Az alapok: pozíciómeghatározás
A műholdas globális helymeghatározás elve egyszerűsítve a következő: GPS vevőnkkel észleljük a felettünk keringő műholdakról beérkező jeleket, melyek futásidejéből távolságértékeket kapunk.
A három távolságnak már ki kellene metszenie térben a pozíciónkat, a Föld felszínén.
Akkor mit jelent a korábbi cikkben az, hogy a GPS-es helymeghatározás alapkövetelménye négy műhold jeleinek egyidejű vétele?
A fent vázolt időmérésen alapuló távolság meghatározás, akkor lehet csak pontos, ha az időmérés is pontos. Ehhez az kell, hogy a műholdak és a GPS vevőnk órája szinkronban legyen. Ez azonban sajnos nincs így: az egyik egy nagypontosságú, magas költségű műhold atomórája, a másik egy -az atomórához képest- elhanyagolható befektetést igénylő, vevő óra.
Ezért van szükségünk egy negyedik műhold jeleire, mely kiejti ezt az un. óra hibát, ezáltal szinkronizálva az idő adatokat.
Ahogy a földi, vagy nevezzük "hagyományos" helymeghatározásnál, úgy a műholdasnál is, az új pozíció meghatározásához, valamilyen előre meghatározott, vonatkozási rendszerre van szükségünk, melyeket ismert pontjaink alkotnak, határoznak meg (ilyenek, pl.: a geodéziában használatos alappont hálózatok).
A GPS technológiában ezek az „alappontok” a felettünk keringő műholdak, melyek 12 órás (NAVSTAR) és 11 órás (GLONASS) keringési idejükkel minden nap kétszer ugyanott tűnnek fel az égen, ugyanabban a műholdállásban (napi néhány perces késéssel). A műholdak koordinálását a földi kiszolgálórendszer végzi (GBAS), mely ha kell, folymatos adatcserét végez velük, korrigálja, figyeli azokat. A GBAS figyelőállomásai globálisan vannak elhelyezve, így mindig pontos képpel rendelkezik az egyes műholdak helyzetéről és állapotáról.
Ezeknek az égi „alappontjainknak” is szüksége van egy koordinátarendszerre. Ez a rendszer, egy térbeli derékszögű koordinátarendszer,melynek kezdőpontja a Föld tömegközéppontja, Z tengelye a Föld forgástengelye, X tengelye az Egyenlítő síkjában a
kezdő meridián irányába mutat, az Y tengely ezekre merőleges, velük jobbsodrású rendszert alkot.
1984-ben határozták meg azt a forgási ellipszoidot, mely mai napig a GPS technológiában használatos, a Föld alakjához leginkább simuló forgási ellipszoid, a WGS84 alapfelület (World Geodetic System 1984).
Ezen a forgási ellipszoidon a navigációban megszokott földrajzi szélességi, és hosszúsági koordinátákat, valamint ellipszoid feletti magasságot alkalmazzuk.
Végezetül egy fontos, minden földmérő számára, vevő beszerzéskor elsőként beugró kérdés: Milyen pontos a GPS-szel mért pozícióm?
A GPS rendszer üzemeltetője, az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma (DOD) 100 láb, azaz ~30m-es pozíció meghatározási megbízhatóságot deklarált.
Ennél a tapasztalati értékek jóval biztatóbbak, a vevők minőségétől függően 10-5-sőt 3 méter is elérhető. Ez a megbízhatóság a mérnöki munkáknál nem elegendő, ezért a mért értékeket korrekcióval kell ellátnunk, a kívánt pontosság eléréséhez.
A pontosításról IDE kattintva olvashat!
