Geodezie Satelitară

1. Consideratii generale asupra conceptului GPS. Segmentele sistemului GPS.

Subiectul geodeziei satelitare

Geodezia satelitara inglobeaza tehnici de observare si calcul care pot rezolva probleme geodezice

utilizand masuratori la, de la si intre sateliti artificiali, in mod deosebit, cei din apropierea Pamantului.

Rezultatele geodeziei satelitare se pot regasi in domenii ca: geofizica, oceanografia, navigatia,

tehnici militare, geodinamica, meteorologie si climatologie, gravimetrie, masuratori seismice, geografie,

topografie si cadastru, fotogrammetrie, etc.

1.1 Conceptul GPS

Punctul de pornire al sistemelor de navigaţie bazate pe sateliţi artificiali îl reprezintă descoperirea

că efectul Doppler, ce se putea observa în semnalul transmis de un satelit, putea fi utilizat pentru

determinarea exactă a timpului când satelitul se afla cel mai aproape de suprafaţa terestră. Această

descoperire, corelată cu calcularea efemeridelor satelitului conform legilor lui Kepler a dus la

determinarea instantanee a poziţiei oriunde în lume.

Astfel în 1958 s-a proiectat sistemul de navigaţie Navy Navigation Satellite System, cunoscut şi

sub denumirea TRANSIT, sistem ce a fost operaţional în anul 1964. În aceeaşi perioadă şi după aceeaşi

concepţie a fost realizat în URSS sistemul TSIKADA.

Sistemul TRANSIT a fost predecesorul sistemului modern de poziţionare globală. Acesta era

alcătuit din 6 sateliţi ce erau plasaţi pe orbite aproape circumpolare la o altitudine de aproximativ 1100

km.

Datorită factorilor perturbatori ce acţionează asupra sateliţilor de joasă altitudine s-a remarcat o

instabilitate destul de mare a orbitelor fapt ce conducea la o precizie de poziţionare pentru navigaţie

destul de mică. În acelaşi timp existau probleme în acoperirea cu 4 sateliţi a zonelor terestre, „goluri”

care în apropierea ecuatorului puteau ajunge chiar la 6 ore, neasigurându-se o poziţionare continuă .

Sistemul GPS (Global Positioning System) a fost dezvoltat pentru a înlocui sistemul TRANSIT

şi implicit corectarea celor două mari probleme prezentate mai sus.

Astfel în anul 1973 „U.S Department of Defence” (DoD), din cadrul Ministerului Apărării

Statelor Unite, a elaborat concepţia unui sistem de poziţionare bazat pe sateliţi, care să permită navigaţia

unui obiect oarecare aflat în mişcare sau în repaus precum şi asigurarea unor informaţii de timp foarte

precise.

Sistemul GPS a cunoscu trei faze în dezvoltarea sa:

-Faza 1: Programul de validare a conceptului 1974-1978 ;

-Faza 2: Dezvoltarea completă şi testarea sistemului 1978-1992 ;

-Faza 3: Capacitatea operaţională deplină după 1992 .

Faza 1 a fost faza Blocului I de sateliţi experimentali, care au fost înlocuiţi progresiv cu sateliţii

operaţionali ai Blocului II în faza a doua de dezvoltare a constelaţiei.

Începând din anul 1992, sistemul a fost format din 18 sateliţi, în şase plane orbitale, la

aproximativ 20.200 km altitudine, asigurând vizibilitate la cel puţin 4 sateliţi simultan, în orice moment

al zilei, în orice punct de pe glob.

La sfărşitul anului 1992 constelaţia era formată din 21 de sateliţi operaţionali, în 24 de poziţii cu

4 sateliţi pe orbite înclinate cu 55o între ele, la altitudinea de 20.200 km.

Constelaţia actuală este constituită din 28 de sateliţi operaţionali. Altitudinea la care sunt situaţi

sateliţii este aproximativ 20.200 km iar durata unei revoluţii, de 11h15min.

Componentele unui satelit sunt:

-emiţător ;

-ceasuri atomice ;

-computere ;

-echipamente auxiliare .

Fiecare satelit emite un mesaj pentru determinarea poziţiei sale spaţiale .

1.2 Structura sistemului GPS

Sistemul GPS este conceput din 3 segmente principale:

-segmentul spaţial ;

-segmentul de control ;

-segmentul utilizator.