Detail předmětu

Kosmická geodézie 1

FAST-NEA032Ak. rok: 2024/2025

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

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Radovan Machotka, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav geodézie (GED)

Vstupní znalosti

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.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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.


Přednášky jsou nepovinné, účast na cvičeních je povinná.

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.

 

 


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.

Základní literatura

Kaplan, E., Hegarty Ch. J.: Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications, Third Edition, Boston/London, 2017 (EN)
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

Teunissen, P. J.G., Montenbruck, O.: Springer Handbook of Global Navigation Satellite Systems, Springer, 2017, (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-GK magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radovan Machotka, Ph.D.

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

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radovan Machotka, Ph.D.
Ing. Richard Kratochvíl, Ph.D.

Osnova

  • Transformace pravoúhlých souřadnic
  • Interpolace efemerid družic
  • Poloha družice GPS
  • Předzpracování GNSS observací
  • Výpočet polohy z kódových měření
  • Zpracování dat ze sítě GNSS