Sadržaj predmeta

Satelitsko pozicioniranje

Šifra:

32877

Kratica:

B35A01

Visoko učilište:

Geodetski fakultet

ECTS bodovi:

5.0

Opterećenje:

30(P) + 30(V)

Nositelji:

Full Professor Željko Bačić, PhD

Izvođači:

Full Professor Željko Bačić, PhD (P)

Associate Professor Danijel Šugar, PhD (P, V)

Zvonimir Nevistić (V)

Opis predmeta:

Usvajanje teorijskih i praktičnih znanja o Globalnim navigacijskim satelitskim sustavima i njihovoj primjeni u navigaciji i pozicioniranju s posebnim naglaskom na geodetske primjene. Ishodi učenja na razini programa kojima predmet pridonosi <ul><li>Razumjeti ulogu geodezije, geoinformatike i prostornih podataka u suvremenom svijetu, poznavati mjerne sustave, metode i tehnologije mjerenja i prikupljanja prostornih podataka. <li>Ovladati pravilnim rukovanjem geodetskim instrumentima i odgovarajućim mjernim priborom i izvođenjem geodetskih mjerenja. <li>Uspostavljati geodetske mreže za potrebe geodetskih izmjera i iskolčenja na način koji osigurava zahtjevanu kvalitetu provedenih radova u prostoru. <li>Donositi zaključke na temelju obavljene računske obrade i interpretacije podataka geodetskih izmjera i dobivenih rezultata. <li>Izrađivati službene javne isprave, izvještaje, grafičke i kartografske prikaze s rezultatima izmjere prostornih objekata. <li>Pratiti i usvajati nova tehnološka dostignuća u području geodetske izmjere, geoinformacijskih sustava i usluga temeljenih na položaju te promjene propisa, normi i standarada.</ul> Očekivani ishodi učenja na razini predmeta <ul><li>ovladati konceptima satelitskog pozicioniranja i njihove implementacije u globalnim navigacijskim satelitskim sustavima (GNSS), <li>objasniti gibanje satelita u orbitama te Keplerove i Newtonove zakone, <li>pisati sustave satelitskog pozicioniranja, strukturu, vrste i propagaciju GNSS signala te izvore pograšaka, <li>razlikovati mjerenja s kodovima i fazama te poznavati različite matematičke modele korištene za apsolutno i relativno pozicioniranje. <li>savladati uporabu te planirati, pripremiti i provesti statičko i kinematičko mjerenje s GNSS uređajima, <li>obraditi GNSS mjerenja (vektore) i izjednačiti mrežu te izraditi tehničko izvješće projekta sukladno važećim propisima.</ul> Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave Sadržaj predavanja (po dvo-satnim predavanjima): <ol start="0"><li>Organizacija predmeta - upoznavanje s nastavnicima, sadržajem predmeta, literaturom, raspredom i vremenikom izvođenja nastave, korištenja e-učenja, obvezama i pravima studenta, načinom provjere znanja, pravilima ponašanja na nastavi i statistikom predmeta prethodnih godina. <li>Uvod u satelitsko pozicioniranje - koncept, povijesni pregled, sustavi satelitskog pozicioniranja u prošlosti, globalni navigacijski satelitski sustavi (GNSS) današnjice (sažeti pregled), temeljna jednadžba satelitskog pozicioniranja, prednosti i ograničenja sustava za satelitsko pozicioniranje. <li>Referentni sustavi - temeljna jednadžba određivanja udaljenosti, koordinatni sustavi (zvjezdani i terestrički), gibanje referentnih vektora, transformacije između sustava, skale vremena, kalendar, GPS datum. <li>Orbite satelita - utjecaj točnosti određivanja orbita na točnost pozicioniranja, neporemećene putanje satelita, Keplerovi zakoni, Newtonovi zakoni, poremećene putanje satelita i poremećajna ubrzanja, sustavi za praćenje satelita i određivanje orbita, parametri za računanje (efemeride) putanja i položaja satelita. <li>Atmosfera i propagacija signala satelita - građa atmosfere, elektromagnetski signali i njihova propagacija kroz atmosferu, fazna i grupna brzina, ionosferska refrakcija, totalna količina elektrona (TEC) i eliminacija efekta TEC-a, troposferska refrakcija, višestruka refleksija signala satelita, pomak i variacija faznog centra antene. <li>Globalni pozicijski sustav (GPS) - definicija, povijest GPS-a, segmenti, svemirski segment, kategorije i karakteristike satelita, signal satelita, kontrolni segment, ograničenja točnosti i pristupa, korisnički segment, prijamnici, servisi za korisnike. <li>Drugi GNSS sustavi - Ruski sustav GLONASS (konfiguracija, sateliti, signali, segmenti, servisi, status), europski sustav Galileo (planirana konfiguracija, servisi, status), kineski sustav Beidou 2 (konfiguracija, servisi, status), indijski sustav IRNSS (konfiguracija, servisi, status) i japanski sustav QZSS (konfiguracija, servisi, status). <li>GPS signal i opažanja - oscilatori, komponente signala, PRN kodovi i njihove karakteristike, obrada signala, antene GPS prijamnika, tehnike obrade signala, opažanja: kodne udaljenosti, fazne uda ljenosti, pridobivanje opažanja. <li>Pogreške opažanja, kombinacije mjerenja, matematički modeli - izvori i karakteristike pogrešaka opažanja, Standardni servis pozicioniranja, karakter pogrešaka opažanja. Kombinacije podatak: linearne kombinacije faze, kombinacije faznih i kodnih pseudoudaljenosti. Matematički modeli: apsolutno određivanje položaja točke, diferencijalno određivanje položaja točke, relativno određivanje položaja točke. <li>Relativno pozicioniranje i mjerenje s GPS-om - diferenciranje mjerenja, jednostruke, dvostruke i trostruke razlike, korelacija faznih razlika. Statičko i kinematičko relativno pozicioniranje, inicijalizacija kinematičkog mjerenja. Tehnike opažanja, parametri, apsolutno pozicioniranje, diferencijalni GPS, relativno pozicioniranje: statičko, brzo statičko, kinematičko, pseudokinematičko, kinematičko u realnom vremenu. <li>Priprema i izvođenje GNSS mjerenja - projektiranje mreže, definiranje prozora opažanja, definiranje sesija, pripremni radovi na terenu, organizacija mjerenja. Izvođenje mjerenja: kalibracija opreme, opažanja, kontrole. Propisi koji određu uporabu GNSS-a za geodetska mjerenja. <li>Obrada GNSS mjerenja I - prijenos podataka, detekcija skoka u cijelom broju valnih duljina, programski paketi za obradu GNSS mjerenja, obrada baznih linija, obrada statičkog mjerenja, obrada kinematičkog mjerenja, kontrola kvalitete obrade mjerenja, optimiranje obrade vektora. <li>Obrada GNSS mjerenja II - programski paketi za izjednačenje GNSS mreža, korelacija i odabir ulaznih vektora, izjednačenje GNSS mreže, kontrola kvalitete, tehničko izvješće, sadržaj tehničkog izvješća, propisi. <li>Permanentne GNSS mreže, poboljšani GNSS sustavi i GNSS servisi - koncept permanentnih GNSS mreža, razvoj, specifičnosti, servisi, hrvatska permanentna GNSS mreža CROPOS, pregled poboljšanih GNSS sustava, njihove namjene i specifičnosti, GNSS servisi, GNSS publikacije.</ol> Sadržaj vježbi (po zadacima unutar projekta): 1. zadatak - priprema, izvođenje i obrada statičkog mjerenja (12 sati) - upoznavanje s instrumentarijem, planiranje opažanja, priprema instrumentarija, provedba mjerenja, upoznavanje s programskim paketom za obradu mjerenja, prebacivanje podataka na računala, kreiranje projekta, obrada vektora, interpretacija rezultata i izrada 1. dijela tehničkog izvješća. 2. zadatak - priprema, izvođenje i obrada kinematičkog mjerenja (8 sati) -planiranje opažanja, priprema instrumentarija, provedba mjerenja, prebacivanje podataka na računala, kreiranje projekta, obrada vektora, interpretacija rezultata i izrada 2. dijela tehničkog izvješća. 3. Zadatak - priprema i izjednačenje izmjerene GNSS mreže (8 sati) - priprema projekta, konfiguriranje mreže (eliminacija koreliranih mjerenja), provedba izjednačenja uz eliminaciju grubih pogrešaka, interpretacija rezultata i izrada 3. dijela tehničkog izvješća. Praćenje rada studenata <ul><li>Pohađanje nastave - 1,5 ECTS-a <li>Kolokviji - 1,0 ECTS <li>Usmeni ispit - 1,5 ECTS-a <li>Pismeni ispit - 1,0 ECTS</ul>

Obavezna literatura:

1. Bačić, Ž. i Bašić, T: Satelitska geodezija (interna skripta), Geodetski fakultet, Zagreb, 1999.

2. Bačić, Ž.: Satelitsko pozicioniranje, Geodetski fakultet, Zagreb, 2008 (skripta u pripremi)

Preporučena literatura:

3. Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H., Colins J.: GPS Theory and Practice, 2001.

4. Bilajbegović, A., Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H.: GPS u teoriji i praksi, 2000.

5. Burša, M.: Satelitska geodezija I i II

6. www.iers.org/links/geo/geodesy/tech-gps_cont.html, GPS links

7. www.dgu.hr - Državna geodetska uprava - dokumenti i propisi

8. www.geoinformatics.com - stručni članci iz područja sateliskog pozicioniranja

Ishodi učenja:

1. Ovladati konceptima satelitskog pozicioniranja i njihove implementacije kroz globalne navigacijske satelitske sustave (GNSS)

2. Objasniti referentne sustave potrebne za gibanja satelita i poremećaje koji djeluju na to gibanje

3. Opisati sustave satelitskog pozicioniranja, strukturu, vrste i propagaciju GNSS signaka te izvore pogrešaka

4. Razlikovati mjerenja s kodovima i fazama te poznavati različite matematičke modele korištene za apsolutno i relativno pozicioniranje.

5. Savladati uporabu te planirati, pripremiti i provesti statičko i kinematičko mjerenje s GNSS uređajima

6. Obraditi GNSS mjerenja (vektore) i izjednačiti mrežu te izraditi tehničko izvješće projekta sukladno važećim propisima.

Preduvjeti za upis predmeta:

Geodetski referentni okviri (položen)

Analiza i obrada geodetskih mjerenja (položen)

Legenda

P - Predavanja

V - Vježbe