Strona główna » Aktualności » Dokładne pozycjonowanie w analizach naukowców

Dokładne pozycjonowanie w analizach naukowców

Coraz więk­szy wpływ euro­pej­skie­go sys­te­mu Gali­leo na dokład­ność metod pozy­cjo­no­wa­nia obser­wu­ją naukow­cy z Wydzia­łu Inży­nie­rii Lądo­wej i Geo­de­zji WAT. Pre­cy­zja pomia­rów prze­kła­da się na moż­li­wość nawi­ga­cji za pośred­nic­twem takich urzą­dzeń jak tele­fo­ny komór­ko­we, pojaz­dy auto­no­micz­ne, czy dro­ny. Ozna­cza pra­wi­dło­we dzia­ła­nie apli­ka­cji dla spor­tow­ców, inte­li­gent­nych zegar­ków (smar­twatch), koor­dy­na­cję komu­ni­ka­cji miej­skiej.

W zasto­so­wa­niach nauko­wych pre­cy­zyj­ne pozy­cjo­no­wa­nie jest nie­zbęd­ne do reali­za­cji geo­de­zyj­nych ukła­dów odnie­sie­nia, wyzna­cza­nia poło­że­nia środ­ka masy Zie­mi, bada­nia defor­ma­cji sko­ru­py ziem­skiej, ruchów płyt tek­to­nicz­nych, tek­to­nicz­nych ruchów wewnątrz pły­to­wych, moni­to­ro­wa­nia i pro­gno­zo­wa­nia trzę­sień zie­mi oraz erup­cji wul­ka­nicz­nych, gene­ro­wa­nia ska­li cza­su czy bada­nia atmos­fe­ry.

Meto­dy pozy­cjo­no­wa­nia z wyko­rzy­sta­niem Glo­bal­nych Sys­te­mów Nawi­ga­cji Sate­li­tar­nej roz­wi­ja­ją się bar­dzo inten­syw­nie od ponad 10 lat. Powszech­nie zna­ny GPS to ame­ry­kań­ski sys­tem stwo­rzo­ny wie­le lat temu. Na takiej samej zasa­dzie dzia­ła dru­gi w peł­ni ope­ra­cyj­ny rosyj­ski sys­tem GLONASS oraz nowo powsta­ją­ce: euro­pej­ski GALILEO i chiń­ski BDS – choć ich funk­cjo­no­wa­nie warun­ku­ją inne sate­li­ty, na róż­nych wyso­ko­ściach. Zarów­no sys­tem GPS jak i GLONASS prze­cho­dzą obec­nie moder­ni­za­cję, a Gali­leo i BDS są bli­skie osią­gnię­cia peł­nej zdol­no­ści ope­ra­cyj­nej, dzię­ki cze­mu rośnie licz­ba dostęp­nych sate­li­tów i dokład­ność pozy­cjo­no­wa­nia.

Dok­to­rant Damian Kili­szek i dr hab. inż. Krzysz­tof Krosz­czyń­ski z WAT wyja­śnia­ją, że aby zwięk­szyć moż­li­wość zasto­so­wa­nia urzą­dzeń do nawi­ga­cji, koniecz­ne jest współ­dzia­ła­nie kil­ku sys­te­mów pozy­cjo­no­wa­nia. Współ­pra­ca wie­lu sys­te­mów jest waż­na  w trud­nych warun­kach obser­wa­cyj­nych. Takie warun­ki wystę­pu­ją m.in. na tere­nach miej­skiej zabu­do­wy, w cen­trach miast i w obsza­rach zadrze­wio­nych – gdzie two­rzą się kanio­ny, do któ­rych docie­ra sygnał z nie­wie­lu sate­li­tów.

Sygnał wysy­ła­ny przez sate­li­tę dozna­je róż­nych błę­dów, a naukow­cy sto­su­ją róż­ne meto­dy ich eli­mi­no­wa­nia. Naj­czę­ściej sto­so­wa­ną meto­dą są pomia­ry róż­ni­co­we. Pomia­ry te wyma­ga­ją sie­ci sta­cji refe­ren­cyj­nych o zna­nych współ­rzęd­nych. Nawią­za­nie pomia­rów na sta­cje refe­ren­cyj­ne pozwa­la na róż­ni­co­wa­nie obser­wa­cji, dzię­ki cze­mu ist­nie­je moż­li­wość zre­du­ko­wa­nia licz­by błę­dów. W ostat­nich latach upo­wszech­ni­ła się inna meto­da, zwa­na abso­lut­ną i okre­śla­na skró­tem PPP (ang. Pre­ci­se Point Posi­tio­ning). W tej meto­dzie nie trze­ba nawią­zy­wać połą­cze­nia z żad­ną inną sta­cją, moż­na wyko­nać pomia­ry za pomo­cą jed­ne­go odbior­ni­ka.

Każ­da z metod ma swo­je wady i zale­ty. W meto­dzie róż­ni­co­wej od razu otrzy­my­wa­ny jest wynik z wyso­ką dokład­no­ścią, w meto­dzie abso­lut­nej trze­ba odcze­kać pewien czas (czas zbież­no­ści), zanim pew­ne ele­men­ty się odpo­wied­nio sko­re­lu­ją i otrzy­ma­my dokład­ną pozy­cję. Meto­da abso­lut­na z kolei nie wyma­ga żad­nych połą­czeń sie­cio­wych, w tym inter­ne­to­wych, i nie prze­no­szą się błę­dy sta­cji nawią­za­nia.

Roz­wój meto­dy PPP moż­na szcze­gól­nie zaob­ser­wo­wać przy wyko­rzy­sta­niu pomia­rów, któ­re wyko­rzy­stu­ją wię­cej niż jeden sys­tem GNSS. Jeśli do obli­czeń wyko­rzy­stu­je się jed­no­cze­śnie sys­te­my GPS, GLONASS oraz Gali­leo, wów­czas zwięk­sza to licz­bę obser­wo­wa­nych sate­li­tów, popra­wia geo­me­trię i zwięk­sza licz­bę dostęp­nych sygna­łów. Wszyst­ko to prze­kła­da się na więk­szą dokład­ność pomia­rów oraz skra­ca czas zbież­no­ści pozy­cjo­no­wa­nia.

Dokład­ne wyni­ki swo­ich badań naukow­cy opi­sa­li w pre­sti­żo­wym cza­so­pi­śmie „Measu­re­ment”.

Wię­cej na ten temat w cyklu „Naj­lep­sze publi­ka­cje”.

red. Karo­li­na Dusz­czyk