ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥ ΠΑΡΕΧΟΜΕΝΟΥ ΧΡΟΝΟΥ UTC ΑΠΟ ΤΟ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ, ΣΕ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΝΙΚΗΣ ΓΕΩΔΑΙΣΙΑΣ Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΟΥ ΠΑΡΕΧΟΜΕΝΟΥ ΧΡΟΝΟΥ UTC ΑΠΟ ΤΟ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ, ΣΕ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΛΑΜΠΡΟΥ Δρ. Αγρ.. & Τοπογράφος Μηχανικός ΕΜΠ Επίκουρη καθηγήτρια ΕΜΠ Επιστημονική ημερίδα ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΓΕΩΔΑΙΣΙΑ: ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Τμήμα Τοπογραφίας της Σχολής Τεχνολογικών Εφαρμογών του ΤΕΙ Αθήνας ΜΑΙΟΣ 2010

2 Χρόνος και γεωδαιτικές μετρήσεις Χρόνος: Ο καλύτερος φίλος μας Μέτρηση μήκους, εντοπισμός (GPS) Ένα δευτερόλεπτο(sec) είναι φορές η περίοδος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας που αντιστοιχεί στην μετάπτωση μεταξύ δύο υπέρ-λεπτών επιπέδων της θεμελιώδους κατάστασης του ατόμου του καισίου 133 Γνωρίζετε ότι: 1 sec = 15 = 450m 1 msec = =0.45m Υπενθυμίζετε ότι: 1 =3 και 1 =30m

3 Οι χρόνοι 13 sec 19 sec sec Ατομικός (TAI) Γήινος (ΤΤ) UTC μεταβ GPSTime σταθερό TAI σταθερό TT Αστρικός (AST η ΜST) GPS time Παγκόσμιος (UT) Παγκόσμιος συντονισμένος (UTC) Πολιτικός (UTC+2 h ) για την Ελλάδα Πολιτικός θερινός (Daylight Saving time UTC+3 h )

4 Παροχή παγκόσμιου χρόνου UTC το σύστημα GPS με αβεβαιότητα ±10-6 έως ± sec - Server μέσω διαδικτύου με αβεβαιότητα έως ± ??? sec (απαιτείται διόρθωση λόγω καθυστέρησης μετάδοσης)

5 Χρόνος και ολοκληρωμένοι γεωδαιτικοί σταθμοί Σύνδεση με δέκτη GPS Σύνδεση με το διαδίκτυο ενσύρματα ή ασύρματα Windows CE Μέσω modem Μέσω κινητού τηλεφώνου Μέσω PC Περιοχή Wi-Fi Συγχρονισμός του γεωδαιτικού σταθμού (max ανά 1sec) Καταγραφή χρόνου από τον γεωδαιτικό σταθμό (max ανά 1msec) Καταγραφή χρόνου από το περιφερειακό (PC)

6 Καταγραφή χρόνου Στον γεωδαιτικό σταθμό - κατασκευή μετρητή (counter),και κώδικα επικοινωνίας σε κατάλληλη γλώσσα προγραμματισμού. - Μεταφορά του λογισμικού στον γεωδαιτικό σταθμό Στο περιφερειακό μέσο - κατασκευή μετρητή (counter) σε κατάλληλη γλώσσα προγραμματισμού. - Μεταφορά των μετρήσεων από το γεωδαιτικό σταθμό στο μέσο παροχής του χρόνου, π.χ PC

7 Διορθώσεις στο χρόνο παρατήρησης Διόρθωση λόγω καθυστέρησης μεταφοράς από GPS ή από Server Διόρθωση λόγω της καθυστέρησης καταγραφής του χρόνου από τη μεταφορά του μέσω ηλεκτρονικών κυκλωμάτων ή καλωδίων ή ασύρματα Διόρθωση λόγω σφάλματος του χρονομέτρου του γεωδαιτικού σταθμού Διόρθωση λόγω καθυστέρησης αντίδρασης του παρατηρητή

8 Σύνδεση Γεωδαιτικού σταθμού και Δέκτη GPS Δέκτης του συστήματος GPS 4000DL Ακρίβεια χρόνου ± sec Γεωδαιτικός σταθμός TDM Ανάγνωση γωνιών ± 0 cc.1 - Καταγραφή χρόνου 1msec Επικοινωνία των δύο οργάνων Καλώδιο Λογισμικό

9 RS 232 ΔΕΚΤΗΣ GPS 12 V ΚΕΡΑΙΑ GPS ΜΠΑΤΑΡΙΑ ΕΙΣΟΔΟΥ - ΕΞΟΔΟΥ ΚΑΛΩΔΙΟ ΘΕΡΜΟΜΕΤΡΟ - ΒΑΡΟΜΕΤΡΟ ΣΤΑΘΜΟΥ ΔΕΚΤΗ GPS PPS OUTPUT ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΚΑΛΩΔΙΟ ΚΑΛΩΔΙΟ ΕΙΣΟΔΟΥ - ΕΞΟΔΟΥ ΣΤΑΘΜΟΣ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΟΣ

10 Πρόγραμμα επικοινωνίας των δύο οργάνων. Καταγραφή μετρήσεων Ηλεκτρονική επικοινωνία με τον δέκτη GPS και έναρξη λειτουργίας του γεωδαιτικού σταθμού Ορισμός αρχείου καταγραφής Ενεργοποίηση πλήκτρου μέτρησης Καταγραφή ΟχρόνοςUTC σε hh.mm.ss Η ημερομηνία μετρήσεων Η ποιότητα της λύσης των δορυφορικών μετρήσεων (a) Ο αριθμός των δορυφόρων (b) Ο χρόνος αναφοράς (RefTime) του παλμού σε msec. Α/α Ημερομηνία Χρόνος Λύση ab Αναγνώριση του παλμού pps από τον γεωδαιτικό σταθμό Χρόνος Αναφοράς (msec) Οριζόντια γωνία (g) Καταγραφή α/α μέτρησης Ένδειξη οριζόντιας γωνίας Ένδειξη κατακόρυφης γωνίας Χρόνος μέτρησης (MeasTime) σε msec Επόμενο ακέραιο δευτερόλεπτο Κατακόρυ φη γωνία (g) Χρόνος μέτρησης (msec) 1 UTC :33:

11 Διόρθωση λόγω σφάλματος του χρονομέτρου του γεωδαιτικού σταθμού (t 1 ) Χρονόμετρο χαλαζία Σφάλματα Εκτροπή(Offset (Offset) Ολίσθηση(Drift (Drift) Γήρανση(aging) ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ Καταγραφή σε msec μεταξύ ακέραιων sec από GPS ή server και χρονόμετρο γεωδαιτικού σταθμού Είναι διαφορετική για κάθε ΓΣ αλλάζει με το πέρασμα του χρόνου

12 Διόρθωση λόγω σφάλματος του χρονομέτρου του γεωδαιτικού σταθμού (t 1 ) Διαδικασία Υπολογισμού διόρθωσης 1. Αντιστοίχηση εσωτερικού χρόνου γεωδαιτικού σταθμού με το χρόνο UTC που παρέχει ο δέκτης GPS. 2. Προσδιορισμός της τιμής της διόρθωσης ανά δευτερόλεπτο χρόνου. t 1 = (ΔΤ UTC - ΔΤ n Γ.Σ ) t 1(2002) = 36m sec

13 RS 232 LED ΔΕΚΤΗΣ GPS 12 V ΚΕΡΑΙΑGPS Διόρθωση λόγω καθυστέρησης αντίδρασης του παρατηρητή (t 3 ) 1. Συστηματική 2. Αφαιρετική 3.Διαφορετική για 4.Υπολογισμός κάθε παρατηρητή ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ ΚΥΚΛΩΜΑ TRIGGER PPS INPUT PPS OUTPUT 12 V ΜΠΑΤΑΡΙΑ ΜΠΑΤΑΡΙΑ Τάξη μεγέθους διόρθωσης t sec

14 UTC LED GPS ΚΕΡΑΙΑ GPS 12 V 12 V Έλεγχος στον παλμογράφο ΠΑΛΜΟΣ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΠΑΛΜΟΣ LED TRIGGER ΚΥΚΛΩΜΑ ΔΕΚΤΗΣ PPS INPUT PPS OUTPUT ΜΠΑΤΑΡΙΑ ΜΠΑΤΑΡΙΑ t 4 = t λυχνίας -t εκπομπής παλμού Μέγεθος διόρθωσης t 4 = 20 μsec ΠΑΛΜΟΓΡΑΦΟΣ

15 Εφαρμογές Αστρογεωδαιτικές παρατηρήσεις προσδιορισμός Φ, Λ, Αz για: - υπολογισμό ΔΝ - υψομετρική σύνδεση μεγάλων ανοιγμάτων(νησιά νησιά) - προσανατολισμοί κατασκευών - έλεγχος και διόρθωση συστήματος ελέγχου γυροσκοπίων Παρακολούθηση κινητού στόχου Υπολογισμός ταχύτητας και θέσης σημείου

16 Προσδιορισμός αστρονομικών συντεταγμένων ΔΙΟΝΥΣΟΣ ΑΣΤΕΡΟΣΚΟΠΕΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΥΠΟΛΗ ΖΩΓΡΑΦΟΥ (ΚΤΗΡΙΟ ΛΑΜΠΑΔΑΡΙΟΥ)

17 Προσδιορισμός αστρονομικών συντεταγμένων Αστρονομικές συντεταγμένες Σημείο Φ σ Φ ( ) Αριθμός ζευγών Λ σ Λ ( ) Αριθμός αστέρων ΚΤΗΡΙΟ ΛΑΜΠΑΔΑΡΙΟΥ (1 η σειρά) ± ± ΚΤΗΡΙΟ ΛΑΜΠΑΔΑΡΙΟΥ (2 η σειρά) ± ± ΔΙΟΝΥΣΟΣ (ΒΑΘΡΟ B) ± ± ΑΣΤΕΡΟΣΚΟΠΕΙΟ ± ± Αβεβαιότητα ± = 015=±1msec

18 Υψομετρική σύνδεση μεγάλου ανοίγματος Οινούσσες Χίος

19 έλεγχος και διόρθωση συστήματος ελέγχου γυροσκοπίων Πολικός Βορράς Σύστημα ελέγχου

20 Σχολιασμός - Συμπεράσματα Εφικτή ανάκτηση χρόνου UTC από GPS ή Server Ψηφιακή μέτρηση και αυτόματη καταγραφή μετρήσεων. Αξιόπιστη και ακριβής καταγραφή του χρόνου UTC τη στιγμή κάθε μέτρησης. Απαραίτητη η διόρθωση του χρόνου παρατήρησης που καταγράφεται Έχει επιτευχθεί αβεβαιότητα ±1msec στην καταγραφή του χρόνου και στα αποτελέσματα της επεξεργασίας των μετρήσεων Ευκολία και ταχύτητα διασύνδεσης των γεωδαιτικών συστημάτων με περιφερειακά.

21 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΝΙΚΗΣ ΓΕΩΔΑΙΣΙΑΣ Ευχαριστώ πολύ για την προσοχή σας ΜΑΙΟΣ 2010 ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΛΑΜΠΡΟΥ Επίκουρη Καθηγήτρια ΕΜΠ Δρ Τοπογράφος Μηχανικός ΕΜΠ Σχολή Αγρονόμων & Τοπογράφων Μηχανικών Τομέας Τοπογραφίας Εργαστήριο Γενικής Γεωδαισίας Tηλ: central.ntua.gr ιστοσελίδα: ://users.ntua.gr/litsal/