 ppm RMS
Vertical………………………………………….±15 mm + 1ppm RMS
Măsuratori Cinematice (RTK) in rețea
Orizontal…………………………………….±8 mm + 0.5 ppm RMS
Vertical………………………………………..±15 mm + 0.5 pp RMS
Timp inițializare………………………….caracteristic <8 secunde
Rigurozitatea inițializarii ………………………..caracteristic >99%
Poziționare GPS diferențială pe cod
Orizontal……………………………………….±0.25m + 1 ppm RMS
Vertical………………………………………..±0.5 m + 1 ppm RMS
Poziționare diferențială WAAS/EGNOS precizie caracteristica
<5m 3DRMS
Temperatura
Temperatura de operare………………………de la -40oC la +65oC
Temperatura de depozitare…………………..de la -40oC la +75oC
Umiditate………………………………………………100%,condens
Impermeabilitate IP67 imersie temporara, adâncime de 1m
Rezistența la șocuri și vibrații (testat și rezultat pentru următoarele standarde)
• Șocuri:
-Oprit: Proiectat să reziste la căderi libere de pe jalon de la o distanță de 2m
– În operare: La tensiune 40G, 10msec
• Vibrații:
-MIL-STD-810-F
-FIG.514.5C-1
Sistemul de alimentare:
Alimentare de la 11V DC la 28V DC. Mufa pentru alimentare externă cu protecție la supratensiune pe portul 1 (Lemo 7 pini) Acumulatori internă detasabili 7.4 V, 2.4 Ah Li-Ion. Consumul este de sub 3.2W în modul RTK cu radio intern.
Autonomie cu baterie interna:
• 5 ore – Receptor cu opțiune de recepție 430-450MHz (variază în funcție de temperatura externă)
• 2,5 ore – receptor cu opțiune transmisie/recepție (variază în funcție de temperatura și rata de transfer a datelor
• 4,7 ore – GSM/GPRS
Sistem de comunicare și stocare a datelor
• Serial 3 cuple (Lemo 7 pini) pe portul 1. RS-232 pe portul 2 (Dsub 9 pini)
• Opțional – Radio integrat cu opțiune recepție/transmisie 430-450MHz
• Putere transmitere a datelor: 0.5 W
• Raza de acțiune: caracteristic 3-5km/10km in condiții optime
• Bluetooth integrat 2.4 GHz
• Suport cartela telefon mobil pentru modem GSM/GPRS/ CDPD pentru măsuratori RTK si VRS
• Memorie internă 11 MB pentru stocare date: 188,6 ore de înregistrare date de la 14 sateliți cu interval de înregistrare la 15 secunde
• Poziționare 1Hz, 2Hz, 5Hz si 10Hz
• Transmisie și recepție date în format CMRx, CMR+, RTCM2.1, RTCm 3.0, RTCM3.1
• Transmisie NMEA 16, Transmisie GSOF si RT17
• Suport unde BINEX
http://www.giscad.ro/sites/default/files/produse-documente/Trimble%20R4%20GNSS%20Model%203_helvetica.pdf
6.3 Prelucrarea și interpretarea măsurătorilor
Prelucrarea măsurătorilor se face la birou prin postprocesarea datelor folosind softuri speciale precum Trimble Business Center sau datele pot fi obținute în timp real dacă sefolosesc metode cinematice în timp real.
Trimble Business Center poate să proceseze datele GNSS și cele obținute cu instrumente optice.
Caracteristici principale:
Prelucrarea unitară a datelor GPS și Glonass
Prelucrarea unitară a datelor GNSS și convenționale
Creare/editare DTM
Desenarea automată a curbelor de nivel
Autodraft din coduri
Funcții CoGo avansate
Import/Export, ASCII, DXF, Rinex
Preluarea datelor GNSS și de la alte tipuri de receptoare
Compensarea măsurătorilor GNSS prin metoda celor mai mici pătrate
Determinarea neinchiderilor în triunghiuri
Generarea de rapoarte
Fig. 6.5. Trimble Business Center (18)
6.3.1 Transferul datelor din receptor pe calculator
Acest lucru se face conectând receptorul la Pc prin cablul de transfer.Transferul datelor se face prin portul USB cu Active Sync. Fișierele din receptor sunt în format *.T02 iar numele acestora este compus din 8 cifre. Primele 4 cifre identifică antena (ex: 7674), următoarele 3 cifre definesc ziua GPS.Deci trebuie să fim atenți să transferăm datele care trebuie.
6.3.2 Crearea și setarea unui proiect nou
Pentru a crea un proiect nou din meniul File se selectează New Project și se alege sistemul metric de măsurare.
Fig. 6.6. Meniul Trimble Business Center (19)
Sau se dă click direct pe butonul New Default Project ca în figura alăturată.
Fig. 6.7. Crearea unui proiect nou (20)
Pentru a vizualiza și modifica setările accesăm din meniul Project opțiunea Project Settings unde putemvizualiza și modifica toate setările de proiect, inclusiv unități, sistemul de coordonate, și setările de calcul.
Fig. 6.8 Schimbare setărilor proiectului (21)
6.3.3 Importul datelor
Importul datelor se face cu comanda Import din meniul Project. Sau click pe iconița Import
Fig. 6.9 Importul datelor (22)
Se alege fișierele care vrem să le importăm și apoi se verifică sau se editeză datele pe care vrem să le importăm.
Fig. 6.10. Alegerea fișierelor care vrem să le importăm (23)
După ce am selectat fișierele pe care vrem să le importăm tastăm Import și ne va apărea o fereastră de dialog unde putem verifica datele.
Fig. 6.11. Verificarea datelor (24)
După importul datelor brute se va face un calcul aproximativ rezultând schema rețelei. Deoarece datele sunt date brute bazele trebuie să fie procesate.
Fig. 6.12 Schema rețelei (25)
Pentru a furniza un control al coordonatelor și legarea rețelei realizată prin metode satelitare este recomandat să se folosească cel puțin un punct de control. Punctul de control care s-a folosit a fost Alesd B care a fost importat cu opțiunea Import.
Fig. 6.13 Introducerea punctelor de control (26)
6.3.4 Procesarea liniilor de bază
Procesarea vectorilor se face cu opțiunea Process Baselines din meniul Survey sau se dă click pe inconiță.
Fig. 6.14 Procesarea bazelor (27)
Atunci când prelucrarea estecompletă putem să vedem care vectori nu s-au încadrat în toleranțe în dreptul lor apărând niște stegulețe care indică motivul respingerii soluțiilor.
Putem astfel trece la editarea vectorilor sau schimbării setărilor pentru procesarea acestora de exemplu putem să mărim masca de elevație(elevation mask) sau să mărim toleranțele. Deasemenea putem să edităm sesiunile dând click dreapta pe vector și alegând opțiunea Session Editor. Aici putem să dezactivăm sateliții și întreruperile de fază. Apoi se recalculează vectorii.
Fig. 6.15 Editarea vectorului dezactivarea întreruperilor de semnal și/sau a sateliților (28)
Acest proces se iterează până când suntem mulțumiți de rezultatele obținute.
6.3.5 Interpretarea rezultatelor
După procesarea datelor GPS putem genera niște rapoarte care ne dau o indicație asupra calității datelor. Unele dintre principalele rapoarte care trebuiesc generate sunt:
Raportul de procesare a liniilor de bază (Baseline Processing Report)
Raportul de compensare a rețelei (Network Adjustment Report)
Point Derivation Report
Lista Punctelor (Point List)
Raportul de calcul al proiectului (Project Computation Report)
Raportul de calibrare al site-ului (Site Calibration Report)
Lista vectorilor (Vector list)
Raportul neînchiderilor în triunghi (Loop Closure Report)
Este, deci nevoie deo înțelegere clarăaprelucrăriidatelorGPS, precum și de rezultateleobținute dintr-unraportde procesareGPS. Din informațiile generate în rapoartele de procesare putem să ne dăm seama dacă o măsurătoare GPS este bună sau rea.
Toate rapoartele sunt generate din meniul Reports.
Raportul de procesare a liniilor de bază
Acest raport ne dă informații despre cum a fost calcultată o bază, matricea de covarianță etc. Un exemplu de astfel de raport se regăsește în Anexa 1.
Raportul de compensare a rețelei
Acesta este un raport foarte important care ne arată cum s-a făcut compensarea rețelei (liberă sau constrânsă) și estimarea preciziilor. Dar în cadrul acestei lucrări nu s-a făcut compensarea rețelei și nu s-a generat un astfel de raport.
Point Derivation Report
În acest raport putem vedea cum au fost folosite datele din măsurători pentru calcularea coordonatelor finale ale punctelor. Acest raport listează toate observațiile (vectori) care trec sau curg într-un punct.Raportul compară coordonatele derivate dinprima observație cu coordonatele din observațiile ulterioare.
Lista Punctelor
Aici este generată o listă cu coordonatele finale ale punctelor. (Anexa 2)
Raportul de calcul al proiectului
Conține informații despre sistemul de coordonate folosit etc. (Anexa 3).
Raportul de calibrare al site-ului
În acest raport găsim rezultatele rototranslației și parametrii folosiți. (Anexa 4)
Lista vectorilor
Aici este generată o listă a tuturor vectorilor din rețea. (Anexa 5)
După cum vedem toate soluțiile sunt fixate deci nu există ambiguități de fază care să ne dea o soluție float.
Raportul neînchiderilor în triunghi
Loops (bucle) adică erorile de neînchidere în triunghi.
Un triunghi(într-o rețea GPS) este definit ca o serie de cel puțin trei vectori independenți care încep și se încheie la aceeași stație. Fiecare triunghi trebuie să aibă cel puțin un vector în comuncu un alt triunghi. Fiecare triunghi trebuie să conțină vectori colectați din minim douăsesiuni.
Acest raport este folositor pentru a verifica dacă există erori în rețea și pentru a se obține estimări inițiale asupra consistenței interne a rețelei GPS.Eroarea de neînchidere în triunghi a unui vector nu înseamnă automat că vectorul în cauză trebuie să fie respins, ci este oindicație a faptului că o parte a rețelei necesită o analiză suplimentară.
Capitolul 7. Concluzii
Proiectul de diplomă a cuprins lucrările topo-geodezice necesare pentru reabilitarea drumurilor în interiorul localității Călățea.Lungimea drumului respectiv este de aproximativ 40 km.
Îndesirea rețelelor geodezice prin metode satelitare se poate înfăptui numai prin metode statice deoarece numai aceste metode ne asigură redundanța datelor pentru obținerea unor precizii centimetrice chiar milimetrice.
Metodele satelitare au avantajul față de metodele clasice precum cele care folosesc stații totale sau teodolite (triangulația, trilaterația, poligonometrie, intersecții, combinații ale acestora) de a elimina o parte din eroarea umană. Deasemenea proiectarea rețelei va fi mai flexibilă cum s-a menționat la început. Iar prețurile sunt în scădere și performanțele în urcare făcând această tehnologie tot mai atractivă.
Din punct de vedere geodezic și topografic preciziile impuse de către orice beneficiar sau de lege pot fi asigurate cu astfel de metode. Rețeaua geodezică, realizată în sistem clasic de măsurători, a servit mai bine de o jumătate de secol la realizarea ridicărilor topografice, constituind un fond cartografic și geodezic important pentru lucrările inginerești și de evidență administrativă.
Implementarea și utilizarea tehnologiilor moderne în determinarea rețelelor de sprijin de ordin superior, reprezintă un proces deosebit de complex. Din punct de vedere geodezic și topografic preciziile impuse de către orice beneficiar sau de lege pot fi asigurate cu astfel de metode.
Lucrarea de față se dorește a fi o contribuție la acest proces, urmărind eficientizarea lucrărilor topo-geodezice prin adoptarea unei metode de lucru eficiente bazate pe informații spațiale
Preocuparea autorului pentru propunerea, studiul și îmbunătățirea unei metode eficiente performante de măsurători la căile de comunicație terestre a condus la elaborarea unui studiu concret privind realizarea unei rețele de sprijin omogene și unitare la lucrările topografice aferente drumului din tema lucrării.
Bibliografie
1. Cornel Păunescu, Victor Mocanu, Sorin Dimitriu (2006). Sistemul Global de Poziționare G.P.S. – Curs, Editura Universității din București
2. Aplicații civile cu GPS Lect.univ.drd.ing Iustin Andronie , Asist.univ.drd.ing.Mihai Andronie – Universitatea Spiru Haret București
4. Ștefan Suba. Tehnologii Geodezice Spațiale – Note de curs
5. Neuner, J. – Sistemul de Poziționare Globală, Editura Matrix Rom, București, 2000
6. Topografia Modernă N. Boș O. Iacobescu – Editura C. H. Beck
7. Păunescu C., Dimitriu S.G., Mocanu V. – Sistemul de determinare a poziției utilizând sateliți, 2012, Editura Universității din București
8. Grecea C. – Introducere în geodezia satelitară, 1999, Editura Mirton Timișoara
9. Păunescu C., Mocanu V., Dimitriu S.G. – Sistemul Global de Poziționare G.P.S. – Curs, 2006, Editura Universității din București
7. http://www.ct.upt.ro/users/AlinaBala/Tehnologii_Geodezice_Spatiale.pdf Accesat ianuarie 2015
8. http://www.agir.ro/buletine/836.pdfAccesat ianuarie 2015
9. http://www.rompos.ro/Decizie%20GNSS.pdfAccesat ianuarie 2015
10.http://www.giscad.ro/sites/default/files/produse-documente/Trimble%20R4%20GNSS %20Model%203_helvetica.pdf Accesat ianuarie 2015
11. http://www.scritube.com/stiinta/arhitectura-constructii/SISTEME-DE-POZITIONARE-GLOBALA82922129.php Accesat ianuarie 2015
12. http://topocadbm.blogspot.ro/2010/10/indesirea-retelei-de-sprijin-utilizand.html
Lista figurilor
Fig. 1.1 Calculul distanței dintre sateliți și receptor (1)…………………………………………………..7
Fig. 1.2 Intersecția a trei sfere definește două puncte unde se poate afla receptorul (2)……….8
Fig. 3.1 Segmentelesistemului GPS (3)………………………………………………………………………..18
Fig. 3.2 Pozițiile stațiilor monitor (4)……………………………………………………………………………21
Fig. 3.3 Structura semnalului GPS (5)………………………………………………………………………….25
Fig. 3.4 Diferența simplă (6)………………………………………………………………………………………27
Fig. 3.5 – Diferența dublă (7)………………………………………………………………………………………29
Fig. 3.6 – Diferența triplă (8)………………………………………………………………………………………30
Fig. 5.1 Realizarea măsurătorilor GPS cu metoda static rapidă (fast-static) (9)………………….51
Fig. 5.2 Variantă alternativă de realizare a măsurătorilor GPS cu metoda static rapidă (10)..52
Fig. 5.3 Hartadeformațiilorliniare (11)………………………………………………………………………….53
Fig. 5.4 Schema transformărilor între sisteme globale și sisteme locale (12)……………………..57
Fig. 5.5 Transformarea coordonatelor între spații tridimensionale (13)…………………………….58
Fig.6.1 Trimble R4-Model 3 din timpul măsurătorilor (14)……………………………………………..62
Fig. 6.2 Trimble R4-Model 3 din timpul măsurătorilor (15)…………………………………………….63
Fig. 6.3 Trimble R4-Model 3 (16)………………………………………………………………………………..64
Fig. 6.4 Trimble Slate (17)………………………………………………………………………………………….65
Fig. 6.5 Trimble Business Center (18)………………………………………………………………………….69
Fig. 6.6 Meniul Trimble Business Center (19)……………………………………………………………….70
Fig. 6.7 Crearea unui proiect nou (20)………………………………………………………………………….70
Fig. 6.8 Schimbare setărilor proiectului (21)…………………………………………………………………71
Fig. 6.9 Importul datelor (22)………………………………………………………………………………………72
Fig. 6.10 Alegerea fișierelor care vrem să le importăm (23)……………………………………………72
Fig. 6.11 Verificarea datelor (24)…………………………………………………………………………………73
Fig. 6.12 Schema rețelei (25)………………………………………………………………………………………74
Fig. 6.13 Introducerea punctelor de control (26)…………………………………………………………….75
Fig. 6.14 Procesarea bazelor (27)…………………………………………………………………………………75
Fig. 6.15 Editarea vectorului dezactivarea întreruperilor de semnal și/sau a sateliților (28)…76
Lista tabelelelor
Tabelul 2.1 Model de prezentare a produselor realizate cu tehnologia GPS (1)………………….15
Tabelul 3.1 Tipuri de ceasuri (2)………………………………………………………………………………….24
Tebelul 4.1 Constelația GLONASS (3)…………………………………………………………………………34
Tabelul 5.1 Caracteristicile diferitelor măsurători statice (4)……………………………………………46
Tabelul 5.2. Caracteristicile diferitelor măsurători cinematice (5)……………………………………48
Tebelul 5.3. Timpul de inițializare a receptoarelor (6)…………………………………………………….51
Anexe
ANEXA NR. 1.33 la regulament
MEMORIU TEHNIC
Adresa imobil:Localitatea Călățea, Comuna Aștileu,județul Bihor.
Tipul lucrării:Ridicari topografice în vederea obțineri autorizațiilor de construire.
Scurtă prezentare a situației din teren. Drumuri și stăzi comunale pietruite.
Situația juridică a imobilului:Strazi și drumuri comunale în comuna Aștileu județul Bihor
Operațiuni topo-cadastrale efectuate*:
-Metode și aparate folosite:Metoda drumuirii și radierii folosind stațiile totale Trimble 3600 și 5500.Metoda măsurătorilor GPS statice folosind receptoare Trimble R4.
-Sistemul de coordonate:Sistemul de proiecție Stereo 70.
-Puncte geodezice de sprijin folosite:Borna ordinul B GPS 2000 din Aleșd.
-Stare punctelor geodezice vechi:Bună, fără piramidă.
-Calculul suprafețelor:7.25 Ha
-Descrierea punctelor din rețeaua de ridicare:Vezi anexă.
-Inventar de coordonate:Vezi anexă.
Data întocmirii: 08.09.2014
Semnătura și ștampila
(persoană autorizată)
…………………………………….
____________________
*) Se vor prezenta la solicitarea oficiului teritorial în format analogic si digital
Rețea de sprijin
Schița Rețelei
Tracking Summary
Residuals
GNSS Loop Closure Results
Summary
Network Adjustment Report
Adjustment Settings
Adjustment Statistics
Control Point Constraints
Adjusted Grid Coordinates
Adjusted Geodetic Coordinates
Adjusted ECEF Coordinates
Error Ellipse Components
Adjusted GPS Observations
Covariance Terms
Rețea de îndesire
Schița Rețelei
Inventar de coordonate
Punctele rețelei de sprijin
Nr.pct. X Y Z denumire
Alesd clasa B 620331.553 303595.255 227.724 st
1 614429.322 302122.108 429.992 st
2 614343.365 301965.648 421.414 st
Punctele rețelei de indesire
36 613757.978 303173.119 479.633 st
38 613740.304 303231.462 478.483 st
50 613110.244 302770.032 393.025 st
51 613016.895 302935.169 385.339 st
89 614802.056 300937.692 367.791 st
90 615016.760 300750.893 372.763 st
111 612166.504 303210.726 415.822 st
112 611988.078 303125.480 418.244 st
146 611339.483 302319.942 534.591 st
147 611252.428 302280.288 531.119 st
170 609505.952 302077.313 549.350 st
171 609482.302 302219.644 556.527 st
180 609646.182 300609.236 456.486 st
181 609713.744 300666.899 459.333 st
301 612451.309 303637.669 417.119 st
302 610172.767 301920.823 557.373 st
303 610070.623 302117.587 544.931 st
304 608742.641 301660.549 486.523 st
305 608583.042 301759.224 492.222 st
DESCRIEREA PUNCTELOR DE SPRIJIN
Descrierea punctelor
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Realizarea Retelei de Indesire Si de Ridicare Pentru Lucrari de Infrastructura (ID: 123417)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.