GLOBLNE DRUICOV NAVIGAN SYSTMY GDNS MDa L Historick

GLOBÁLNE DRUŽICOVÉ NAVIGAČNÉ SYSTÉMY – GDNS MDa. L

Historický vývoj družicovej navigácie o 1957 v bývalom ZSSR bola vypustená na obežnú dráhu prvá umelá družica. o Laborátoriá Ministerstva obrany USA, pod vedením Johna Hopkinsa vypustili prvú navigačnú družicu na obežnú dráhu 17. septembra 1959 - TRANSIT 1 A. o Navigačný systém TRANSIT bol uvedený do činnosti v roku 1964 prvý družicový rádionavigačný systém, v plnej prevádzke.

Historický vývoj družicovej navigácie o v r. 1967 vtedajšom ZSSR bola vypustená prvá sovietska navigačná družica CYKLON. o Na prelome rokov 1973 - 1974 dochádza k vytvoreniu Amerického systému NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging – Satelitná navigácia využívajúca čas a vzdialenosť).

Historický vývoj družicovej navigácie o 17. august 1974 predložilo ministerstvo obrany USA základnú koncepciu prvého globálneho družicového systému vojenský systém GPS (Global possitioning system ). o prvej polovici 80. rokov sovietsky družicový systém GLONASS (Globalnaja Navigacionnaja Sputnikovaja Sistema).

Historický vývoj družicovej navigácie o 17. júna 1999 začiatok prípravy projektu Európskeho družicového systému GALILEO

Úlohy a nároky kladené na GDNS o Presnosť - 4 družice sú potrebné na zistenie presných súradníc a času (X, Y, Z, T) o Dostupnosť- percento času, počas ktorého je signál dostupný pre použitie o Kontinuita - úroveň výkonu počas doby procesu lokalizácie o Integrita - vierohodnosť a spoľahlivosť

Štruktúra družicového navigačného systému o Základné členenie 3 segmenty: o • kozmický (space), • riadiaci (control), • užívateľský (user),

Kozmický segment o družice umiestnené na dráhe orbitu MEO (middle hearth orbit – stredná dráha orbitu), čo je približne 20 000 km nad povrchom Zeme. o družica je vybavená prijímačom, vysielačom, atómovými hodinami a prístrojmi slúžiacimi pre špeciálne úlohy

Riadiaci segment o tvorí hlavná riadiaca stanica a pozemné kontrolné a monitorovacie stanice o Cieľom segmentu je monitoring funkcií každej družice, sledovanie a výpočet dráhy družice, komunikácia a zaistenie presného chodu atómových hodín

Užívateľský segment o Skladá sa z užívateľských prijímačov, nástrojov a postupov vyhodnocovania a samotných užívateľov. o Prijímače vykonávajú na základe prijatých signálov z družíc predbežné výpočty polohy, rýchlosti a času.

Technológia družicového systému o Každá družica vysiela signál, ktorý obsahuje informácie o svojej polohe a približné polohy ostatných družíc systému. K určeniu aktuálnej polohy prijímač počíta tzv. pseudovzdialenosti, čo sú vzdialenosti medzi prijímačom a viditeľnými družicami (nad obzorom).

Technológia družicového systému o Družice navigačných systémov vysielajú spravidla signál na dvoch frekvenciách z dôvodu eliminovania rušivých vplyvov vrstiev atmosféry. Sú to frekvencie označované ako L 1 a L 2. o L 1: 1575 – 1615 MHz o L 2: 1227 – 1260 MHz

Výpočet vzdialenosti prijímača a družice o Ak prijímač prijíma signály minimálne od štyroch družíc o x, y, z – priestorové súradnice prijímača užívateľa o xi, yi, zi – súradnice konkrétnych družíc o Di – prijímačom vypočítané vzdialenosti ku konkrétnym družiciam o Ti – časový interval, ktorý uplynie medzi vyslaním signálu družice a jeho prijatím prijímačom používateľ

GPS Global possitioning system o 24 družíc o vo výške 20 200 km na 6 obežných dráhach, sklonených vždy o 60 stupňov. o nonstop prevádzka o poskytuje užívateľom informácie o okamžitej polohe, smere a rýchlosti pohybu, ako aj o presnom čase.

GPS Global possitioning system o Garant americké ministerstvá obrany a dopravy, ktoré riadia systém prostredníctvom hlavnej riadiacej stanice v Colorado Springs, 5 monitorovacích staníc a 3 pozemných riadiacich staníc.

Použitie GPS o Prijímače umožňujú užívateľom zistenie polohy statického alebo dynamického objektu na ľubovoľnom mieste na Zemi. o najmä v doprave, bezpečnostných službách, oblasť kartografie a geológie, prípadne v poľnohospodárstve, meteorológií i v informatike.

GLONASS Globalnaja Navigacionnaja Sputnikovaja Sistema o 24 družíc v 3 orbitálnych dráhach vzdialených od seba 120 stupňov po ôsmich družiciach, od seba vzdialené na 45 stupňov, vo výške 19 100 km.

GLONASS Globalnaja Navigacionnaja Sputnikovaja Sistema o správca Ruské vzdušné sily (Russian Space Forces) o centrálne riadený z Krasnoznamensk a pozemných kontrolných centier, riadiacich a stopovacích staníc RF

Použitie systému GLONASS o poskytovanie možnosti zamerania akéhokoľvek objektu na Zemi, presné zisťovanie rýchlosti a času. o pre riadenie leteckej, námornej dopravy, kartografii a geodézii, synchronizácia časových údajov vzdialených objektov.

GALILEO o postupné umiestnenie 30 družíc na 3 orbitálnych dráhach vzdialených od seba 56 stupňov, vo výške 23000 km. o prenos signálu tri frekvencie E 5, E 6, L 1. o

GALILEO o systém je nevládny, bude spravovaný súkromným sektorom. o budovaný spoločnosťou Galileo industries - Alcatel Alenia Space SAS – Francúzsko, Alcatel alenia Space – Taliansko, EADS Astrium Gmb. H – Nemecko, EADS Atrium Ltd – Veľká Británia, Galileo Systemas y Servicios – Španielsko, konzorcium siedmich Španielskych spoločnosti a Thales.

GALILEO o Kontrolné centrum v Oberpfaffenhofene SRN, druhé kontrolné centrum v talianskom Fucine. o Kompetentné na umiestnenie družíc francúzske Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) v Toulouse a Európske kozmické riadiace stredisko ESOC (European Space Operations Centre) v nemeckom Darmstadte

Použitie systému Galileo o Otvorené služby (OS) –prenosných PC a mobilných telefónoch pre lokalizačné účely a navigáciu. o Komerčné služby (CS)–nadštandardné služieby, spoplatnené. o Služby pre „bezpečný život“ (SOF)- nehodové udalosti v doprave.

Použitie systému Galileo o Služby s obmedzením pre verejnosť (PRS)- bezpečnostné zložky (armáda, polícia) o Služby pre pátracie a záchranné zložky (SAR)- núdzové signály na celom zemskom povrchu a následne kooridnácia záchranných akcií

Porovnanie GDNS - GPS, GLONASS, Galileo, COMPASS

Využitie GDNS pre cestného dopravcu o pri sledovaní cestného dopravného prostriedku o pri vytváraní záznamu o priebehu prepravy o pri plánovaní trasy a orientácii v cudzom prostredí o pri ohrození posádky počas prepravy

Využitie GDNS pre železničného dopravcu o pri sledovaní železničného dopravného prostriedku, o zabezpečenia zásielky pred odcudzením, o dokladovanie neporušenosti zásielky počas prepravy,