GPS Global Positioning system
Waarom GPS Problemen nauwkeurigheid met Plaatsbepaling Navigatie Oudere methodes voldeden niet meer Landmarks, Dead Reckoning, Celestial OMEGA, LORAN, SatNav
Het begin van GPS Amerikaanse marine Transit satelliet navigatie voor atoomonderzeeërs Timation tijd-synchronisatie Amerikaanse luchtmacht 621B Gebruikte technieken vormen de basis van NAVSTAR GPS
NAVSTAR GPS Joint Program Office Initiatief van US DoD verbetering van de efficiëntie goedgekeurd op 17 december 1973 Initial Operational Capability: 8 dec 1993 Full Operational Capability: 27 april 1995 superprecies en wereldwijd en gratis
Onderdelen van GPS Ruimte segment Controle segment Gebruikers segment
Ruimtesegment 24 satellieten (meer is mogelijk) minimaal 5 satellieten zichtbaar 6 omloopbanen duur omloopbaan 24 uur hoogte 20.200 km 1978-1985: 11 Block I satellieten (test) 1989-1994: 24 Block II / IIA satellieten vanaf 1997: Block IIR satellieten (8) 2006: Block IIF satellieten
Controlesegment (OCS) verantwoordelijk voor operationele staat van het ruimte segment tijdsynchronisatie en correctie gegevens toepassing van S/A (selective availability) 1 master control station 5 monitor stations 4 uplink stations
Gebruikerssegment aanvankelijk alleen militaire gebruikers ontwikkeling van civiele apparatuur Golfoorlog: toepassing van handhelds
Hoe werkt GPS Satellieten als refentiepunten driehoeksmeting meten van de afstand tijdsbepaling satellietposities fout correctie
Satelliet signalen 2 frequenties L1 Standard Positioning Service (SPS) L2 Precise Positioning Service (PPS) SPS is voor civiel gebruik C/A code (Coarse Acquisition) 1023 bits (1 ms) Pseudo Random Noise (PRN) Code Uniek per satelliet Navigatie bericht 50 Hz signaal, totale duur min. 12,5 min
Navigatie bericht data frames van 1500 bits 5 subframes van 300 bits per data frame 1: klok correctie gegevens 2 & 3: omloopgegevens deze satelliet 4: andere gegevens (bv. UTC offset) 5: almanak gegevens van alle satellieten
Pseudo range navigatie GPS ontvanger vergelijkt PRN code in een schuifregister, totdat er correlatie is Verschil tussen de startposities van de PRN code is de pseudo range Pseudo range + omloopgegevens bepalen afstand tot satelliet 4 satellieten bepalen 3 dimensionale positie en de tijd Met de tijd wordt de klok gelijk gezet Positie wordt berekend in ECEF XYZ coordinaten (Earth-Centered, Earth-Fixed)
ECEF X, Y, Z -> ellipsoide coordinaten
Ontvanger positie, snelheid en tijd ECEF XYZ wordt geconverteerd naar geodetische breedte, lengte en hoogte World Geodetic System 84 (WGS84) wordt door GPS als referentie ellipsoide gebruikt Snelheid wordt berekend uit verandering in positie en Doppler verschuiving Satelliet tijd wordt geconverteerd naar GPS tijd in de ontvanger UTC tijd wordt berekend uit de GPS tijd GPS ontvanger is geen kompas
Nauwkeurigheid Foutbronnen: te verbeteren met DGPS EGNOS/WAAS (Wide Area Augmentation System)
Satellietgeometrie Ontvanger kiest 4 beste satellieten
Selective availability (S/A) Kunstmatige fout omdat de nauwkeurigheid van GPS te goed was tot 2 mei 2000 (met dank aan Clinton) DoD kan nu de GPS signalen regionaal beinvloeden Kan weer teruggedraaid worden...
GPS Positie en hoogteweergave
Verschillende coordinatenstelsels
Kaartdatum niet de datum van de kaart model van het coordinatenstelsel er zijn verschillende modellen van de aarde (ellipsoiden) welke ellipsoide is gebruikt waar is de ellipsoide geplaatst
Vorm van de aarde geoide ellipsoide WGS84: a=6378137.0 m b=6356752.3 m
Referentie ellipsoide
Diverse kaartdatums vs. WGS84
Relatie kaartdatums in Nederland
Geodetische hoogte
WGS 84
Grid rechthoekig lijnenstelsel op een kaart UTM grid Rijksdriehoekmeting ellipsoide van Bessel 1841 centraal punt Lieve Vrouwentoren te Amersfoort RD-coordinaten X=155000, Y=463000
GPS ontvanger Standaard Waypoints Routes Tracks Communicatie (async) Waypoints, routes, tracks DGPS NMEA Maps Mapping support Autorouting WAAS, EGNOS
Software (Windows) Mapsource OziExplorer EasyGPS G7ToWin
Internet www.trimble.com/gps/ www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps_f.html www.gpsinformation.org/dale/wgarmin.htm gpsinformation.net/ www.gpstracks.nl/ www.confluence.org/ www.geocaching.nl/ www.staatsbosbeheer.nl/doe www.garmin.com GPS guide for beginners Introduction to Geocaching GOOGLE Nieuwsgroepen