Esivertailu erilaisista satelliittipaikannusmenetelmistä maastomittauksen ja maanrakennuksen tarpeisiin
Jalo, Jaakko (2011)
Jalo, Jaakko
Turun ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201105259545
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201105259545
Tiivistelmä
Paikannuksella tarkoitetaan jonkin kohteen sijainnin selvitystä halutun koordinaatiston suhteen. Satelliittipaikannus taas tarkoittaa kiertoradalla olevan satelliitin lähettämän radiosignaalin avulla tapahtuvaa paikannusta.
Tämän työn tarkoituksena on selvittää maanmittauksessa ja rakennusalalla käyttökelpoisten satelliittipaikannusmenetelmien toimintaperiaatteita.
Satelliittinavigointijärjestelmä voidaan jakaa kolmeen osaan: avaruussegmenttiin, joka kattaa kiertoradalla olevat satelliitit, kontrollisegmenttiin, joka kattaa satelliittien valvontaan ja ohjaukseen tarvittavat järjestelmät, sekä käyttäjäsegmenttiin, joka tarkoittaa kaikkia vastaanottimia, jotka käyttävät satelliittien signaalia paikantamisessa.
Paikannus tapahtuu satelliitista lähetettävän signaalin avulla mittaamalla aika, jonka signaali on ollut matkalla. Kun tämä mittaus tehdään vähintään neljälle tai kolmelle mikäli mittaajalla on käytössä oikein kalibroitu atomikello, saadaan kolmiomittaamalla laskettua mittaajan oma sijainti. Satelliitin lähettämässä signaalissa on mukana satelliitin tarkka sijainti kiertoradalla, kellon aika lähetyshetkellä, karkeata kiertoratadataa muille kyseisen järjestelmän avaruussegmenttiin kuuluville satelliiteille ja järjestelmästä riippuen muita viestejä käyttäjälle.
Edellä mainitulla menetelmällä saadaan paikannettua mittaajan vastaanotin suotuisissa olosuhteissa kymmenien metrien tarkkuudella, mikä ei riitä erikoisalojen tarpeisiin. Tämän tähden erilaisia menetelmiä mittaustarkkuuden parantamiseen on kehitetty. Näitä ovat mm. differentiaalikorjaus ja reaaliaikainen kinemaattinen mittaus. Pääpiirteissään kaikki toimivat samalla periaatteella. Tunnetussa sijainnissa oleva vastaanotin laskee vastaanottamiensa signaalien perusteella oman sijaintinsa ja vertaa saatua tulosta todelliseen sijaintiinsa. Tällä pystytään laskemaan satelliittien signaalissa oleva virhe, joka sitten välitetään käyttäjien vastaanottimeen erinäisin menetelmin.
Tämän työn tarkoituksena on selvittää maanmittauksessa ja rakennusalalla käyttökelpoisten satelliittipaikannusmenetelmien toimintaperiaatteita.
Satelliittinavigointijärjestelmä voidaan jakaa kolmeen osaan: avaruussegmenttiin, joka kattaa kiertoradalla olevat satelliitit, kontrollisegmenttiin, joka kattaa satelliittien valvontaan ja ohjaukseen tarvittavat järjestelmät, sekä käyttäjäsegmenttiin, joka tarkoittaa kaikkia vastaanottimia, jotka käyttävät satelliittien signaalia paikantamisessa.
Paikannus tapahtuu satelliitista lähetettävän signaalin avulla mittaamalla aika, jonka signaali on ollut matkalla. Kun tämä mittaus tehdään vähintään neljälle tai kolmelle mikäli mittaajalla on käytössä oikein kalibroitu atomikello, saadaan kolmiomittaamalla laskettua mittaajan oma sijainti. Satelliitin lähettämässä signaalissa on mukana satelliitin tarkka sijainti kiertoradalla, kellon aika lähetyshetkellä, karkeata kiertoratadataa muille kyseisen järjestelmän avaruussegmenttiin kuuluville satelliiteille ja järjestelmästä riippuen muita viestejä käyttäjälle.
Edellä mainitulla menetelmällä saadaan paikannettua mittaajan vastaanotin suotuisissa olosuhteissa kymmenien metrien tarkkuudella, mikä ei riitä erikoisalojen tarpeisiin. Tämän tähden erilaisia menetelmiä mittaustarkkuuden parantamiseen on kehitetty. Näitä ovat mm. differentiaalikorjaus ja reaaliaikainen kinemaattinen mittaus. Pääpiirteissään kaikki toimivat samalla periaatteella. Tunnetussa sijainnissa oleva vastaanotin laskee vastaanottamiensa signaalien perusteella oman sijaintinsa ja vertaa saatua tulosta todelliseen sijaintiinsa. Tällä pystytään laskemaan satelliittien signaalissa oleva virhe, joka sitten välitetään käyttäjien vastaanottimeen erinäisin menetelmin.