[Home Page]

Nové trendy na poli satelitní navigace

PRAHA (30.11.2005) - Poslední listopadový den se v konferenčním sále pražského IKEMu pod záštitou firem Geotronics Praha s.r.o. a Geoline, spol. s r.o.pořádal seminář o nových trendech na poli satelitní navigace a novinkách ve výpočetním programu Groma 8.0, na kterém přednášeli Tomáš Honč, Rudolf Kolář a Jan Sehnal.

24 hodin denně kdekoliv na světě

Stejně jako většina současných technologií prochází i satelitní navigace překotným rozvojem. Systémů satelitní navigace existuje nemalé množství (GPS-NAVSTAR, GLONASS, Tranzit, Parus, GALILEO..), ale jen jeden je v současné době schopen po 24 hodin denně kdekoliv na světě poskytovat informace (nejen) o poloze uživatele. Je to GPS-NAVSTAR, zkráceně jen GPS. Ten pracuje v plném provozu od roku 1995. Přesto, že měl být původně určen jen pro armádní účely, byla tato technologie uvolněna i pro civilní sektor. Takové využití umožnilo až oddělení vojenského P nebo též Y-kódu od civilního L1 kódu. GPS je tedy v současnosti řízen duálně, zvlášť pro vojenskou a zvlášť pro civilní složku. To umožnilo rozsáhlý způsob mezinárodní spolupráce ať už s Evropou (rozdělení frekvencí pro GPS a GALILEO) nebo Japonskem (systém QZSS). Do budoucna se rovněž počítá s propojením GPS a Galilea a tím se zvýšením přesnosti určování polohy.

K významnému kroku vpřed ve zpřístupnění pro civilní sektor došlo v květnu 2000 při vypnutí chyby SA a dále v roce 2005, kdy byl vypuštěn první satelit nové generace (bloku 2RM) nově kódující L2 kód do L2C kódu, který je použitelný i pro nevojenské přijímače. Tím se výrazně zvýší kvalita poskytovaných dat. Druhá frekvence již nebude rekonstruována, ale přímo měřena a navíc se zvýší přesnosti. Celkem by mělo být vypuštěno 8 družic bloku 2RM. Důležitou novinkou je příprava nového bloku 2F (jehož první družice by měla být vypuštěna v roce 2007). Do roku 2012 se plánuje umístění 12 satelitů bloku 2F. Na rok 2012 je také plánováno opuštění stávajícího C/A kódu a jeho nahrazení (překódování) L1C kódem.

S novým blokem 2F bude zavedena i nová frekvence L5. Tím opět dojde ke zpřesnění měření jak při použití klasické metody RTK, ale především při použití sítě referenčních stanic. Budeme-li však chtít preciznější výsledky i bez referenční sítě, nezbývá než počkat na značně vyšší počet satelitů, tedy na propojení GPS-Galileo.

Výhody sítě referenčních stanic oproti klasické RTK metodě

Každého potenciálního uživatele sítě referenčních stanic přirozeně zajímá jaké má výhody oproti klasické RTK metodě. Takřka určujícím kritériem pro většinu firem bude jistě finanční hledisko. Pro měření v síti totiž stačí pouze jeden GPS přijímač (čímž se ušetří hned polovina nákladů). Dále se zvýší efektivita práce, neboť odpadne nutnost obsluhy u referenčního přijímače. Z geodetického hlediska pak bezesporu vyšší přesnost díky síťovým korekcím a hlavně nezávislost na „své“ referenční stanici (tedy na její vzdálenosti a příjmových podmínkách). Dále pak odpadá nutnost zajištění spojení se základnovou stanicí (buď pomocí radiomodemu s vlastní frekvencí nebo GPRS) a je možný monitoring v reálném čase a případné využívání postprocesingových dat. Využití sítě bude důležité pro ty, kteří neměří v reálném čase, ale data zpracovávají až později v kanceláři.

CZEPOS

V současné době na území České republiky Zeměměřický úřad dobudovává síť referenčních stanic CZEPOS. Ta již nyní pracuje ve zkušebním provozu, ale od roku 2007 se již plánuje její úplné zprovoznění a zpoplatnění. Úkolem zkušebního provozu je především ohodnocení přesnosti sítě. Na semináři zatím nebyla prozrazena výše poplatků za její použití, ale předpokládá se, že půjde jen o poplatky hradící náklady na provoz CZEPOSu. Síť zatím obsahuje 22 referenčních stanic + 4 stanice externí, vědecké (Pecný, Plzeň, Ostrava a Brno). Stanice CZEPOSu jsou vybaveny přijímači Leica GRS X 1200 Pro, které zajišťují kontinuální sběr dat po 24 hodin denně. Naměřené údaje se pak posílají do centrálního počítače na Zeměměřickém úřadu v Praze. Chod CZEPOSu zajišťují 3 servery. Hlavní server odpovídá za kontrolu permanentních stanic a za stahování a zálohování dat pro postprocesing. Druhý pak provádí výpočet korekcí v reálném čase a počítá vlastní síťové řešení. Posledním je pak webový server.

Data pro postprocesing

Postprocesingová data jsou poskytována ve dvou formách. Jednak ve standardním formátu RINEX, kde lze data získat přímo od zvolené referenční stanice. Parametry pro stažení jsou časový interval a velikost kroku záznamu (normálně 15 sekund). Druhou možností je virtuální RINEX, který je generován pro virtuální stanici o souřadnicích zadaných uživatelem. Protože se jedná o síťové řešení, poskytuje přesnější výsledky než data RINEX z jedné zvolené stanice.
Víme, že systém CZEPOS je ve zkušebním provozu, ale již nyní nabízí řadu zajímavých služeb. Ty si rozdělme do dvou skupin podle přesnosti na služby RTK (tedy geodetické s centimetrovou přesností) a služby diferenciální GPS (DGPS) s decimetrovou přesností vhodnější spíše pro GIS nebo pro řízení např. zemědělských strojů.

RTK služby jsou poskytovány ve třech možnostech:
1) jako virtuální ref. stanice (tedy se síťovými korekcemi (lineárně interpolovanými)
2) připojení na konkrétní ref. stanici (klasické RTK)
3) FKP, tedy připojení na určitou (vám nejbližší) ref.stanici, ale zároveň poskytování korekcí k několika sousedním

Poskytované korekce pak opravují chyby z polohy satelitů na dráze, chyby z času (posun jednotlivých atomových hodin na každé družici) a hlavně chyby vznikající v ionosféře a troposféře. Bez korekcí je rozptyl určení polohy až 40 cm na základnu dlouhou 23 km, s korekcemi je rozptyl do 5 cm a několikanásobné odrazy. Další službou je „postprocessing“.

Na semináři bylo upozorněno i na zajímavou novinku z výrobní nabídky firmy Trimble, kterou je spojení dvou metod měření. Při jediném výjezdu do terénu lze při klasickém měření s totální stanicí a současně měřit i polohy bodů pomocí GPS. Stačí připevnit GPS přijímač na výtyčku s hranolem.

Technologie H-Star

Technologie H-Star je průlomem v přesnosti DGPS. Měření neprobíhá fázově, ale jako hlavní složky se používá kódový signál. Po zpracování (k němuž je nutná síť ref.stanic) je možné dosáhnout přesnosti do 30 cm s použitím malé interní antény nebo do 20 cm při použití antény na stativu. H-Star technologie má 2 druhy - modely přijímačů a to Pathfinder (přijímač a počítač odděleny) a GeoExplorer (vše v jednom celku). Hlavní výhodou H-Star je, že není nutná dlouhá spojitá doba měření, stačí jen krátké úseky (což například umožňuje i měření v lese).
Mimo korekcí poskytovaných sítí referenčních stanic existuje také satelitní korekční systém EGNOS, který poskytuje korekce pro celou Evropu. S jeho pomocí lze dosáhnout přesnosti kolem 60 cm. Jeho výhodou je především zabudování modulu pro příjem signálu přímo do GPS přijímače, s kterým bez jakékoliv podpory ze země dosáhneme o něco více než půlmetrovou přesnost.
Další informace o síti referenčních stanic najdete na stránkách: http://czepos.cuzk.cz/

GROMA 8.0

Na semináři se hovořilo i novém grafickém rozhraní programu Groma 8.0 a proběhlo zde předvedení zpracování geometrického plánu. Rozhraní je vizuálně i funkčně podobné programu MicroStation, který sloužil jako grafický modul až doposud. Veškeré informace týkající se nového grafického modulu jsou k dispozici na stránkách
http://www.groma.cz/cz/grafika/showpage.php?id=graph.htm.
Na stránkách naleznete také k dispozici demonstrační verze Gromy 8.0, která již nové grafické rozhraní obsahuje.

Semináře na podobné téma budou pokračovat, neboť přechod na nový výměnný formát od 1.1.2006 nahrazuje stávající výměnné formáty. Z tohoto důvodu jsou připravena další školení. Bude se na nich hovořit především o struktuře nového formátu, o komunikačním rozhraní mezi katastrálním úřadem a vyhotoviteli a předběžného importu dat do ISKN. Bude tedy možnost kontroly, jestli vámi vypracovaný geometrický plán úřadem „projde“.

Ondřej Šváb, student
Fakulta lesnická a environmentální České zemědělské univerzity

Ondřej Šváb

vyvěšeno: 12.01.2006
ID článku: 1912

Tento příspěvek zde zveřejnil přispěvovatel Petr Skála a nemusí vyjadřovat názory a stanoviska redakce


Z časopisu Zeměměřič č. 06-01a02
[Server]
GPS
Zajímavosti Z domova
Ze zahraničí
[Pošta]