samenvatting hoofdstuk 3&4 landmeetinstrumenten

Satellietplaatsbepaling
a) GNSS – GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM
= Algemene benaming voor  Satellietplaatsbepaling
systemen die ons in staat stellen om op aarde of in de nabije omgeving een positie te bepalen
GPS ≠ GNSS!!
Toepassingen:
 Auto’s, schepen, recreatief, smartphones…
 Landmeetkunde
 Machinesturing (wegenbouw)

b) Satellieten en hun banen
Satellieten nodig, die in een baan rond de aarde zweven (=omloopbaan )

Dankzij evenwicht tussen:
 Aantrekkingskracht v/d aarde
 Centrifugale kracht (= middelpuntsvliegende kracht, de snelheid van satelliet)

Opmerking: De omloopbaan van de satelliet rond de aarde ligt buiten de atmosfeer
waardoor de snelheid van de satelliet gelijk blijft ( = wet van de traagheid )

Logisch gevolg: verder van de aarde = minder aantrekkingskracht
Omloopsnelheid wordt groter dus centrifugale kracht wordt groter omdat er een evenwicht
moet blijven!!!!!

Een satelliet in een lage omloopbaan (800km) staat bloot aan enorme aantrekkingskracht
 vliegsnelheid moet dus hoog zijn om voldoende centrifugale kracht te ontwikkelen
 rechtstreeks verband tussen afstand tot de aarde en de omloopsnelheid van de
satelliet

Geostationaire satellieten = satellieten die schijnbaar stilstaan, maar eigenlijk met dezelfde snelheid
als de aarde ronddraaien.

Geostationaire omloopbanen = omlooptijd = rotatietijd van de aarde (24u)

Toepassingen
 Televisie en andere telecom. Toepassingen
 Remote sensing

Nadeel: grote afstand van de aarde, hierdoor is de
ruimtelijke resolutie beperkt

Heliosynchrone omloopbanen= Satellieten waar meetinstrumenten afhangen van de zon, draaien
wel rond de aarde
 zijn afgestemd op de afwisseling van dag en nacht




r

,c) Overzicht bekende GNSS-systemen
 GPS (Amerikaans)
 GLONAS (Russisch)
 GALILEO (Europees)
 BEIDOU-1 (Chinees)
 COMPASS – BEIDOU-2 (Chinees)

Allen een verschillende omloopbaan rond de aarde
Meeste systemen tussen de 19000 en 23000 km afstand v/d aarde

Opmerkingen:
➢ Russisch systeem is het meest nabij
➢ Europees systeem verste weg
➢ Merk op: ISS zit veel dichter bij de aarde

Gps
 Amerikaans systeem
 oorspronkelijk militair (Amerikaanse defensie)
 oorspronkelijke benaming : NAVSTAR
 24 satellieten (bij opstart)
 6 banen rond de aarde
 20200km hoogte

GLONASS
 GLObal Navigation Satellite System
 Russisch systeem
 Oorspronkelijk militair
 24 (21+3 reserve) satellieten
 3 banen rond de aarde
 19100km hoogte

GALILEO
 Europees systeem
 Civiel systeem
 Streeft naar millimeterprecisie (=hoog)
 30 satellieten
 3 banen rond de aarde
 23616km hoogte
 In samenwerking met (China), Marroko, Israël, India

BEIDOU-1 [verouderd]
 Chinees systeem
 Beidou = « Grote Beer »
 3 satellieten
 Geostationaire baan
 Voorziet dekking voor heel China

COMPASS – BEIDOU-2
 Chinees systeem,



r

, Civiel en militair: gratis dienst tot op 10m (civiel) en betalende licenties voor
 nauwkeurigere plaatsbepaling (leger, staat,…)
 Gedeeltelijk operatief sinds 2011
 35 Satellieten (waarvan 5 geostationair voor aansluiting met BEIDOU-1)
 Biedt volledige werelddekking
 Het volledige systeem zou volledig operationeel moeten zijn tegen 2020.

Laatste 2 minder nauwkeurig dan de eerste 3!!


d) GLOBAL POSITIONING SYSTEM – GPS
a) Evolutie:
Vroeger navigeren op de sterren
 Onnauwkeurig
 Enkel bij heldere hemel
 Sextanten, logboeken …

Radiobakens (1940)
 geen volledige aardbol bedekking

1ste navigatiesysteem met artificiële satellieten (’67)
 Amerikaanse militaire TRANSIT/NSS (=Navy Narigation Satellite System)
 Beperkt aantal satellieten (plaatsbepaling duurde soms uren)
 Doppler Principe

’73  nieuw systeem = NAVSTAR/GPS
 Navigation by satellite timing and ranging/globel positioning system
 Oplossing bieden aan het probleem van TRANSIT dat ze niet permanent zichtbaar waren +
nauwkeurigheid verbeteren

De GPS is in de eerste plaats een navigatiesysteem dat positie-, snelheid- en tijdsbepaling toelaat

Oorspronkelijke voorwaarden:
o Nauwkeurigheid van enkele meters;
o Ogenblikkelijke plaatsbepaling, snelheidsbepaling en tijdsbepaling (enkele sec);
o Om het even waar, te land, ter zee en in de lucht;
o Draagbare apparatuur;
o Niet te storen door de vijand;
o Bruikbaar in alle weersomstandigheden.




r

, ’78  1ste GPS satelliet gelanceerd
 Systeem (deels) gedeclassificeerd  bruikbaar vr niet-milit. toepassingen
 Eerst kon signaal nog afgesloten worden in tijden van oorlog bv. Medio 2000 toegezegd dat
dit vrij beschikbaar zal blijven (garantie)


b) Doelstellingen GPS
Ogenblikkelijk op of in de onmiddellijke omgeving v/d aarde een bepaling kunnen doen van:
o Positie
o Verplaatsingssnelheid
o Tijd

LATER  ook in landmeetkunde belangrijke plaats

Grote verbetering t.o.v. vroegere meettechnieken
 Hoge meetprecisie en efficiënte puntsbepaling
 Vb. grondslagmetingen

c) Basisprincipes GPS

Positie bepalen  uitgaande van een gekende geocentrische vector van de satelliet = positie van de
satelliet in de ruimte is gekend, t.o.v. een coördinatensysteem met het centrum v/d aarde als
oorsprong.




Indien we de vector tussen de waarnemer (W) en de satelliet (S) kunnen waarnemen, en we kennen
dus de geocentrische vector v/d satelliet, dan kunnen we ook de geocentrische vector van de
waarnemer bepalen.

Praktisch:
Niet de vector wordt geobserveerd, wel de afstand tussen toestel en satelliet
 Dankzij de gekende posities van de satellieten, gaan we een aantal afstandsmetingen kunnen
doen naar het ontvangsttoestel .
 afstandsmetingen naar 3 verschillende satellieten
 De waarnemer W zal zich bevinden in één van de 2 snijpunten van de 3 sferen (= ruimtelijke
achterwaartse insnijding)

Vierde waarneming doen om klokfout weg te werken!!




r