Metody pozycjonowanie

Pozycjonowanie punktowe

Pomiar przy pomocy tej metody wymaga tylko jednego urządzenia pozycjonującego. Urządzenie to śledzi jednocześnie cztery, lub więcej satelitów, by określić swoje współrzędne względem środka Ziemi.
By przy pomocy tej metody określić pozycje punktu, wymagana jest wiedza o współrzędnych minimum czterech satelitów.
Urządzenie pozycjonujące otrzymuje współrzędne satelitów z depeszy nawigacyjnej, podczas gdy odległości do satelitów uzyskiwane są z z kodów C/A, lub P(Y).

Pozycjonowanie punktowe

Pozycjonowanie punktowe Jak już wspomniałem pomiar pseudoodległości zniekształcony jest przez błąd synchronizacji zegara atomowego (satelita) oraz kwarcowego (urządzenie pozycjonujące). Czas zegara atomowego korygowany jest dzięki depeszy nawigacyjnej, natomiast błąd zegara kwarcowego traktowany jest jako czwarty nieznany parametr.
To powoduje, że ilość nieznanych parametrów wynosi 4: trzy to współrzędne urządzenia pozycjonującego, czwarta to błąd zegara odbiornika.

Pozycjonowanie względne (relatywne)

Pozycjonowanie względne, zwane również pozycjonowaniem różnicowym, do śledzenia i wyznaczania współrzędnych satelitów wykorzystuje dwa odbiorniki jednocześnie.
Jeden z dwóch odbiorników, zwany stacją bazową (referencyjną), pozostawiony jest na stałe w miejscu z dokładnie znanymi współrzędnymi. Drugie urządzenie pozycjonujące, zwany odbiornikiem odległościowym może, ale nie musi być pozostawiony nieruchomo w tym samym miejscu, zależy to od rodzaju pomiaru.
Pozycjonowanie względne zapewnia centymetrową dokładność.

Pozycjonowanie relatywne

Pozycjonowanie względne Możemy wyróżnić następujące typy pomiarów relatywnych (względnych):

• Pomiar statyczny (Static),
• Pomiar szybki statyczny (Fast static),
• Metoda "Stop-and-go",
• Metoda pomiaru w czasie rzeczywistym (Real Time Kinematic),
• Różnicowy pomiar GPS (Real-time differential).

Pomiary statyczny (Static)

Pomiar statyczny jest relatywną techniką wyznaczania pozycji, która do pomiaru wykorzystuje dwa, lub więcej urządzeń pozycjonujących, które jednocześnie śledzą te same satelity. Jeden urządzenie pozycjonujące to stacja bazowa (base), która ustawiona jest w punkcie z precyzyjnie znanymi współrzędnymi. Drugi odbiornik tzw. odległościowy (remote), jest ustawiony nad punktem, którego współrzędnych szukamy. Urządzenie bazowy może obsługiwać odbiornik typu remote tak długo jak długo widoczne są cztery satelity, zarówno przez bazę jak i urządzeni pozycjonujące typu remote.

Pomiar statyczny

• Pozycjonowanie statyczne - charakterystyczne cechy:
  • Długość sesji: od kilka godzin do kilku dni,
  • Odległości: od 10 do tysięcy km,
  • Interwał rejestracji: 5 - 10 s.,
  • Dokładność horyzontalna: do 5 mm + 1 ppm.,
  • Dokładność pionowa do 10 mm + 1 ppm.,
  • Sposób opracowania danych: Post-processing.

Pomiar statyczny przy użyciu metody fazowej jest najbardziej dokładną techniką pozycjonowania.

Pomiary szybki statyczny (rapid static)

Pomiar szybki statyczny jest relatywną techniką pomiaru, która opiera się na fazowej metodzie pomiaru pseudoodległości. Pomiar szybki statyczny jest techniką pomiaru podobną do pomiaru statycznego. Różnica polega na tym, że odbiornik odległości (remote) pozostaje w nieznanej lokalizacji tylko przez krótki okres czasu, a następnie przemieszczany jest w inne miejsce z nieznanymi współrzędnymi. Odbiornik bazowy oczywiście pozostaje podczas trwania sesji w miejscu ze znaną lokalizacją.

Pomiar szybki statyczny

• Pozycjonowanie szybkie statyczne - charakterystyczne cechy:
  • Długość sesji: do 10 min.,
  • Odległości: do 15 km,
  • Interwał rejestracji: 1 - 10 s.,
  • Dokładność horyzontalna: do 5 mm + 1 ppm.,
  • Dokładność pionowa do 10 mm + 1 ppm.,
  • Sposób opracowania danych: Post-processing.

Metoda ta stosowana jest, gdy chcemy dokonać kilku pomiarów pozycji ma pewnym niedużym obszarze.

Metoda "Stop-and-go"

Technika Stop-and-go jest również względną techniką pomiaru opartą o metodę fazową. Jak i pozostałe metody relatywne metoda Stop-and-go używa co najmniej dwóch urządzeń pozycjonujących, które śledzą w tym samym czasie te same satelity. Odbiornik bazowy ustawiony jest w miejscu z precyzyjnie znaną lokalizacją, natomiast odbiornik typu remote przemieszczany jest między punktami z nieznanymi lokalizacjami. W każdym taki punkcie odbiornik zatrzymuje się na krótką chwilę, by zebrać potrzebne dane, które póĽniej zostaną wykorzystane do ustalenia pozycji.

Metoda "Stop-and-go"

• Pozycjonowanie metodą "stop and go" - charakterystyczne cechy:
  • Odległość od stacji bazowej: do 10 - 15 km,
  • Interwał rejestracji: sekundowy,
  • Sposób opracowania danych: Post-processing.
  • Inne cechy: wymagana inicjalizacji.

Metoda ta stosowana jest, gdy dokonujemy wielu pomiarów pozycji znajdujących się w niewielkim sąsiedztwie sąsiedztwie odbiornika bazowego.

Metoda pomiaru w czasie rzeczywistym

Metoda pomiaru w czasie rzeczywistym stosuje metodę fazową do pomiaru pseudoodległości oraz jak i poprzednie metody do pomiarów wymaga przynajmniej dwóch urządzeń pozycjonujących (baza oraz odbiornik odległościowy), które w tym samym czasie śledzą przynajmniej 4 satelity. Metoda ta wymaga łącza radiowego o dużej szybkości,lecz daje możliwość wyznaczanie pozycji w czasie rzeczywistym z dokładnością nawet centymetrową.

Pomiar w czasie rzeczywistym

• Metoda pomiaru w czasie rzeczywistym - charakterystyczne cechy:
  • Odległość od stacji bazowej: 10 - 15 km,
  • Interwał rejestracji: 1 s.,
  • Sposób opracowania danych: w czasie rzeczywistym,
  • Inne cechy: wymagana inicjalizacja.

Różnicowy pomiar GPS (DGPS)

DGPS, jak i inne metody relatywne, polega na wykorzystaniu stacji bazowej, który wyznacza na bieżąco poprawki różnicowe dla poszczególnych satelitów, co pozwala na wyeliminowanie większości błędów. Drugi odbiornik (ruchomy) musi mieć możliwość odbioru tych poprawek, np. przez łącze VHF, GPRS. Poprawki są transmitowane w formacie RTCM, lub innym. System ten można stosować zarówno w czasie rzeczywistym, jak i przez póĽniejsze przetworzenie danych.

Pomiar DGPS

• Błędy, które eliminuje DGPS
  • opóźnienie jonosferyczne i troposferyczne,
  • selektywna dostępność (S/A)- wyłączona obecnie,
  • błąd efemeryd,
  • błąd zegara satelity.

DGPS pozwala na osiągnięcie dokładności rzędu 0,5-2 m.

DGPS stosowany jest między innymi w rolnictwie i dynamicznym pozycjonowaniu statku.