Detail předmětu
Kosmická geodézie 1
FAST-NEA032Ak. rok: 2022/2023
Dynamika oběhu družice v gravitačním poli – problém dvou těles.
Rušený a nerušený pohyb družic.
Šíření elektromagnetického signálu v atmosféře.
Globální navigační satelitní systémy s důrazem na systém GPS a jejich aplikace.
Význam pozemního podpůrného segmentu a modelování chybových vlivů pro geodetická GNSS měření.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Cílem předmětu je prohloubení znalostí studentů v oblasti kosmické geodézie, obzvláště v oblasti globálních navigačních satelitních systémů.
Student bude:
- chápat dynamiku pohybu družice na oběžné dráze kolem Země,
- znát principy různých typů družicových měření,
- mít detailní znalosti o nejdůležitějších GNSS (GPS, Glonass, Galileo, BeiDou),
- chápat principy různých metod určování polohy pomocí GNSS,
- chápat význam pozemních podpůrných systémů pro GNSS,
- chápat metody modelování chyb a minimalizace jejich vlivu na výsledky
- umět zpracovat GNSS měření pro geodetické účely.
Prerekvizity
Kinematika a dynamika pohybu, Newtonovy pohybové zákony, Newtonův gravitační zákon, zákony lomu a odrazu elektromagnetického vlnění, disperze vlnění, metody modulace vlnění, pole nekonzervativních sil, fyzikální poměry v atmosféře Země.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Výuka předmětu se skládá z přednášek a cvičení. Do cvičení jsou zahrnuty výpočetní i praktické úlohy z kosmické geodézie.
Způsob a kritéria hodnocení
Znalosti studentů jsou průběžně ověřovány ve cvičeních a to zadáváním samostatně řešených úloh.
Znalosti na konci semestru jsou ověřeny formou zkoušky. Ta má písemnou a ústní část. Podmínkou pro připuštění k ústní části je získání alespoň 50% bodů z písemné části.
Osnovy výuky
plán přednášek
1. Pravoúhlé souřadnicové soustavy a jejich vzájemné transformace, nejdůležitější souřadnicové soustavy používané v kosmické geodézii
2. Časomíra – atomové časy, Juliánské datum
3. Problém dvou těles, nerušený pohyb družic
4. Rušený pohyb družic
5. Dráhy družic, optické a elektronické pozorovací metody
6. Šíření el-mag. signálu v atmosféře, GPS – kosmický segment, navigační signály, navigační zpráva
7. GPS – pozemní a uživatelský segment, přijímače, fazové centrum antény, rozdělení metod měření
8. Efemeridy, GPS Time, absolutní určování polohy
9. DGPS, relativní metody, tvorba diferencí, lineární kombinace měření
10. Řešení ambiguit fázových měření, příslušné metody měření
11. sítě permanentních stanic, GLONASS, Galileo, Beidou
12. GNSS – kombinace satelitních systémů, metoda PPP
Učební cíle
Seznámení studentů s problematikou kosmické geodézie, hlavně s globálními navigačními satelitními systémy. Studenti se seznámí s dynamikou pohybu družice na oběžné dráze kolem Země, šířením elektromagnetického signálu v atmosféře a jeho zpracováním pro potřeby určení polohy přijímače na Zemi.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Přednášky jsou nepovinné, účast na cvičeních je povinná.
Základní literatura
Machotka, R., Fixel, J., HE01 Geodetická astronomie a kosmická geodézie I, Teoretický úvod, el. text, FAST (CS)
Machotka, R., Fixel, J., HE01 Geodetická astronomie a kosmická geodézie I, Vybrané techniky, el. text, FAST (CS)
Doporučená literatura
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program NPC-GK magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
plán přednášek
1. Pravoúhlé souřadnicové soustavy a jejich vzájemné transformace, nejdůležitější souřadnicové soustavy používané v kosmické geodézii
2. Časomíra – atomové časy, Juliánské datum
3. Problém dvou těles, nerušený pohyb družic
4. Rušený pohyb družic
5. Dráhy družic, optické a elektronické pozorovací metody
6. Šíření el-mag. signálu v atmosféře, GPS – kosmický segment, navigační signály, navigační zpráva
7. GPS – pozemní a uživatelský segment, přijímače, fazové centrum antény, rozdělení metod měření
8. Efemeridy, GPS Time, absolutní určování polohy
9. DGPS, relativní metody, tvorba diferencí, lineární kombinace měření
10. Řešení ambiguit fázových měření, příslušné metody měření
11. sítě permanentních stanic, GLONASS, Galileo, Beidou
12. GNSS – kombinace satelitních systémů, metoda PPP
Cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
Transformace pravoúhlých souřadnic
Interpolace efemerid družic
Poloha družice GPS
Předzpracování GNSS observací
Výpočet polohy z kódových měření
Zpracování dat ze sítě GNSS