,

GPS και Γεωδαιτικές Εφαρμογές

29,68 14,84

Εκδήλωση ενδιαφέροντος
N-id: 1166 Κατηγορίες: , , Σελίδες: 320 Σχήμα: 17 x 24 Xρονολογία: 2006 ISBN: 960-456-004-2 Εκδόσεις: Εκδόσεις Ζήτη

Το παρόν βιβλίο γράφτηκε κυρίως για να καλύψει τις διδακτικές ανάγκες των φοιτητών του Τμήματος Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, στο πλαίσιο διδασκαλίας από τους συγγραφείς υποχρεωτικών μαθημάτων και μαθημάτων επιλογής του προπτυχιακού προγράμματος σπουδών αλλά ταυτόχρονα και μαθημάτων του μεταπτυχιακού προγράμματος του Τμήματος εδώ και αρκετά χρόνια.
Το συγκεκριμένο σύγγραμμα έρχεται να καλύψει ένα κενό στην ελληνική βιβλιογραφία σε θέματα που αφορούν στο παγκόσμιο σύστημα προσδιορισμού θέσης – GPS και να αποτελέσει ένα εγχειρίδιο αναφοράς και μελέτης. Η αξιοποίηση της σύγχρονης τεχνολογίας των παγκόσμιων δορυφορικών συστημάτων πλοήγησης και προσδιορισμού θέσης (GPS, GLONASS, GALILEO) αποτελεί πραγματική επανάσταση όχι μόνο για τις βασικές γεωδαιτικές και τοπογραφικές εφαρμογές (ίδρυση γεωδαιτικών datum, δίκτυα και πυκνώσεις, τοπογραφικές και υδρογραφικές αποτυπώσεις, χαράξεις έργων, παρακολούθηση μικρομετακινήσεων του γήινου φλοιού και κρίσιμων τεχνικών έργων, εφαρμογές GPS-GIS) αλλά και σε πλήθος άλλες μαζικές εφαρμογές όπως είναι η πλοήγηση, η διαχείριση στόλου οχημάτων, υπηρεσίες διάσωσης, δραστηριότητες αναψυχής, ασφαλής μεταφορά δεδομένων, κ.ά.
Η ύλη και το επίπεδο δυσκολίας διαρθρώνονται με τέτοιον τρόπο που την καθιστούν απαραίτητη για τον αναγνώστη που καθόλου ή λίγο έχει ασχοληθεί με το σχετικό αντικείμενο και χρήσιμη για τον ώριμο επιστήμονα και μηχανικό που επιζητεί περισσότερες λεπτομέρειες και εμβάθυνση. Είναι προφανές ότι δεν είναι δυνατόν να καλυφθούν σε πλήρη έκταση όλα τα θέματα που άπτονται και άλλων επιστημονικών περιοχών της Γεωδαισίας και να απαντηθούν όλα τα ερωτήματα μέσα από την ύλη ενός μόνο συγγράμματος.
Βασικός στόχος του συγγράμματος είναι η κατανόηση βασικών αρχών, εννοιών και μεθοδολογιών μετρήσεων και επεξεργασίας που εμπλέκονται στο πρόβλημα προσδιορισμού θέσης με το GPS, με έμφαση τις γεωδαιτικές και τοπογραφικές εφαρμογές όπου η ακρίβεια που απαιτείται ξεπερνά την ακρίβεια πλοήγησης των μερικών μέτρων και φτάνει στην ακρίβεια του εκατοστού του μέτρου ή και καλύτερη. Ο μαθηματικός συμβολισμός και η παρουσίαση των μαθηματικών σχέσεων διατηρήθηκαν σε απλή μορφή ώστε να είναι προσιτά και ταυτόχρονα κατανοητά. Το πλήθος των σχημάτων και των εικόνων που παρουσιάζονται πιστεύουμε ότι βοηθούν σημαντικά στην κατανόηση της ύλης και ταυτόχρονα καθιστούν ευχάριστη την ανάγνωση.
Στο κεφάλαιο 1 δίνεται η γεωμετρική ερμηνεία του προσδιορισμού θέσης με τη χρήση του δορυφορικού συστήματος GPS παραθέτοντας επίσης τις βασικές έννοιες και τα μέρη του συστήματος.
Στο κεφάλαιο 2 περιγράφονται οι βασικές έννοιες από τη θεωρία των ταλαντώσεων και των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, αναλύεται η διαμόρφωση του δορυφορικού σήματος GPS, οι κώδικες και το μήνυμα δεδομένων. Στη συνέχεια, αναφέρονται οι καταστάσεις σκόπιμης μείωσης της ακρίβειας του συστήματος και δίνονται γενικές πληροφορίες για τα συστήματα GLONASS και GALILEO.
Το κεφάλαιο 3 αφιερώνεται στους δέκτες και τις κεραίες GPS, αναλύοντας τα τεχνικά τους χαρακτηριστικά αλλά και τους συνδυασμούς χρήσης τους μαζί με τον παρελκόμενο εξοπλισμό, με τη βοήθεια αρκετών σχημάτων και εικόνων.
Στο κεφάλαιο 4 περιγράφεται η διαδικασία εκτέλεσης των μετρήσεων GPS, της ψευδοαπόστασης και της φάσης, προσδιορίζονται οι σχετικιστικές επιδράσεις στο σήμα και εξηγείται λεπτομερώς ο ρόλος του χρόνου και των σφαλμάτων των χρονομέτρων του δορυφόρου και του δέκτη.
Η δημιουργία των εξισώσεων παρατηρήσεων και η ανάλυση – μοντελοποίηση των σφαλμάτων που επιδρούν στις μετρήσεις GPS εξετάζονται με λεπτομέρεια στο κεφάλαιο 5. Έμφαση δίνεται στα τροποσφαιρικά και ιονοσφαιρικά μοντέλα.
Το κεφάλαιο 6 ασχολείται με τα μαθηματικά μοντέλα προσδιορισμού θέσης, δίνονται οι ορισμοί του απόλυτου και σχετικού προσδιορισμού, του στατικού και κινηματικού και εξάγονται οι εξισώσεις παρατηρήσεων των απλών, διπλών και τριπλών διαφορών φάσης και κώδικα, ερμηνεύοντας ταυτόχρονα τη χρησιμότητά τους. Ακολουθούν περιγραφές για τα πρωτόκολλα επικοινωνίας RTCM και ΝΜΕΑ και για το βοηθητικό δορυφορικό σύστημα EGNOS.
Το κεφάλαιο 7 περιλαμβάνει αρχικά την ανάλυση και εφαρμογή των γραμμικών συνδυασμών των πρωτογενών παρατηρήσεων και των δύο φορέων και στη συνέχεια ασχολείται με τις στρατηγικές επίλυσης μιας βάσης GPS με έμφαση στις μεθόδους επίλυσης των ασαφειών φάσης.
Στο κεφάλαιο 8 διατυπώνονται τα στοιχεία σχεδιασμού των μετρήσεων GPS και περιγράφονται αναλυτικά οι μέθοδοι μετρήσεων με τις αντίστοιχες ακρίβειες. Δίνονται παραδείγματα απόλυτου και σχετικού προσδιορισμού θέσης για δύο βάσεις GPS και εξετάζονται ταυτόχρονα οι παράμετροι που επιδρούν στην ακρίβεια προσδιορισμού της βάσης.
Το κεφάλαιο 9 αποτελεί μια εισαγωγή στα δίκτυα GPS όπου αναπτύσσονται τα κριτήρια σχεδιασμού και επιλογής βάσεων, περιγράφονται οι μέθοδοι συνόρθωσης και σχολιάζεται η μελέτη της ακρίβειας και αξιοπιστίας των δικτύων. Στη συνέχεια αναλύονται τα δίκτυα μονίμων σταθμών παρακολούθησης και τα προϊόντα που παράγονται από τα διάφορα Διεθνή ερευνητικά κέντρα και υπηρεσίες όπως είναι η IGS, ενώ ταυτόχρονα γίνεται ειδική αναφορά στο μόνιμο σταθμό ΑUT1 του Τομέα Γεωδαισίας και Τοπογραφίας του ΤΑΤΜ-ΑΠΘ που είναι ενταγμένος στο Ευρωπαϊκό δίκτυο EPN. Στο τέλος παρουσιάζεται και η πρωτοποριακή τεχνική της χρήσης των εικονικών σταθμών αναφοράς (VRS).
To κεφάλαιο 10 αφιερώνεται στον προσδιορισμό ορθομετρικών υψομέτρων με τη χρήση του συστήματος GPS. Στην αρχή περιγράφεται η διαδικασία μετασχηματισμού συντεταγμένων GPS σε ένα τοπικό γεωδαιτικό datum και ακολούθως με αναφορά στο μετασχηματισμό υψομέτρων δίνονται τα μαθηματικά μοντέλα για συγκεκριμένες περιπτώσεις, ανάλογα με τη διαθέσιμη πληροφορία δεδομένων. Διατυπώνονται χρήσιμα σχόλια ενώ στο τέλος δίνεται και μία πραγματική εφαρμογή.
Στα παραρτήματα Α έως Ε δίνονται πολλές χρήσιμες πληροφορίες. Στο Παράρτημα Α περιγράφεται η δομή του αρχείου RINEX και στο Παράρτημα Β η δομή τόσο της εκπεμπόμενης εφημερίδας, με παράδειγμα υπολογισμού συντεταγμένων δορυφόρου, όσο και της εφημερίδας ακριβείας (SP3 format). Στο Παράρτημα Γ δίνεται παράδειγμα απόλυτου προσδιορισμού θέσης με μετρήσεις κώδικα και στο Παράρτημα Δ μέσα από πραγματικές μετρήσεις φάσης ερμηνεύεται το σφάλμα της ολίσθησης κύκλων παραθέτοντας κατάλληλα διαγράμματα. Τέλος στο Παράρτημα Ε δίνεται ένας «γεωδαιτικός οδηγός αναφοράς» με πληροφορίες σχετικά με τα συστήματα και πλαίσια αναφοράς, τα συστήματα χρόνου, τις βασικές γεωδαιτικές έννοιες και τα γεωδαιτικά datum, τους μετασχηματισμούς συντεταγμένων στα ελληνικά γεωδαιτικά συστήματα και τέλος παρατίθεται τυπολόγιο για τα μοντέλα του μετασχηματισμού ομοιότητας.


Περιεχόμενα

Ακρωνύμια

1 Εισαγωγή

  • Δορυφορικός προσδιορισμός θέσης και γεωμετρική ερμηνεία
  • Τα μέρη του συστήματος GPS

2 Tο δορυφορικό σήμα

  • Βασικές έννοιες από τις ταλαντώσεις και τα κύματα
  • Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα
  • Το φαινόμενο Doppler
  • Διαμόρφωση δορυφορικού σήματος GPS
  • Σκόπιμη μείωση της ακρίβειας
  • Συστήματα GLONASS και GALILEO

3 Δέκτες GPS

  • Η κεραία του δέκτη
  • Ο κυρίως δέκτης

4 Παρατηρήσεις και χρόνος GPS

  • H παρατήρηση της ψευδοαπόστασης
  • Η παρατήρηση της φάσης
  • Σχετικιστικές επιδράσεις στο σήμα του GPS
  • Χρόνος GPS και σφάλματα ρολογιών

5 Eξισώσεις Παρατηρήσεων και Σφάλματα

  • Εξίσωση παρατήρησης ψευδοαπόστασης
  • Εξίσωση παρατήρησης φάσης
  • Σφάλματα και πηγές σφαλμάτων GPS

6 Μαθηματικά μοντέλα προσδιορισμού θέσης με το GPS

  • Απόλυτος προσδιορισμός θέσης
  • Σχετικός προσδιορισμός θέσης
  • Σχετικός στατικός προσδιορισμός θέσης
  • Σχετικός κινηματικός προσδιορισμός θέσης εκ των υστέρων
  • Σχετικός κινηματικός προσδιορισμός θέσης σε πραγματικό χρόνο

7 Γραμμικοί συνδυασμοί και επίλυση βάσης GPS

  • Γραμμικοί συνδυασμοί παρατηρήσεων διαφορετικών φορέων
  • Επίλυση ασαφειών φάσης και βάσης GPS
  • Επίλυση βάσης

8 Μέθοδοι σχετικού προσδιορισμού θέσης

  • Στοιχεία σχεδιασμού μετρήσεων
  • Στατικός προσδιορισμός θέσης
  • Σχετικός κινηματικός προσδιορισμός
  • Παραδείγματα επίλυσης βάσεων με στατικό προσδιορισμό

9 Εισαγωγή στα δίκτυα GPS

  • Κριτήρια σχεδιασμού και επιλογής βάσεων GPS
  • Συνόρθωση δικτύων GPS
  • Δίκτυα μονίμων σταθμών GPS
  • Εικονικοί σταθμοί αναφοράς – VRS

10 Προσδιορισμός ορθομετρικών υψομέτρων με το GPS

  • Μετασχηματισμοί συντεταγμένων GPS
  • Προσδιορισμός υψομέτρων με το GPS

Παράρτημα Α: Αρχείο Παρατηρήσεων σε RINEX format
Παράρτημα Β: Αρχεία δορυφορικών τροχιών (Broadcast Ephemeris, SP3) και υπολογισμός συντεταγμένων δορυφόρου
Παράρτημα Γ: Παράδειγμα προσδιορισμού απόλυτης θέσης με μετρήσεις ψευδοαποστάσεων
Παράρτημα Δ: Επίδραση της ολίσθησης κύκλων στις μετρήσεις φάσης και στις διαφορές τους
Παράρτημα Ε: Προσδιορισμός θέσης και συντεταγμένες

Εκδήλωση ενδιαφέροντος:

Βιβλία που έχουν λίγα ή καθόλου αντίτυπα.
Για παραγγελίες - πληροφορίες παρακαλώ συμπληρώστε τα παρακάτω πεδία ή τηλεφωνήστε μας στο 2310-203720.

* Ο ιστότοπος προστατεύεται από το reCAPTCHA και εφαρμόζονται η Πολιτική Απορρήτου και οι Όροι Χρήσης της Google.