image

GPSstálý odkaz / permalink

31.08.2017
image

GPS systém funguje díky satelitům na oběžné dráze ve výšce 20.200 km nad Zemí. GPS přijímač potřebuje pro určení polohy v prostoru signál nejméně ze čtyř satelitů. Při létání je běžně vidět více družic. Každá družice má na své palubě atomové hodiny. Vysílá svou aktuální polohu. GPS přijme signál z každé družice a z rozdílů doby přenosu od jednotlivých družic vypočítá pomocí trigonometrických výpočtů vlastní polohu v prostoru. Hladina oceánu však netvoří ideální kouli. Proto má GPS v sobě uložen nějaký tvar Země a podle toho, kde na zemským povrchem se GPS nachází, dopočítává se nadmořská výška. Nejpoužívanějším modelem Země je World Geodetic System WGS84. I v tomto znázornění však existují chyby v rozmezí od -100m do +70m ve vztahu ke geoidu, vzhledem k tomu, na jakém místě planety se právě nacházíte. (Geoid je nejlepší definicí průměrné hladiny moře MSL - Mean Sea Level)


Přesnost určení zeměpisné polohy pomocí GPS se udává +-15 metru. Určení polohy znepřesňují poruchy v ionosféře (+-5m), nepravidelnosti oběžných drah družic (+-2.5m), chyby atomových hodin (+-2m), cesta rádiového signálu více kanály (+-1m), vliv troposféry (+-0.5m), chyby výpočtu (+-1m). Ve svislém směru je chyba trojnásobná. Přesnost určení nadmořské výšky je tedy +-45 metru.

Pro zpřesnění stávajícího systému GPS jsou používány různé systémy založené na pozemních stanicích, u kterých je známa jejich poloha, a systém tuto polohu porovnává s polohou vypočtenou pomocí signálu GPS. Rozdíl je k dispozici jako korekce (zpřesnění) pro poblíž naměřené pozice. Pro GPS byly vyvinuty doplňkové systémy: v Americe WAAS - Wide Area Augmentation System, v Evropě EGNOS - European Geostationary Navigation Overlay Service, v Japonsku MSAS - Multi-functional Satellite Augmentation System. Používáním těchto systémů jsou přijímače GPS schopny zkorigovat svou vlastní pozici na mnohem přesnější hodnotu, typicky 1.5 až 2 metry. Takové přesnosti může dosahovat i údaj o nadmořské výšce.

image

Mimo přesnosti určení polohy je u GPS omezujícím faktorem také počet měření v čase. Běžně poskytují GPS čidla údaj o poloze jednou za sekundu. To může být v mnoha případech málo. Výhodnější je GPS s vyšší frekvencí měření.

Mám-li GPS pracující s EGNOS (nebo WAAS v Americe), mohu počítat s přesností určení nadmořské výšky 2 až tři metry, pokud GPS se zpřesňujícím signálem nepracuje, bude přesnost určení výšky pro modelářské účely nepoužitelná. Musím však počítat s tím, že se přesnost s místem a časem může významně měnit. Založit tak na údajích GPS srovnávání třeba soutěžních letů nebo hlídat výškové limity bude problematické. Přesnost určení výšky letu nad terénem může být ve výškách modelářského provozu ideálně 1%, bežně 3% a za horších podmínek klidně i 10%. -

Technické podmínkystálý odkaz / permalink

28.10.2017
image

GPS systém funguje díky satelitům na oběžné dráze. GPS přijímač potřebuje pro určení polohy na družice vidět.


Čidlo GPS obsahuje čtvercovou anténu, ta by měla na modelu směřovat směrem vzhůru a nemělo by jí nic stínit. Stínit mohou kovové předměty jako motor, spojovací trubky křídla, táhla z ocelových lanek, díly podvozku, akumulátory a podobně. Stínit mohou uhlíkové díly, pásky, dráty, kompozit s uhlíkovou tkaninou. Signálu naopak nevadí plasty, skelný laminát, dřevo v malé tloušťce. Stínit mohou i potahovací folie nebo laky s významným podílem kovového pigmentu.

Je jedno, jak je anténa a celé čidlo "koukající" kolmo nahoru natočeno kolem svislé osy. Směr pohybu se neodvozuje z jeho polohy vůči modelu, čidlo nemá žádný směr "ve směru letu".

Za běžného provozu chvilku trvá, než se čidlo aktivuje. Přístroje se mohou i výrazně lišit, některý to zvládne rychle, některému je třeba dát i minutu po zapnutí, než začne fungovat.

S modely letadel se běžně létá na volném prostranství, kde je výhled na družice dobrý. Pokud se GPS přijímač ocitne třeba v lese, jeho přesnost klesne z 1.5 metru třeba na 15 metrů. V budově nebude GPS fungovat prakticky vůbec. Z toho plyne podmínka, že při montáži GPS do modelu je třeba při zkoušení systému s GPS vyjít z dílny ven pod oblohu. Pokud chcete vyzkoušet indikaci směru pohybu, nestačí model jen natočit do nějakého směru, musíte s ním začít pohybovat, třeba s modelem v ruce jít nějakým směrem a je jedno, kam kouká předek modelu.

Přesnost, kterou udává prodejce, je přesnost maximálně dosažitelná. Jak bylo popsáno výše, může přesnost podle podmínek příjmu klesnout.


zpátky na: Měření, analýzy


přehled kapitol:

  1. Měření, analýzy
  2. GPS

(zveřejněno v rubrice Modely letadel | Měření)