Plaatsbepaling met Global Navigation Satellite Systems GNSS Basisbeginselen

Vergelijkbare documenten
GPS: een overzicht. techniek, methoden en toepassingen. Jeroen Zomerdijk LNR Globalcom 19 maart 2002 Hogeschool van Utrecht Opleiding Geodesie

State Space Modellering binnen een RTK netwerk

GPS. Global Positioning System, werking en toepassingen. Maarten Mennes Mei 2006.

Wachten op een betere plaats

BeiDou : Made in China

GPS. Global Positioning system

HOE WEET MIJN TOMTOM DE WEG TE VINDEN...? BAREND KÖBBEN

GPS uitgelegd - Motorfreaks. Geschreven door Edwin Loos vrijdag 09 april :40. Geschiedenis

GLONASS voor RTK-Netwerken

Nauwkeurigheid van hoogtebepaling met GNSS. Pierre Voet

Kadaster Materiebeleid GEO. Handleiding kadastrale metingen met GPS. Aanvullingen op de HTW Materiebeleid GEO / PPB. Versie.

MoveRTK. De Landelijke Standaard in Precisie. ZLTO 24 & 26 febr

Rapportage Kwaliteitsmeting Netwerk DGPS van 06-GPS

GPS voor kajakkers. Bernard Budde Groningen, oktober 2011 versie Creative Commons BY-SA 2011.

GPS Toelichting bij stellingen

Werking GPS in de landbouw. Efficiënter spuiten met behulp van GPS. KHK, Geel. ADLO demo: efficiënter spuiten met behulp van GPS 26/05/11

1 Inleiding Meetopzet Levering Conclusie GPS stations Bijlage 3: Ruwe meetdata (XYZ) in ETRS89 in Excelformaat

Hoofdstuk 7: METING VAN DE FREQUENTIE- NAUWKEURIGHEID

Directie Geo. Handleiding kadastrale metingen met GPS. Aanvullingen op de HTW J. van Buren. Versie. Auteur(s)

Werkstuk ANW GPS 6,5. Historie. Werkstuk door een scholier 2145 woorden 31 maart keer beoordeeld

1 Inleiding Meetopzet Levering Conclusie GPS stations Bijlage 3: Ruwe meetdata (XYZ) in ETRS89 in Excelformaat

6,1. Profielwerkstuk door een scholier 3121 woorden 14 mei keer beoordeeld. Natuurkunde. Navigatie en plaatsbepaling

Cartografische oefeningen

[Hanssen, 2001] R F Hanssen. Radar Interferometry: Data Interpretation and Error Analysis. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 2001.

GPS. GPS Global Positioning System

1 Inleiding Meetopzet Levering Conclusie GPS stations... 2

1 Inleiding Meetopzet Levering Conclusie GPS stations Bijlage 3: Ruwe meetdata (XYZ) in ETRS89 in Excelformaat

Cartografische oefeningen antwoorden voor de leerkracht

GPS. Minimum constellatie van 24 Amerikaanse

Global Positioning System

Global Positioning System (gps) Systeem voor Wereldwijde Plaatsbepaling

GPS Status en Evolutie

Van GPS naar GNSS en de invloed op de duiker

Uitvoeren van GPS-metingen met behulp van Flemish Positioning Service (FLEPOS)

/// Aanbeveling UITVOEREN VAN GPS- METINGEN MET BEHULP VAN CENTIMETERNAUWKEURIGE POSITIEBEPALING (FLEPOS)

Hoe vlot migreren van Flepos 2.0 naar Flepos 3.0

Equivalentie en tijddilatatie bij plaatsbepaling met het Global Positioning System

GPS Instructie MC de Kraats. Probleemloos gebruik maken van Garmin GPS Navigatie op de motor

ConceptHoofd GRSde MutsertMateriebeleid GRSGeo- en Vastgoedinformatie en Advies

TECHNIEKEN VOOR OPMETEN EN UITZETTEN

1 Inleiding Meetopzet Toelichting grafieken GPS stations Levering Conclusie...3. Bijlagen:

De bepaling van de positie van een. onderwatervoertuig (inleiding)

Speciale relativiteitstheorie

En aantal maanden geleden heb ik aangegeven iets te gaan vertellen over plaatsbepaling.

Procedure Parameters Sensoren

Leerdoelen. Wat is GPS? Na het uitwerken van deze werkbladen...

UW PARTNER VOOR EEN TOTAALOPLOSSING VOOR GEODETISCHE DATA INWINNING.

Maandelijkse rapportage GNSS monitoring, Juli 2015 Resultaten monitoring bodembeweging Bergermeer (1 juni juli 2015)

Agrosky. Precisielandbouw.

CIV Akkerbouw Module Precisielandbouw

Real-time datastromen

AIS Netwerk van de Nederlandse Kustwacht

Satelliet-tracking. Nico Janssen PA0DLO. Interessedag Amateursatellieten 2015 Apeldoorn,

Ronald van Coevorden Advanced Solutions Manager EMEA 20 DECEMBER GeoWeetdag

Statistiek voor Natuurkunde Opgavenserie 4: Lineaire regressie

Galileo: Waar staan we?

Project Atlas - Validering van de gegevens met betrekking tot de dekking verstrekt door de mobiele operatoren

Maandelijkse rapportage GNSS monitoring, Sept Resultaten monitoring bodembeweging Bergermeer (1 juni september 2015)

GNSS-plaatsbepaling in de bebouwde omgeving

Brochure trainingen en cursussen 2014

Eindexamen havo wiskunde B I

Opgave 1 Koolstof-14-methode

Geïntegreerde Navigatie

Het gebruik van de ebubble van de R10 Gecompenseerde metingen uitvoeren en het kalibratieproces van de ebubble

Visser Instrument. Uitzetten wordt kinderspel

AstroNavigatie [Celestial Navigation]


Kinematische PVT-oplossingen met kostefficiënte. Sammy Rasmond

Continu meten in Trimble Access Handleiding

Koninklijke Sterrenwacht van België Opendeurdagen 2014

Project Atlas - Validering van de gegevens met betrekking tot de dekking verstrekt door de mobiele operatoren

LESBRIEF ONDERBOUW VOORTGEZET ONDERWIJS - HAVO - AARDRIJKSKUNDE ANTWOORDEN

Directie LG. Handleiding en werkinstructie kadastrale metingen met GPS. Aanvullingen op de HTW J. van Buren. Versie.

6,9. Samenvatting door een scholier 1093 woorden 21 september keer beoordeeld. Aardrijkskunde HFD 1 1. Schaalniveaus

Hogeschool Gent Faculteit natuur en techniek Voskenslaan Gent. Paper: GPS in de bouw. Bjärne Collyns LAMA

Resultaten monitoring bodembeweging Bergermeer. Maandelijkse rapportage GNSS monitoring, mei 2016 (1 juni mei 2016)

1 Inleiding Meetopzet Levering Conclusie GPS stations...3. Bijlage 1: Overzichtstekening. Bijlage 2: Grafieken

Werkstuk ANW Navigatie

De GPS-RTK set wordt door de gebruiker

PLM CONNECT RTK. Netwerkoplossingen. Bouwen aan de toekomst...

Trainingen en cursussen 2011

RTK Laser Werkplek Positie Bepaling Het garanderen van een veilige werkplek voor spoorbaanwerkers

Sextant navigatie Sven De Deyne 19 okt 2017

Dutch Air Rally 2014 (middagvlucht)

Netherlands Space Office PRS in gebruikersperspectief. PRS user segment ontwikkeling

Satellietnavigatie NIN symposium voor de Recreatievaart 25 november 2011 Jac Spaans

De eerste GLONASS-K satellieten en de nieuwe CDMA formaten Modernisering van GLONASS

BLIKSEM ONDER DE LOEP GENOMEN I. INLEIDING

Speciale relativiteitstheorie

Clusters van sterrenstelsels

Positionering Nokia N76-1

jaar: 1989 nummer: 17

Squatmeting Terneuzen

GPS-netwerk operationeel in heel Nederland

Tweemaal daags de lucht in. Bovenluchtwaarnemingen

Ingenieursbureau voor landmeten, fotogrammetrie en remote sensing. Bedrijfspresentatie

Werkblad Wiki Precisielandbouw Gewasteelt

Transcriptie:

Plaatsbepaling met Global Navigation Satellite Systems GNSS Basisbeginselen

GNSS Basisbeginselen Inhoud Algemene kenmerken Systeem componenten Principe Afstand Positie Afstand bepaling code waarnemingen fase waarnemingen Fouten bronnen Differentiële metingen 2

Even terug in de tijd 3

Hoekmeting Sinds oudheid weinig fundamentele veranderingen Romeinse Groma Hollandse Cirkel Dubbel pentagoon prisma 4

Hoekmeting Sinds oudheid weinig fundamentele veranderingen Grafometer Repetitiecirkel Wild T2 (1923) 5

Afstandsmeting Weinig fundamentele veranderingen... Landmetersketting Meetband 6

Evolutie Gecombineerde hoek- en afstandsmeting Tekst 7

Revolutie! GPS 8

Titel Ondertitel Tekst 9

Satellieten in baan om aarde 10

Satellieten in baan om aarde 11

GNSS Basisbeginselen Algemene Kenmerken Doel van elk GNSS Nauwkeurige plaatsbepaling Wereldwijde dekking 24 uur toegang Algemeen coördinatenstelsel Gratis mogelijkheden zijn beperkt Volledige mogelijkheden voor Defensie en / of betalende gebruikers 12

GNSS Basisbeginselen Systeem componenten Ruimte Segment Gebruiker Segment Master Station Monitor Stations Controlle Segment 13

Controle segment 14

GPS vs GNSS 15

GPS GLOBAL POSITIONING SYSTEM Oorspronkelijk Militair 20.200 km hoogte Nu 35 satellieten (minimaal 24) Nu twee frequenties (L1 + L2) In toekomst 3e frequentie (L5) 16

GLONASS GLObalnaja NAvigatsionnaja Spoetnikovaja Sistema 19.100 km hoogte Nu 20 satellieten (18 operationeel) Nu twee frequenties (L1 + L2) In toekomst 3e frequentie (L3) 17

Galileo Vernoemd naar Galileo Galileï 23.616 km hoogte 30 satellieten gepland (waarvan 3 reserve) Geplande frequenties E1, E5a, E5b, Alt-BOC Planning operationeel in 2018? 18

Compass Oorspronkelijke naam Beidou (grote beer in het Chinees) Aantal satellieten geostationair Ook satellieten in banen om aarde Testsatellieten al gelanceerd Frequenties nog niet vastgesteld In 2009 / 2010 staan 10 lanceringen gepland 19

GNSS Basisbeginselen Afstand Afstand = Tijd x Lichtsnelheid 20

GNSS Plaatsbepaling Punt dmv meerdere afstanden R3 R1 R2 3 bollen snijden op 1 punt 3 afstanden oplossen voor Latitude, Longitude en Hoogte 21

GNSS Basisbeginselen Plaatsbepaling De satellieten zijn als het ware referentiepunten in de ruimte Er worden afstanden gemeten naar elke satelliet door middel van tijd afhankelijke codes De klok in een satellietontvanger is veel goedkoper dan de atoomklok in een GNSS satelliet Een radiogolf beweegt zich voort met de lichtsnelheid (299 792 458 m/s) Afstand = Snelheid x Tijd Dus door klokfout in de satellietontvanger: 1/10 seconde fout = 30 000 km fout 1/1 000 000 seconde fout = 300 m fout 22

GNSS Basisbeginselen Punt Plaatsbepaling 4 afstanden op te lossen voor Latitude, Longitude, Hoogte en Tijd Principe is zelfde als vrije standplaatsbepaling in landmeetkunde 23

GNSS Basisbeginselen Afstand bepalen door Code waarnemingen Pseudorange (Code) GPS en Galileo: Elke satelliet zend een uniek signaal dat zichzelf herhaalt Glonass: Elke satelliet zend hetzelfde signaal dat zichzelf herhaalt De ontvanger vergelijkt een zelf gegenereerd signaal met het door de satelliet verzonden signaal Uit het tijdverschil tussen de twee signalen wordt een afstand berekend. De klok van de satellietontvanger moet dus gesynchoniseerd worden met de klok van de satelliet T D = V ( T) Onvangen Code Van Satelliet Gegenereerde Code in Ontvanger 24

GNSS Basisbeginselen Afstand bepalen door fase waarnemingen Fase Waarnemingen Verschillende golflengte afhankelijk van Frequentie (e.g: GPS L1: λ = 19cm, GPS L2: λ = 24cm) Ontvanger vergelijkt een zelf gegenereerde golf (fasesignaal) met de golf uit de ontvanger Het aantal gehele golflengtes (meerduidheden) is onbekend als de ontvanger wordt aangezet. Zo lang de satelliet gevolgd wordt kan het verschil in afstand waargenomen worden (het aantal gehele golflengtes blijft constant) T D = c T + λn Ontvangen Satelliet golf (fase) Golf gegeneerd Door Ontvanger 25

GNSS Basisbeginselen Fase meerduidigheden De fase meerduidigheden worden bepaald door over langere tijd te meten (draaggolf wordt constant gemeten) Time (0) Time (1) Ambiguity Ambiguity Initial Phase Measurement at Time (0) Measured Phase Observable at Time (1) 26

GNSS Basisbeginselen Meerduidigheden oplossen Zodra de meerduidigheden zijn opgelost, wordt de nauwkeurheid van de meting niet meer significant beter Zie het effect van het oplossen van de meerduidigheden hieronder Accuracy (m) 1.00 Ambiguities Not resolved 0.10 0.01 Ambiguities Resolved Static RTK 0 120 0 20 Time (secs) 27

GNSS Basisbeginselen Waarnemingsfouten GNSS signalen worden uitgezonden via radiogolven We nemen aan dat de golf zich met de lichtsnelheid voortbeweegt GNSS signalen komen door een aantal atmosferische lagen om de aarde te bereiken Bij elke laag wordt het signaal vertraagd Deze vertraging resulteert in een fout in de berekende afstand tussen ontvanger en satelliet 19950 Km 200 Km 50 Km Ionosphere Troposphere 28

GNSS Basisbeginselen Multipath Een satellietsignaal kan weerkaatsen op verschillende obstructies Eerst komt het signaal binnen via de directe route, maar later nog eens via de gerefleceerde route (gebouw / auto / water) 29

GNSS Basisbeginselen Nauwkeurigheden In theorie bedraagt de nauwkeurigheid ca 10 meter gebaseerd op de codewaarnemingen 30

GNSS Basisbeginselen Vraag V: Hoe wordt mijn nauwkeurigheid beter? A: Gebruik differentiële metingen 31

GNSS Basisbeginselen Differentiële metingen De positie van Rover B kan ten opzichte van Referentie A bepaald worden mits: De coördinaten van A bekend zijn Gelijktijdige waarnemingen Differentiële plaatsbepaling Heft fouten op in de satellietklok en ontvangerklok Minimaliseert fouten door vertraging door de atmosfeer A Baseline Vector B Hoge nauwkeurigheid 32

GNSS Basisbeginselen Differentiële Code/Fase Wanneer alleen code gebruikt wordt dan is de nauwkeurigheid 30-50cm We noemen dit DGPS Als Fase waarnemingen gebruikt worden of Code & Fase worden gecombineerd, dan is de nauwkeurigheid ca. van 1cm + 1ppm A Baseline Vector B We noemen dit RTK 33

GNSS Basisbeginselen Dilution of Precision (DOP) Geeft een indicatie van de invloed van de stand van de satellieten (constellatie) op de nauwkeurigheid in een bepaalde richting GDOP (Geometrical) Omvat Lat, Lon, Hoogte & Tijd PDOP (Positional) Omvat Lat, Lon & Tijd HDOP (Horizontal) Omvat Lat & Lon VDOP (Vertical) Omvat alleen Hoogte Good Poor GDOP 34

GNSS Basisbeginselen Coordinate Quality (CQ) CQ waarde is gebaseerd op de standdaardafwijking en een aantal andere wiskundige factoren CQ waarde is zo berekend dat er tenminste een kans is van 2/3 dat de berekende coördinaten minder dan de CQ waarde afwijken van de werkelijke coördinaten De hoogte nauwkeurigheid is altijd slechter dan de 2D nauwkeurigheid (meestal x 1.5) 35

GNSS Basisbeginselen Real Time metingen 3 Categoriën Navigatie oplossing (TomTom) Real Time differentiële code - DGPS 30 50 cm Real Time differentiële fase - RTK 1 cm + 1ppm 36

GPS Basisbeginselen Navigatie oplossing nauwkeurigheid ca 10 m Voor TomTom / Garmin / scheepvaart / enz. Niet geschikt voor landmeten of precieze navigatie (vliegtuig bij landing) 37

GNSS Basisbeginselen DGPS Bij Referentie Coördinaten bekend Ontvangt alle satellieten Correcties berekenen per satelliet Correcties doorzenden via communicatielink radio / gsm / internet Bij Rover Rover ontvang gegevens via communicatielink Rover coördinaten worden gecorrigeerd door toepassen correcties Nauwkeurigheid 30 50 cm 38

GNSS Basisbeginselen RTK Bij referentie Coördinaten bekend Ontvangt alle satellieten Zend de GNSS meetdata en coördinaten van referentiestation door naar Rover via communicatielink Bij Rover Ontvangt de GNSS meetdata en coördinaten via communicatielink Rover gaat adhv gegevens de meerduidigheden uitrekenen Nauwkeurigheid 1cm + 1ppm 39

DGPS Ionosfeer Troposfeer x x 40

Netwerk GNSS 41

GNSS Voordelen Bewezen technologie In weer en wind meten, onafhankelijk van licht, regen, mist enz. Eenvoudige configuratie (antenne = coördinaten) GS15 GS10 42

GNSS Nadelen Lagere precisie dan traditioneel landmeten, bijvoorbeeld Total Station Meet niet of slecht in de buurt van bomen / bebouwing of andere obstructies! 43