Øvelser | VG3

Projecter »

Galathea og GPS
4128
Projekt
Øvelser
  1. Hvis transmissionstiden for et GPS-signal er 0,07 sekunder, hvor lang er afstanden så mellem satellitten og modtageren?
  2. Hvis der er en fejl i GPS-satellittens tidsbestemmelse på 5 nanosekunder, hvor stor en fejl giver det så i bestemmelsen af afstanden til satellitten?
  3. Uret i en GPS-modtager har typisk en nøjagtighed på ca. 1 millisekund. Hvis der ikke korrigeres for dette hvor stor en fejl ville man så få på bestemmelse af afstanden til en satellit?
  4. Relationen mellem frekvens (f), bølgelængde (λ) og lysets hastighed (c ) er f/c = λ . For GPS-signalet med frekvensen på 1575,42 MHz er bølgelængden ca. 19 cm, hvad er bølgelængden for det andet GPS-signal?
  5. Når afstanden mellem en GPS-satellit og jordoverfladen er 20.000 km, hvor mange hele bølgelængder er der så mellem satellitten og en modtager på jorden for de to forskellige frekvenser?
  6. En model til korrektion for ionosfærefejlen er: (40.3*TEC) / f2, hvor f er signalets frekvens i Hz og TEC står for total electron content, der er antallet af elektroner estimeret for en cylinder med et tværsnit på 1 meter langs signalvejen. Hvis TEC er 58*1016 elektroner / m2 hvor stor er ionosfærefejlen for de to forskellige GPS-frekvenser?
  7. En studerende ved Københavns Universitet har lavet denne hjemmeside: http://www.heisesgade.dk/comparison.php, hvor man kan se en oversigt for de forskellige GNSS-systemer. Se på oversigten og lav en beskrivelse af nogle af de ligheder og forskelle der er mellem GPS og Galileo. Du kan finde en forklaring på mange af de faglige betegnelser ved at slå dem op på den engelske version af Wikipedia (http://www.wikipedia.org/).

Påvirkning af GPS-signaler i atmosfæren

Når GPS-signaler transmitteres gennem jordens atmosfære udsættes de for en forvrængning på grund af atmosfærens sammensætning, og denne forvrængning betyder at der er en grænse for hvor præcist man kan bestemme positioner ved hjælp af GPS.

Differentiel GPS-positionering

Som nævnt bruges GPS også meget til navigation af skibe og fly. På det åbne hav eller på en transatlantisk flyrute, er kravene til nøjagtighed ikke så store. Men når GPS skal anvendes til for eksempel landing af fly eller af hurtigfærger som skal lægge til kaj, er der anderledes skrappe krav til både nøjagtighed og pålidelighed af positionerne.

Standard GPS-positionering

I alle GPS-modtagere er der indbygget modeller som anvendes til at fjerne så meget som muligt at atmosfærefejlene før de målte afstande til satellitterne anvendes til at bestemme positionen. Normalt kan ionosfæremodellerne fjerne godt 50 % af fejlen, og modellerne for korrektion af fejlen fra troposfære og stratosfære kan fjerne godt 90 % af fejlen. Dermed ligger nøjagtigheden af positioner bestemt med en standard GPS-modtager normalt på 5 - 10 meter i 3D.

GPS og Galileo

GPS bruges i dag til rigtig mange forskellige ting, og det har vist sig at der er et meget stort marked i at sælge GPS-modtagere og tilbehør som blandet andet kort. Derfor er der mange som gerne vil have en del af markedet og blandt andet derfor er et europæisk navigationssystem der minder meget om GPS under udvikling. Vores europæiske system hedder Galileo og det skal efter planen være klart i 2013.