ד"ר  נדיה גולדובסקי
Download
1 / 24

GPS - PowerPoint PPT Presentation


  • 297 Views
  • Updated On :

ד"ר נדיה גולדובסקי תוכן עניינים מבוא שיטות של העברת הזמן והתדר חשיבות הכיול של מקלטי ה - GPS כיול מקלטי GPS במעבדה הלאומית לפיזיקה מסקנות. כיול מקלטי GPS – מדוע הוא חשוב?. Two Main Types of GPS Receivers. GPS RECEIVERS. GPS FOR NAVIGATION AND POSITIONING. GPS FOR TIME AND

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' GPS ' - Jeffrey


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Slide1 l.jpg

ד"ר נדיה גולדובסקי

תוכן עניינים

מבוא

שיטות של העברת הזמן והתדר

חשיבות הכיול של מקלטי ה - GPS

כיול מקלטי GPS במעבדה הלאומית לפיזיקה

מסקנות

כיול מקלטיGPS – מדוע הוא חשוב?


Two main types of gps receivers l.jpg
Two Main Types of GPS Receivers

GPS RECEIVERS

GPS FOR NAVIGATION

AND POSITIONING

GPS FOR TIME AND

FREQUENCY TRANSFER




Gps receivers for time and frequency transfer l.jpg
GPS Receivers for Time and Frequency Transfer

5 MHz, 10 MHz

1 PPS - PULSE PER SECOND

1.544 MHz, 2.048 MHz



Gps time and frequency transfer l.jpg

העברת זמן ותדר חד-צדדית –One way

השקפה משותפת חד-ערוצית – Single-channel common view

השקפה משותפת רב-ערוצית– Multi-channel common-view

פזה נושאת – Carrier phase

העברת דו-צדדית – Two way

GPS Time and Frequency Transfer





The basic equation for gps measurements l.jpg
The basic equationfor GPS measurements

  • P = +d+c(dt-dT)+Ion+ Tr +P+mult + c T, (1)

    where  is the geometric range; d is the orbital error; dt, dT are the satellite and receiver clock errors; Ion is the ID; Tr is the TRD; P is the receiver code noise; mult is the multipath error

  •  = [(Xs-Xr)2+(Ys-Yr)2+(Zs-Zr)2]1/2 (2)


Slide13 l.jpg

שגיאות בחישובים של מסלולי הלווינים – 1 – 3 m ( 3 –10 ns)

אי-ודאות של שעונים הנמצאים בלווינים – 1 – 3 m ( 3 – 10 ns)

אי-ודאות בזמן העיכוב ביונוספירה – 15 – 30 m ( 50 – 100 ns)

אי-ודאות בזמן העיכוב בטרופוספירה –( 3 – 10 ns) 1 – 3 m

שגיאה שקשורה להחזרת של גל אלקטרומגנטי מהמכשולים השונים בכדור הארץ –1 – 10 m (3 – 33 ns)

רעש אלקטרוני של קוד-C/A – 1-10 ns, של קוד-P – 0.1 – 1 ns

או רעש של פזה נושאת – 10 ps

אי-וודאות מקלט ה-GPS

שגיאות בהשפעות של הגורם האנושי

אי-וודאות של המדידות בסיוע GPS


Slide14 l.jpg

אי-וודאות של מקלט הלווינים – GPS כוללת:

אי-ודאת של מתנד פנימי

שגיאות תוכנה המעבדת נתונים המתקבלים מהלוונים

רעש אלקטרוני

אי-ודאות בזמן עיכוב באנטנה, בקבלים של אנטנה ובמקלט ה-GPS

כל המרכיבים האלה מובילים לסטיית התדר מהערך נומינלי וגם לסטיית סקאלת הזמן מסקאלת הזמן UTC שהיא יכולה להיות יחסית גדולה.

אי-ודאות של מקלט GPS


Slide15 l.jpg
אי-ודאות של מקלט הלווינים – GPS - המשך

  • מכיוון שכל לווין נמצא במקום שאפשר להשיג אותו רק זמן מוגבל, מקלטי ה-GPS צריכים לפרקים להחליף לווינים בקבוצה שמתחשבת בהגדרת זמן ותדר מדויקים. לעתים קרובות החלפת לווינים בקבוצה גורמת לשינויים בתדר הסופי שמתקבל על-ידי מקלט GPS.

  • מקלטים שונים מקליטים מספר שונה של לווינים. יש כאלה שמקליטים רק 4 לווינים, ויש כאלה שמקליטים 12 לווינים. בגלל נסיבות אלה ייתכן ששני סוגי מקלטים GPS שונים יתנו תוצאות שונות אפילו אם הם נמצאים באותו מקום ומחוברים לאותה אנטנה.


Slide16 l.jpg
אי-ודאות של מקלט הלווינים – GPS - המשך

  • מקלטי ה-GPS השונים מתחשבים בשיבושים של שידורי תקשורת בצורה שונה. יש תנאים שבהם כל מקלט GPS יכול לאבד את המעכב אחרי הלווין, לדוגמה בשל שיבושים חריפים ביונוספירה.

  • אי-ודאות של התדר עבור מקלטי ה-GPS גדולה יותר מאשר זו של השעון האטומי Cs גם לטווח זמן קצר (1 – 1000 s) וגם לטווח זמן של שבועיים. לטווח זמן של שבועיים היא משתנת בתחום –

  • 10-11 - 5x10-13.

  • אי-וודאות התדר של שעון אטומי Cs של מל"פ מהווה ערך 10-14 לאורך תקופה של שבועיים. דיוק כזה גבוה מאפשר לבצע כיול מקלטי ה-GPS מול השעון האטומי Cs של המל"פ.


Slide17 l.jpg
מטרות הכיול של מקלטי הלווינים – GPS

  • להגדיר את האי-ודאויות של התדרים וסטייתם יחסית לסטנדרט בינלאומי UTC.

  • סטיית סקאלת הזמן שלהם מהסקאלה UTC

  • במל"פ מתבצעים כיולים של מקלטי GPS מול שעון אטומי Cs עם אי-וודאות לתדר ברמה 10-14 ולזמן ברמה – 10 ns.

  • כיול של מקלט ה-GPS כולל כיול של התדר שלו וכיול של סקאלת הזמן שלו


Block diagram of gps receiver calibration system l.jpg
Block Diagram of GPS Receiver Calibration System הלווינים –

Commut

Distrib.

5 MHz

Processor

1 pps 5 MHz

Start Stop

Distrib.

1 PPS

5 MHz 1 pps 5 MHz

GPS Receiver

ICR

5 MHz

HP 5071A

Cs-Clock

1 pps 5MHz

Time Interval Counter

Start Stop

PC1

UUT

GPS Receiver

1 pps Generator

PC2


Slide19 l.jpg
תוצאות הכיול הלווינים –


Slide20 l.jpg
מסקנות הלווינים –

  • כיול מקלטי GPS מסחריים מתבצע במעבדה הלאומית לפיזיקה מול אב המידה לזמן, שעון אטומי Cs.

  • תעודות הכיול שמונפקות על-ידי המל"פ מקובלות בכל 53המדינות שחתמו במסגרת אמנת המטר על ההסכם הכרה הדדית (MRA) בתעודות כיול ומדידה.


Slide21 l.jpg
כיול קבלים במעבדה הלאומית לפיזיקה

  • במעבדה הלאומית לפיזיקה הוקמה מערכת לכיול קבלים סטנדרטיים. המערכת מתבססת על גשר למתח חילופין מסוג Gen. Rad. Type 1620 .

  • הכיול מתבצע מול קבלים סטנדרטיים מסוג Gen. Rad. Type 1404B, 1404C מכוילים עם אי-וודאות 0.3 ppm , ו- 0.5 ppm בהתאם. כיול הקבלים הסטנדרטיים התבצע במשרד הבינלאומי למידות ומשקלות (BIPM) בפאריס.

  • המערכת מאפשרת לבצע כיולים קבלים בתחום מ- 1 pF עד 1 F עם תדר שונה (מ- 200 Hz עד 10 kHz) וגם עם מתח שונה (מ- 1 V עד 100 V).




Slide24 l.jpg

UTC(A)-UTC(B)=[UTC(A)-GPS-dSA] – לפיזיקה

[UTC(B)-GPS-dSB]=

UTC(A) - UTC(B) – (dSA-dSB)


ad