Waas egnos что такое

Waas egnos что такое

WAAS – глобальная система дифференциальных поправок.

Система EGNOS в России.

Планируется, что через несколько лет общее количество геостационарных спутников всех SBAS систем может достигнуть 19-и.

Работоспособность EGNOS в России

Европейский аналог WAAS называется EGNOS. Система EGNOS включает 3 геостационарных спутника, принадлежащих двум компаниям Artemis и Inmarsat, каждая из которых имеет свою независимую сеть наземных станций.

Как видно из таблицы, возвышение спутников в Москве 25-30 градусов. Фактически, спутники находятся не намного выше уровня горизонта. Поэтому в лесу и городах с плотной застройкой, сигнал со спутников EGNOS будет недоступен для приема навигационной аппаратуре. Чем восточнее находится пользователей, тем меньше становится угол, и соответственно, тем сложнее «увидеть» сигнал Но все же основная проблема заключается не в видимости спутников, а в отсутствии на территории России сети наземных станций для вычисления поправок. Более того, в России нет ни одной базовой станции. Поэтому в составе корректирующих сообщений EGNOS нет данных для «узловых» точек, относящихся к территории России. Исключение составляют западные приграничные территории, которые «захватываются» действием базовых станций, расположенных в Норвегии и Польше.

В качестве экспериментального оборудования использовались две двухчастотные OEM платы геодезического класса, производства «Trimble». Антенна была установлена на 17-и этажном здании, вдали от небоскребов и других высотных зданий, которые бы могли ограничить видимость геостационарных спутников. Приемники были подключенные к одной стационарной GPS антенне. Для проведения сравнительного анализа, на одном из них был отключен режим WAAS. Запись данных осуществлялась в течение 1,5 часов. На момент тестирования были видимы и использовались поправки с двух спутников Egnos под номерами 124 и 126. Поправки передавались для 7 из 9 видимых GPS спутников. GPS cпутники под номерами 22 и 31 находились над Восточной частью России и не могли быть «видимы» в Европе, где расположена сеть наземных измерительных станций.

Статистические данные эксперимента

Из графиков распределение позиции и результирующей таблицы видно, что включение WAAS режима (график справа) увеличивает горизонтальную ошибку фактически в два раза. При этом вертикальная ошибка фактически остается не изменой.

Использование Egnos в Garmin

Абсолютно такая же ситуация повторилась и в условиях, при которых проводился эксперимент для OEM приемников – крыша 17-этажного здания и идеальная видимость «на экватор». За два часа работы, приемник так и не смог переключиться в DGPS режим.

Использование Egnos в GlobalSat

В разделе «DGPS source» пункта «SiRF» следует выбрать источник поправок «SBAS» и нажать «Set». После этого в окне появится информация с перечислением номеров GPS, соответствующие им поправки измерений псевдодальностей и время прошедшее с момента получения последней поправки. Пока корректирующие данные SBAS спутников не получены, время равно 0 сек.

В разделе «SBAS» пункта «SiRF» необходимо выбрать номер SBAS спутника, либо установить «Auto» режим, при котором приемник самостоятельно найдет передающий поправки спутник. Для территории Европы и России, это спутники под номерами 120, 124 и 126. Стоит учесть, что спутники Egnos, и сама система в целом, находятся в тестовом режиме. Поэтому система может периодически переключаться между «нормальным» и «тестовыми» режимами. При этом смена режимов может происходить в любое время, пользователи никак об этом не информируются, а передаваемы данные могут не соответствовать заявленной спецификации.

После окончании работы с «SirfTech», необходимо восстановить протокол «NMEA» с которым работает большинство навигационных программ. Возврат к «NMEA» протоколу осуществляется через пункт «Switch to NMEA protocol» раздела «Sirf»

Аналогично GPS навигатору Garmin, приемник GlobalSat ВТ-338 тестировался разных условиях – «чистом» поле, при отсутствии поблизости деревьев и высотных зданий, которые могли бы блокировать сигнал с EGNOS спутников, и на крыше 17-и этажного здания. В обоих случаях поведение приемника было одинаковым. В настройках «SBAS» был выбран спутник под номером 124, установлен режим «Integrity» и таймаут «Default». Первый сигнал был получен через 2-3 минуты, но наблюдение за его уровнем (С/No) свидетельствовало о нестабильности его захвата – значение параметра варьировалось от 6 до 23 дБ, и периодически «обнулялось».

Такой нестабильный прием сигнала не позволял приемнику набрать какие-либо корректирующие поправки для GPS спутников, о что подтверждала не изменяющаяся информация на странице «DGPS source».

Можно с определенной долей уверенности сказать, что в Москве, использование сигналов WAAS не только не улучшает, а даже ухудшает точность определения позиции. По крайней мере в профессиональной навигационной аппаратуре. Это объясняется отсутствием в России сети базовых станций, которые бы могли правильно и точно вычислять ионосферные задержки и через геостационарные спутники ретранслировать их пользователям. Передаваемые поправки псевдодальностей, измерены и вычислены для спутников, расположенных над территорией Европы. Бытовые GPS навигаторы, в отличие от геодезических более «чувствительны» к любым изменениям в структуре и содержании данных EGNOS. Учитывая, что EGNOS функционирует в тестовом режиме и соответственно допускаются любые эксперименты в передаваемых данных, можно предположить, что GPS навигаторы просто не могут правильно декодировать сигнал. В случае, когда система работает в нормальном режиме, сигналы Egnos принимаются и обрабатываются, но как подтвердил эксперимент, точность позиционирования не улучшается. В то же время, в GPS конференциях Интернета, некоторые пользователи писали о том, что в Питере включение режима WAAS, несколько улучшает точность. Это объясняется наличием поблизости базовой станции, размещенной в Норвегии.

В качестве исходного материала использована статья с сайта » GPS portal«

Источник

Измерение площади полей. Измерение площадей и расстояний
Замер полей. Системы параллельного вождения

WAAS/EGNOS – глобальная система дифференциальных поправок

Система WAAS (Wide Area Augmentation System) служит для повышения точности позиционирования навигационных GPS систем. Принцип действия системы несколько отличается от обычного DGPS режима в котором используются корректирующие поправки с наземных базовых станций, передаваемые по каналам GPRS, УКВ и т.п.

В случае с WAAS, сигнал с поправками ретранслируется с геостационарных спутников, и обрабатывается навигатором с помощью одного из GPS-каналов. Это возможно благодаря тому, то сигнал WAAS передается на той же частоте, что и сигнал C/A L1 системы GPS, и имеет схожую структуру кодирования.

Если ошибки траектории и ухода часов спутников не зависят от текущего местоположения пользователя и учитываются в вычислениях позиции одинаково, то атмосферные задержки во многом определяются спецификой местности. Более того, с учетом модернизации космических аппаратов и наземных сегментов GPS, за последние несколько лет уровень «системных» ошибок значительно снизился. Поэтому основной вклад в общую ошибку позиционирования вносят именно атмосферные ошибки, связанные с задержкой распространения сигнала при прохождении ионосферного и тропосферного слоев.

Любой из геостационарных спутников SBAS (системы WAAS, EGNOS и т.д) покрывает ограниченную территории, соответственно он может передавать информацию только для 3-4 зон. Эти ограничения связано с территориальной принадлежностью систем и расположением сети базовых станций WAAS, определяющих точность моделирования поправок. Считается, что каждая станция эффективно «покрывает» окружающую территорию радиусом 400-500 км. Время передачи данных с базовых станций на геостационарные спутники WAAS составляет несколько секунд. В рабочем режиме, обновление данных связанных с ошибками часов и эфемерид осуществляется с периодом 2 минуты. Данные ионосферные задержек обновляются несколько реже, потому что изменяются во времени значительно медленнее. Для вычисления значение ионосферной ошибки в текущем местоположении GPS приемник использует данные 4-х соседних «узловых» точек. Если текущее местоположение находится в непосредственной близости от «узловой» точки, то дополнительные вычисление могут не понадобится.

Вторая немаловажная роль систем SBAS заключается в контроле целостности и работоспособности GPS спутников. Если по каким то причинам, GPS спутник стал передавать неправильную информацию, либо ошибки навигационных измерений превышают допустимые значения, то ему должен быть присвоен статус «больной», чтобы исключить из алгоритмов вычисления позиции. Все GPS приемники используют информации о «здоровье» спутников из специальных полей альманаха и эфемерид, данные которых корректируются с управляющих наземных GPS станций раз в несколько часов. Соответственно, наземный сегмент системы GPS не может оперативно отреагировать на проблемы в работы спутников, и донести эту информацию до пользователей. Вспомогательная система WAAS может передать эти данные в течении нескольких минут.

Навигационные приемники идентифицирую геостационарные спутники WAAS по номерам, значение которых больше 32. Номера с 1 по 32 строго закреплены за спутниками GPS и привязаны к псевдошумовому коду (PRN)

Ниже приведена таблица соответствий между названием спутника, его номером и идентификационным номером, который используется в приемниках «Garmin». Координаты каждого спутника определены только значением долготы, так как широта экватора соответствует 0 градусов.

Планируется, что через несколько лет общее количество геостационарных спутников всех SBAS систем может достигнуть 19-и.

Источник

Дополнительные средства повышения точности GPS-приемника, спутниковые дифференциальные подсистемы WAAS, EGNOS, MSAS.

Погрешности определения дальностей до спутников системы GPS примерно одинаковы для небольшого, ограниченного района. Поэтому с помощью эталонного GPS-приемника, расположенного в точке с заранее точно известными координатами, можно определить так называемые дифференциальные поправки кпсевдодальностям. И уже с их помощью уточнить позицию, определяемую любым GPS-приемником, работающим в данном районе.

Дополнительные средства повышения точности GPS-приемника, спутниковые дифференциальные подсистемы WAAS, EGNOS, MSAS.

Дифференциальная GPS.

Такая технология называется дифференциальной GPS, или DGPS. Разумеется, чем ближе приемник находится к эталонному месту, тем выше точность, поэтому дальность действия такой системы ограничена. Поправки передаются в специальном формате RTCM SC-104 (Radio Technical Commission for Maritime Services). В простейшем случае для передачи поправки используется радиомодем.

В зависимости от способов передачи создаются различные сети станций DGPS, как бесплатные, так и коммерческие, или корпоративные. Наиболее широко распространена бесплатная морская сеть DGPS, передающая поправки по радио на частотах 285—325 кГц. Изначально созданная береговой охраной США и Канады на базе бывших радиомаяков, она развернута вдоль побережий и внутренних водных путей многих стран.

Структура дифференциальной системы GPS.

Когда говорят об обычных приемниках DGPS, имеют в виду именно эту систему. С ее помощью точность повышается до 5 метров. Кроме того, дифференциальная поправка подскажет и об аварийных отклонениях сигнала GPS-приемника, обеспечивая контроль непрерывности навигации и повышая ее надежность. Частота ближайшей дифференциальной станции вводится вручную или производится ее автоматический поиск. Приемники дифференциальной поправки, совместимые с большинством потребительских GPS-навигаторов, можно найти на сайтах многих изготовителей.

Коммерческие дифференциальные системы существуют, в частности, в некоторых европейских странах. Во многих случаях стоимость услуг зависит от заказываемого уровня точности. Чаще всего передача поправки осуществляется в УКВ-диапазоне, сигналы кодируются, аппаратура для их приема и подписка с ключами расшифровки поставляется владельцами систем. В некоторых системах используется передача через спутники. Корпоративные дифференциальные системы создаются для обеспечения каких-либо работ, например геодезических, а также спортивных соревнований, точных замеров скорости и так далее.

Стоимость OEM-платы дифференциальной поправки вместе с GPS-платой, к примеру, фирмы Motorola не превышает нескольких сот долларов. Для передачи данных можно использовать любое модемное соединение, радиомодем, проводное, радио, сотовый модем и так далее. В любом случае недостатками DGPS остаются ограниченный радиус действия и необходимость отдельного GPS-приемника для поправок.

Спутниковые дифференциальные подсистемы широкого радиуса действия WAAS, EGNOS, MSAS.

Система WAAS.

Более современная, работает с 2003 года, американская система WAAS (Wide Area Augmentation System) и ее аналоги используют несколько другой метод расчета поправок. Данные об отклонении сигналов GPS собираются не одиночной дифференциальной станцией для небольшого района, а целой сетью наземных станций, на территории США — 25 станций, и передаются на две главные станции, где производится их обработка и вычисляются поправки для всей зоны покрытия.

Полученные данные транслируются потребителям через один или два геостационарных спутника. Частота сигнала та же, что и GPS, поэтому для приема поправки WAAS не нужен отдельный приемник. Работу с WAAS поддерживает большинство современных моделей GPS-приемников, даже портативных. WAAS бесплатная система, была разработана для повышения точности и надежности захода на посадку самолетов гражданской авиации (precise approaches), но доступна всем гражданским пользователям. Высокая точность местоположения —до 3 метров в горизонтальном и вертикальном направлениях, при использовании WAAS обеспечивается в течение 95 % времени.

Существуют два ограничения при использовании WAAS. В отличие от спутников GPS, сигналы геостационарных спутников, особенно при низких углах возвышения над горизонтом, чаще могут затеняться местными предметами и приниматься не по всей зоне покрытия. Поэтому в первую очередь это система для открытой местности, для авиации и моря. С другой стороны, сигналы WAAS могут приниматься и за пределами зоны покрытия, для которой реально рассчитываются поправки. И рассчитывать на повышение точности в таком районе нельзя. В планах создателей системы расширение зоны покрытия на Аляску и Мексику и создание на ее основе Глобальной навигационной спутниковой посадочной системы (GLS).

Зоны действия спутниковых дифференциальных подсистем WAAS, EGNOS, MSAS.

Система EGNOS.

В настоящее время разворачивается европейский аналог WAAS система EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) — совместный проект Европейского космического агентства, Еврокомиссии и Евроконтроля, организации по безопасности воздушного движения. Европейская система использует такие же принципы и сигналы, что и WAAS, так что владельцы GPS-приемника, способных принимать и декодировать сигналы WAAS, смогут в зоне ее действия получить точность порядка 5 метров и существенно повысить надежность навигации.

Помимо GPS, система будет передавать поправки и к сигналам ГЛОНАСС. Система состоит из трех геостационарных спутников, сети из 34 наземных станций (RIMS-Ranging and Integrity Monitoring Station), 6 передающих станций и 4 контрольных центров (MCC-Master Control Centre). Стоимость системы около 300 миллионов евро.

Другие средства повышения точности показаний GPS-приемника.

В заключение кратко упомянем другие технологии, применяемые для повышения точности и контроля непрерывности гражданской GPS-навигации, главным образом в профессиональных приложениях. Помимо упоминавшихся двухчастотных гражданских приемников и комбинированных приемников GPS-ГЛОНАСС, можно назвать следующие.

Постобработка данных или Post-processing.

Иногда шутливо называемая «Poor Man DGPS» («DGPS для бедных»), на самом деле — эффективная высокоточная технология, широко используемая в геодезии. Используется пара специальных приемников GPS, имеющих возможность сохранять в памяти измеренные псевдодальности. После выполнения измерений на местности данные обоих приемников для каждого момента времени обрабатываются специальным программным обеспечением и на основании данных одного рассчитываются дифференциальные поправки для GPS-приемника. Это позволяет добиваться высокой относительной точности, до сантиметров.

Частотно-фазовые измерения (Carrier-phase tracking).

В дополнение к определению дальности до спутников с помощью кода, сам несущий сигнал может использоваться для уточнения измерений. Замеры сдвига фазы несущего сигнала применяются для высокоточного (порядка сантиметров) определения местоположения, а измерение доплеровского сдвига частоты — для уточнения скорости и направления. Технология измерения разности фаз для двух или трех антенн используется для определения направления в общедоступных морских «спутниковых компасах».

RAIM-Receiver Autonomous Integrity Monitoring.

Приемник с автономным контролем непрерывности навигации. Эта технология не повышает точность навигации, а лишь позволяет собственными средствами GPS-приемника обнаружить недостоверный сигнал спутника GPS. Для этого приемник использует избыточное количество спутников сверх необходимых четырех и вычисляет среднюю позицию по данным разных созвездий спутников.

Спутники, данные которых заметно отличаются от средних значений, игнорируются. Этой возможностью обладают практически все современные стационарные авиационные GPS-приемники, в том числе для малой авиации. Избыточное количество спутников также может использоваться для дополнительной коррекции атмосферной рефракции в одночастотных GPS-приемниках.

По материалам книги Все о GPS-навигаторах.
Найман В.С., Самойлов А.Е., Ильин Н.Р., Шейнис А.И.

Источник

Компас и барометр в навигаторах Garmin. Обзор малоизвестных настроек.

Возможные варианты такие:

Истинный ( True North )

Это направление на географический полюс, т.е. на ту точку, куда направлена ось вращения земли. Эта точка почти совпадает с Полярной звездой. Меридианы на карте направлены именно по направлению истинного севера. Такой режим удобен, если вы используете карту с градусной сеткой и откладываете азимуты от меридианов.

Магнитный (Magnetic North)

Именно этот режим является самым популярным у туристов, потому что он показывает те же самые азимуты, что откладываются на лимбе обычного магнитного компаса.

По сетке ( Grid North )

Этот режим удобен, когда вы откладываете азимуты от линий километровой сетки на карте.

Помните, что калибровать необходимо:

— После дальнего перемещения

— После больших изменений температуры

— После смены батарей

Калибруйте компас только на улице, находясь далеко от объектов, которые могут влиять на магнитное поле: машины, дома, ЛЭП и т.п.

Калибровка компаса достаточно простая процедура и описывается на экране прибора:

Одновременно прибор отслеживает два давления: одно, которое измеряет при помощи своего датчика, в русском переводе интерфейса оно имеет название Атм. Давление (в английском – Ambient Pressure ). Второе – вычисленное давление на уровне моря, в русском переводе имеет два названия Атмосферн. Давл. и Барометр (в английском – Barometric Pressure ).

Другое применение барометра – это определение вашей высоты, когда спутники по какой-либо причине не видны, например при перемещении в пещере или шахте (необходимо выставить режим барометра в Переменная высота). В этом случае у прибора не будет информации о высоте от GPS приёмника и он будет вычислять вашу высоту по изменению давления барометра, предполагая, что погода не меняется. Это хороший метод для определения высоты на небольших промежутках по времени (несколько часов). При длинных промежутках барометрическое давление неизбежно изменится и повлияет на точность определения высоты.

Выбор того, когда происходит калибровка барометра

Калибровка возможна только при наличии GPS сигнала

Переменная выс. ( Variable Elevation ) – в этом режиме прибор может мерять изменение высоты за счёт показаний барометра

Пост. высота ( Fixed Elevation ) – прибор предполагает, что не перемещается по высоте и все изменения давления происходят только из-за изменений погоды

Тренд давления ( Pressure Trending )

Устанавливает, когда прибор записывает показания датчика давления.

Тип графика ( Plot Type ) – эта опция определяет, что вам будет показывать экран с графиком

Высота/время ( Elevation / Time ) – Высота в зависимости от времени

Высота/расст. ( Elevation / Distance ) – Высота в зависимости от пройденного расстояния

Атмосферн. давл. ( Barometric Pressure ) – Барометрическое давление (давление на уровне моря) в зависимости от времени

Атм. давление ( Ambient Pressure ) – Внешнее давление (измеренное датчиком прибора) в зависимости от времени

Калиб.альтиметра ( Calibrate Altimeter )

Надо-ли вам это – решайте сами. Я не заметил повышенного потребления батарей при включении данной опции. Так что считаю это бесплатным способом повышения точности GPS (к сожалению не работает на территории России). Такая точность не часто бывает нужна, но вроде бы пока не мешала?

Источник