Nawigacja satelitarna

Prezentacja na temat: "Nawigacja satelitarna"— Zapis prezentacji:

1 Nawigacja satelitarna
Nawigacja satelitarna – rodzaj radionawigacji wykorzystujący fale radiowe ze sztucznych satelitów w celu określania położenia punktów i poruszających się odbiorników wraz z parametrami ich ruchu w dowolnym miejscu na powierzchni Ziemi. Najpopularniejszym systemem nawigacji satelitarnej jest GPS (Global Positioning System), którego początki sięgają lat 70. XX w.

2 Zastosowanie nawigacji satelitarnej
Oprócz zastosowań militarnych, system nawigacji satelitarnej jest obecnie spotkany w bardzo wielu różnych dziedzinach gospodarczych m.in. w: Ratownictwie - nadajniki określające pozycję, pozwalają na szybką lokalizację zaginionych pojazdów, samolotów, statków oraz osób; Transporcie zarówno morskim, drogowym, lotniczym jak i kolejowym. Nawigacja satelitarna ma zastosowanie w automatycznej identyfikacji poruszających się obiektów, do sterowania ich trasami i ostrzegania o potencjalnych zagrożeniach;  

3 Nawigacji osobistej, zaczynając od pomocy w identyfikacji nieznanego terenu i dostarczaniu o nim adekwatnych informacji, poprzez nadzór nad pracownikami podczas pracy w sytuacjach zagrożenia, aż do szeroko rozumianej rekreacji. Administracji publicznej np. w finansach, bankowości. Systemy nawigacji satelitarnej ze swymi certyfikowanymi znacznikami czasu będą mogły zapewnić autentyczność i bezpieczeństwo elektronicznego systemu przesyłania danych. Prawdopodobieństwo nadużyć ulegnie zmniejszeniu, a wszelkie transakcje będą archiwizowane w jednorodnym i godnym zaufania systemie czasu.

4 Zasady działania systemu nawigacji satelitarnej
Zasada działania systemu nawigacji satelitarnej, polega na pomiarze przebytej drogi sygnału wysłanego przez satelitę, poruszającego się po zdefiniowanej orbicie, do anteny terminalu odbiorczego. Znana odległość od satelity umiejscawia terminal na sferze o promieniu równym zmierzonej odległości.

5 Znając odległość od dwóch satelitów można ulokować odbiornik na okręgu będącym przecięciem dwu sfer. Po zmierzeniu odległości od trzeciego satelity, pozostają dwa punkty, w których może się znajdować terminal. Ostateczne położenie terminala określa się po wykluczeniu punktu znajdującego się zbyt wysoko lub poruszającego się za szybko. Dokładność pomiarów jest determinowana zegarem oraz pomiarem opóźnienia sygnału odebranego z poszczególnych satelitów.

6 GPS – Global Positioning System
GPS-NAVSTAR (ang. Global Positioning System – NAVigation Signal Timing And Ranging) – system nawigacji satelitarnej obejmujący całą kulę ziemską. System GPS jest utrzymywany i zarządzany przez Departament Obrony USA. Korzystać z jego usług może każdy - wystarczy tylko posiadać odpowiedni odbiornik GPS. Takie odbiorniki są produkowane przez niezależne firmy komercyjne. System GPS jest darmowy i taki ma pozostać zgodnie z polityką Stanów Zjednoczonych.

7 Niezbędnym elementem systemu jest możliwość identyfikacji sygnałów z poszczególnych satelitów przez odbiornik GPS. Odbywa się to dzięki PRN (Pseudo-Random-Noise). PRN w swojej głównej funkcji ma na celu cyfrowe wzmocnienie przekazywanego sygnału (dzięki temu nie potrzebujemy ogromnych talerzy do odbioru sygnału satelitarnego) oraz umożliwia Departamentowi Obrony USA na kontrolowanie dostępu do systemu GPS. Dzięki temu wojsko może używać sygnał GPS do przekazywania szyfrowanych komunikatów.

8 Konfiguracja satelitów operacyjnych GPS.

9 System satelitów System pracuje na obszarze całej Ziemi, bo w każdym punkcie globu widoczne są zawsze przynajmniej cztery satelity. Satelity krążą po orbitach na wysokości około km. Jest to orbita niższa od geostacjonarnej. Segment kosmiczny składa się obecnie z 32 satelitów umieszczonych na orbitach kołowych o nachyleniu 55° względem płaszczyzny równika na wysokości km. Obieg Ziemi przez satelitę trwa 11h 58min (pół doby gwiazdowej). Około 28 satelitów jest stale czynnych a pozostałe są testowane bądź wyłączone z przyczyn technicznych.

10 System wielu nadajników jest bardzo kosztowny, Regularnie muszą być umieszczane na orbicie kolejne w zastępstwie tych, które zeszły z właściwej orbity lub uległy awarii. Jednakże ze względu na zyski dla gospodarki światowej, a w szczególności amerykańskiej, system został nieodpłatnie udostępniony dla zastosowań cywilnych. Ciekawostką jest fakt, że na każdym satelicie jest zainstalowana aparatura szpiegowska NUDET (Nuclear Detection) przeznaczona do natychmiastowego wykrywania wybuchów nuklearnych na Ziemi.

11 Zasada działania Sygnał dociera do użytkownika na dwóch częstotliwościach nośnych L1 = 1575,42 MHz (długość fali 19,029 cm) i L2 = 1227,6 MHz (długość fali 24,421 cm). Porównanie różnicy faz obu sygnałów pozwala na dokładne wyznaczenie czasu propagacji, który ulega nieznacznym wahaniom w wyniku zmiennego wpływu jonosfery, jednak nie w stopniu uniemożliwiającym określenie współrzędnych. Użytkownicy cywilni przybliżoną poprawkę jonosferyczną otrzymują w depeszy nawigacyjnej lub dzięki systemowi DGPS.

12 DGPS (ang. Differential Global Positioning System) - technika pomiarów GPS pozwalającą na uzyskanie większej dokładności, niż przy standardowym pomiarze jednym odbiornikiem. Metoda ta polega na wykorzystaniu stacji bazowej (tzw. referencyjnej) - odbiornika ustawionego w dokładnie wyznaczonym punkcie (np. przez pomiar geodezyjny), który wyznacza na bieżąco poprawki różnicowe dla poszczególnych satelitów, co pozwala na wyeliminowanie większości błędów. Drugi odbiornik (ruchomy) musi mieć możliwość odbioru tych poprawek, np. przez łącze satelitarne

13 Identyfikacja satelitów oparta jest na metodzie podziału kodu CDMA (Code Division Multiple Access) oznacza to, że wszystkie satelity emitują na tych samych częstotliwościach, ale sygnały są modulowane różnymi kodami. Dla poprawnej pracy systemu kluczowy jest czas. Każdy satelita jest wyposażony w zegar atomowy, dzięki czemu jego sygnał jest dokładnie zsynchronizowany z całym systemem. Jednocześnie satelity tworzą razem z kilkoma nadajnikami naziemnymi swoistą sieć korekcji czasu. W efekcie odbiornik GPS podaje nie tylko pozycje, ale również bardzo precyzyjny czas.

14 Aby określić pozycję w trójwymiarowej przestrzeni i czas systemu konieczny jest jednoczesny odbiór z przynajmniej czterech satelitów. Odbiornik oblicza trzy pseudoodległości do satelitów oraz odchyłki czasu (różnicy między tanim i niedostatecznie dokładnym wzorcem kwarcowym zainstalowanym na odbiorniku i precyzyjnym zegarem atomowym na satelicie). Dokładne współrzędne satelity są transmitowane w depeszy nawigacyjnej. W przypadku możliwości odbioru tylko z trzech satelitów niektóre odbiorniki mogą pracować w trybie 2D z ustawioną przez użytkownika wysokością elipsoidalną.

15 Segment naziemny składa się z 12 stacji nadzoru rozmieszczonych możliwie blisko i równomiernie na równiku celem ciągłej obserwacji każdego satelity przez co najmniej dwie stacje przez całą dobę. Odpowiada on za utrzymanie sprawności technicznej systemu wyrażającej się niezawodnością i dokładnością odbieranego przez użytkowników sygnału satelitarnego. Główna stacja nadzoru mieści się w bazie sił lotniczych Shriever AFB (poprzednio Falcon) w Colorado Springs, USA.

16 Pozostałe stacje nadzoru prowadzone przez Siły Lotnicze USA ulokowane są na Hawajach, Cape Canaveral, Wyspie Wniebowstąpienia, wyspie Diego Garcia oraz Atolu Kwajalein. Sześć stacji zarządzanych jest przez NGA (National Geospatial-Intelligence Agency), są to stacje w: Waszyngtonie, Ekwadorze, Argentynie, Londynie, Bahrajnie i Australii. Zadaniem wszystkich stacji jest ciągłe monitorowanie ruchu satelitów. Obserwacje są wysyłane do głównej stacji nadzoru, gdzie wyliczane są nowe parametry orbit satelitów. Prognozowane efemerydy są wysyłane do satelitów nie rzadziej niż co 48 godzin i przez nie retransmitowane.

17 Przykłady zastosowań GPS
odbiorniki GPS połączone z funkcją logowania danych - tzw. datalogger GPS lub rejestrator trasy. Umożliwiają one zapis przebytej trasy bez konieczności uruchamiania dodatkowych urządzeń. Możliwość zapisu sięga od kilkuset punktów do kilkuset tysięcy punktów w zależności od modelu i producenta. Umożliwia to monitorowanie pracy kierowców lub innych pracowników mobilnych.

18 Dzięki połączeniu zapisanej trasy oraz wykonanych na niej zdjęć możemy każdej fotografii przypisać miejsce jej wykonania - jest to tzw. Geotagging lub w tej konkretnej formie Phototagging (spolszczone nazwy to Tagi geograficzne, Tagowanie geograficzne). Dzięki temu możemy w łatwy sposób inwentaryzować umiejscowienie obiektów lub zdarzeń. Jest to tanie rozwiązanie wykorzystywane przez różnego rodzaju służby na całym świecie. Coraz częściej GPS stosuje się w telefonach komórkowych. Do tego celu wystarczy odbiornik GPS z bluetoothem i kompatybilny telefon. ...

19 GLONASS

20

21 GLONASS (ros. ГЛОНАСС , Глобальная навигационная спутниковая система; Globalnaja Nawigacionnaja Sputnikowaja Sistiema) — radziecki, obecnie rosyjski, satelitarny system nawigacyjny obejmujący swoim zasięgiem niemal całą kulę ziemską. Podobnie jak GPS jest systemem stadiometrycznym, czyli pozycja jest wyznaczana w punkcie przecięcia czterech sfer o promieniach obliczonych na podstawie czasu propagacji sygnału i środkach znanych z depesz nawigacyjnych wysyłanych przez satelity.

22 GLONASS został powołany do życia już 1 grudnia 1976, gdy Rosja należała jeszcze do ZSRR, dekretem Komitetu Centralnego Partii Komunistycznej i Rady Ministrów ZSRR O rozwoju globalnego systemu nawigacji satelitarnej GLONASS

23 Segment kosmiczny Z założenia powinien się składać z rozmieszczonych na trzech orbitach 24 satelitów, lecz ze względu na krótszą od spodziewanych żywotność i problemy finansowe doświadczane przez Rosję w latach dziewięćdziesiątych XX wieku liczba ta jest znacznie mniejsza. Na 8 kwietnia 2010 roku na orbicie znajdowały się łącznie 23 satelity (21 operacyjnych oraz 2 rezerwowe), co według różnych źródeł wystarcza do prawidłowego funkcjonowania systemu na terenie Rosji (globalne pokrycie wymaga przynajmniej 24 nadających aparatów).

24 Według oficjalnych zapowiedzi władz rosyjskich globalne pokrycie sygnałem GLONASS zostanie osiągnięte do końca 2010 roku, bowiem kolejne aparaty mają być wystrzeliwane w lutym, sierpniu i listopadzie (za każdym razem po trzy). Łącznie na orbicie do końca 2010 r. ma znaleźć się 30 satelitów z czego trzy - jako rezerwowe - mają pozostawać w stanie uśpienia. Kąt inklinacji orbit wynosi 64,8°, dzięki czemu możliwe jest lepsze pokrycie satelitami wyższych szerokości geograficznych niż w przypadku systemu GPS. Zdecydował o tym fakt, że na szerokościach okołobiegunowych prowadzona jest intensywna żegluga rosyjskich okrętów podwodnych, nosicieli broni jądrowej.

25 Charakterystyka orbit:
prawie kołowe, wysokość h = km (nieco niższe niż satelity GPS), okres obiegu T = h (satelity GPS są 12-godzinne), nachylenie i = 64.8° - bliskie nachyleniu krytycznemu (nachylenie krytyczne - 63°26'), co 17 okrążeń (co ok. 8 dni gwiazdowych) każdy satelita pojawia się nad tym samym punktem na Ziemi.

26 Charakterystyka sygnału:
każdy satelita GLONASS transmituje sygnał na innej częstotliwości; wszystkie satelity GLONASS transmitują taki sam kod (satelity GPS różne kody). Kod P – ma długi okres = ok. 30 tygodni, stąd też centrala dzieli go na 30 odcinków; każdy satelita GLONASS nadaje swoją precyzyjną pozycję na pełne pół godziny; sygnały (czasu) są odniesione do systemu czasu UTCSU (uniwersalny czas koordynowany byłego Związku Radzieckiego); współrzędne satelity podawane są w układzie odniesienia PZ (Parametry Ziemli ), który jest zgodny z międzynarodowym układem ITRF 2000, oprócz przesunięcia początku układu o ok. 0,5 m;

27 Segment kontroli naziemnej
Składa się z Głównej stacji kontroli w Moskwie, 5 stacji monitorująco-śledzących (3 na terenie Rosji: St.Petersburg, Jenisejsk, Komsomolsk nad Amurem, jedna w Niemczech: Neustrelitz i jedna w Tarnopolu na Ukrainie), centralnego zegara systemu, systemu monitoringu sygnału nawigacyjnego opartego na bezpośrednim porównywaniu sygnału dwu- i jednodrogowego. Funkcjonalnie system kontroli naziemnej jest podobny do systemu GPS.

28 Segment użytkownika Segment użytkowników - odbiorniki przystosowane do różnych aplikacji, lokalne i regionalne podsystemy różnicowe, systemy zarządzania i kontroli oparte na połączeniu funkcji nawigacyjnych, komunikacyjnych i kartograficznych. Zazwyczaj są to odbiorniki produkcji rosyjskiej i są przeważnie typami wojskowymi lub okrętowymi. Produkcja cywilnych odbiorników 12 lub 24-kanałowych jest dopiero przygotowywana. Odbiorniki uniwersalne - dla GPS i GLONASS - są produkowane przez niektórych producentów zachodnich.

29 GALILEO Polski Punkt Informacyjny Galileo

30

31 GALILEO - europejski system nawigacji satelitarnej
GALILEO - europejski system nawigacji satelitarnej. Aktualnie jest w trakcie budowy, która w planach miała potrwać do 2012 roku. Ma być równoważną alternatywą do amerykańskiego systemu GPS i rosyjskiego GLONASS, lecz w przeciwieństwie do nich będzie kontrolowany przez instytucje cywilne. W latach osiemdziesiątych zrodził się pomysł budowy w Europie systemu nawigacyjnego. Główną przyczyną był brak zaufania do istniejących systemów, które mogły być w każdej chwili wyłączone lub zakłócone przez ich właścicieli - Departament Obrony USA i Ministerstwo Obrony ZSRR oraz ograniczona dokładność tych systemów.

32 Pierwsza faza prac zwana fazą definicji rozpoczęła się 19 lipca 1999 i zakończyła 22 listopada Podczas tej fazy przeanalizowano potrzeby przyszłych użytkowników systemu i określono techniczne, ekonomiczne i programowe aspekty realizacji projektu. W roku 2002 rozpoczęła się druga faza budowy, zwana fazą wdrażania, która planowo miała zakończyć się w 2006 roku. Obejmowała ona szczegółowe zdefiniowanie parametrów technicznych i projekt segmentów: naziemnego, kosmicznego i użytkownika. W pierwszym etapie testów systemu, zakończonym 22 grudnia 2004, dokonano udanych testów segmentu naziemnego. Drugi etap rozpoczął się 28 grudnia 2005 wyniesieniem na orbitę pierwszego testowego satelity systemu, GIOVE-A.

33 Trzecia faza budowy miała obejmować umieszczenie wszystkich operacyjnych satelitów na orbitach okołoziemskich oraz pełne uaktywnienie segmentu naziemnego i planowo miała zakończyć się w 2008 roku wraz z oddaniem systemu do użytku publicznego. W 2007 roku w związku z niemożnością dotrzymania wcześniej ustalonych terminów i znacznym przekroczeniem kosztów datę produkcyjnego uruchomienia systemu przeniesiono na 2012 rok.

34 W październiku 2009 roku poinformowano o redukcji zamówień na satelity Galileo fazy Full Operational Capability (FOC) z 30 do 22 oraz o opóźnieniach w budowie aparatów wcześniejszej fazy In-orbit Validation (IOV). Opóźnienia związane są z problemami technicznymi przy budowie satelitów oraz kłopotami w dostosowaniu centrum kosmicznego w Gujanie Francuskiej do wymagań rakiety nośnej Sojuz. Nadal nierozwiązany jest ponadto konflikt o częstotliwości pomiędzy Galileo a chińskim systemem Beidou zwanym także Compass. W 2010 roku po raz kolejny przesunięto datę uruchomienia systemu na lata

35

36 Segment kosmiczny będzie się składał z 27 satelitów operacyjnych i 3 zapasowych, równomiernie rozmieszczonych na 3 orbitach. Wysokość orbity będzie wynosić km, a kąt inklinacji 56°. Czas okrążenia przez każdego z satelitów wynosi 14 godzin i 21 minut Satelity będą nadawać 10 sygnałów w trzech pasmach częstotliwości. Sygnały oznaczone numerami 1, 2, 3, 4, 9 i 10 będą dostępne dla wszystkich użytkowników o ile ich odbiorniki będą zapewniały taką funkcjonalność.

37 Pozostałe sygnały będą szyfrowane i dostępne tylko dla użytkowników mających dostęp do serwisu komercyjnego CS i serwisu regulowanego publicznie PRS. Część sygnałów nie będzie zawierać żadnych danych, będzie przeznaczona do wyznaczania poprawki jonosferycznej w celu zwiększenia dokładności. To jest istotna przewaga Galileo nad systemem NAVSTAR-GPS dysponującym począwszy od satelitów bloku IIR-M zaledwie trzema częstotliwościami.

38 Segment naziemny W jego skład będą wchodziły dwa niezależne segmenty: naziemny segment kontroli satelitów GCS (Ground Control System) mający kontrolować stan techniczny satelitów i uzupełniać braki w konfiguracji satelitów naziemny system kontroli funkcjonowania całego systemu GMS (Ground Mission System).

39 W skład segmentu GCS wchodzi pięć stacji sterujących zapewniających ciągłą kontrolę i dwukierunkową łączność ze wszystkimi satelitami systemu. Segment GSS będzie zbudowany z kilkudziesięciu stacji śledzących GSS (Ground Sensor Station) rozmieszczonych na całym świecie, co pozwoli na nieustanną obserwację wszystkich satelitów. Zgromadzone dane będą przekazywane do stacji kontrolnych GCC (Galileo Control Center), gdzie będą analizowane i na ich podstawie zostanie wygenerowana depesza nawigacyjna przekazywana do satelitów za pośrednictwem 10 stacji ULS (Up-Link Station).

40 Galileo będzie oferował usługi nawigacyjne, wspomagające badania i poszukiwania:
1. Serwis otwarty (Open Service - OS) - darmowy serwis przeznaczony do wyznaczania współrzędnych horyzontalnych z dokładnością od 15 do 4 m, wysokości z dokładnością od 35 do 8 m i czasu. 2. Serwis bezpieczeństwa życia (Safety of Life Service - SoL) dla posiadaczy odbiorników z certyfikatem - jego zadaniem będzie rozszerzenie serwisu otwartego o ostrzeżenia o utracie integralności danych. Użytkownik w czasie kilku sekund zostanie powiadomiony o spadku dokładności wyznaczanej pozycji, co ma szczególne znaczenie np. w lotnictwie, transporcie morskim itd.

41 3. Serwis komercyjny (Commercial Service - CS) - Będzie oferował większą dokładność (do 0,8 m w poziomie i do 1 m w pionie) oraz umożliwi przesyłanie wiadomości od stacji naziemnych do użytkowników. Prawdopodobnie też zostanie zapewniona gwarancja jakości funkcjonowania systemu. Dostęp do tego serwisu będzie odpłatny. 4. Serwis regulowany publicznie (Public Regulated Service - PRS) - będzie przeznaczony dla wybranych użytkowników wymagających bardzo wysokiej dokładności i wiarygodności danych. Poza danymi niezbędnymi do określenia pozycji i czasu będzie dostarczał wiadomości związane z bezpieczeństwem narodowym, dotyczące transportu, telekomunikacji i energetyki itd.

42 Dostęp do niego będą miały europejskie instytucje związane z bezpieczeństwem narodowym, organy ścigania oraz do nadzoru migracji i nielegalnego transportu. 5. Serwis poszukiwania i ratowania (Search and Rescue Service - SAR) - umożliwi odebranie sygnału wzywania pomocy wraz z pozycją geograficzną pławy (boi) ratunkowej i przekazanie go do służb ratowniczych. Będzie zintegrowany z funkcjonującym już systemem ratownictwa morskiego i lotniczego COSPAS-SARSAT.

43 BEIDOU (Compass)

44 BEIDOU - chiński satelitarny system nawigacyjny.
Docelowo w jego skład wejdzie 35 satelitów, które swoim zasięgiem obejmą obszar Azji. System Beidou (Wielka Niedźwiedzica) będzie złożony z 5 satelitów geostacjonarnych i 30 poruszających się po orbitach o średniej wysokości. Dokładność wyznaczania pozycji udostępniona komercyjnym użytkownikom będzie wynosiła około 10 metrów, a prędkości – 0.2 m/s.

45 Aktualnie funkcjonuje system Beidou-1 składający się z 4 satelitów, z czego tylko dwóch działających. Ma on wyłącznie charakter testowy. Jego następcą (ale nie rozwinięciem) ma być globalny system Beidou-2 znany również pod eksportową nazwą Compass. Mimo przystąpienia Chin do projektu Galileo w 2003 roku, prace są kontynuowane i według zapewnień chińskich władz Compass ma ruszyć w 2012 roku (liczebność konstelacji: 20 aparatów), a pełną operacyjność (czyli 35 satelitów) ma osiągnąć do 2020 roku.

46 DORIS

47 DORIS jest satelitarnym systemem opartym na zjawisku Dopplera
DORIS jest satelitarnym systemem opartym na zjawisku Dopplera. Można nazwać ten system "mierniczym przestrzeni kosmicznej", gdyż wyznacza on z dużą precyzją orbity satelitów. DORIS jest także ziemskim systemem pozycjonowania. Jest wykorzystywany na satelitach altimetrycznych i teledetekcyjnych, więc służy pośrednio do wyznaczania kształtu i rozmiarów Ziemi m.in. poprzez badanie poziomu mórz i pola siły ciężkości. System ten dostarcza danych do badań w zakresie geodezji, geofizyki, a także dla innych dziedzin.

48 Twórcy DORIS Pomysłodawcą i twórcą systemu DORIS była francuska agencja kosmiczna CNES (Centre National d'Etudes Spatiales). Jej partnerami zostali: IGN (Institut Géographique National) – francuski narodowy instytut geografii, GRGS (Groupe de Recherches de Géodésie Spatiale) – instytut kosmicznych badań geodezyjnych.

49 Budowa systemu DORIS System DORIS został pomyślany tak, aby zapewniać dokładność wyznaczenia położenia rzędu jednego centymetra. Dokładność tę gwarantują następujące trzy składniki systemu: wysoce stabilny oscylator, sieć więcej niż 50 stacji naziemnych, dwie częstotliwości.

50 Wysoką stabilność częstotliwości fali można porównać do stabilności zegara, który w ciągu ludzkiego życia pospieszy się o 0,2 milisekundy (dla porównania dobry zegarek na rękę w ciągu ludzkiego życia pospieszy się o godzinę). Daje to pewność, że nadawana częstotliwość jest zawsze taka sama i pozwala wyznaczać położenie satelity na orbicie, korzystając ze zjawiska Dopplera, z dokładnością kilku centymetrów. Ważne dla pomiarów systemu Doris jest ciągłe śledzenie satelitów przez stacje naziemne. Jest ono zapewnione przez sieć 60 stacji rozmieszczonych na całej Ziemi.

51 Do zorganizowania takiej sieci była konieczna współpraca ponad trzydziestu krajów. Stacje naziemne, w odróżnieniu od systemu GPS, nadają sygnał, zaś satelity go odbierają. Sygnał jest wysyłany na dwóch częstotliwościach radiowych. Fale o wyższych częstotliwościach są mniej wrażliwe na zakłócenia w jonosferze, więc główną częstotliwością pomiarową jest w systemie Doris 2036,25 MHz. Druga częstotliwość – 401,25 MHz służy do korekcji błędów.

52 Na satelicie znajduje się odbiornik mierzący prędkość radialną, wysoce stabilny oscylator oraz wielokierunkowa antena. Pomiar dopplerowskiej zmiany częstotliwości nadawanej przez stacje naziemne odbywa się co 10 sekund. Dotychczas wyprodukowano już trzy generacje odbiorników (wszystkie kompatybilne z naziemnymi nadajnikami). Postęp w dziedzinie elektroniki i miniaturyzacja pozwoliły na czterokrotne zmniejszenie wagi i rozmiaru odbiornika. Bieżąca generacja odbiorników waży zaledwie 1,5 kilograma i zajmuje objętość 1,5 litra.

53 Instrumenty pierwszej generacji wykonywały tylko jeden pomiar w danym czasie, drugiej i trzeciej generacji mogą wykonywać równocześnie dwa pomiary. Dzięki temu satelita może odbierać sygnał z większej ilości odbiorników w swoim polu widzenia. Stacja naziemna składa się z nadajnika, wielokierunkowej anteny oraz stacji meteorologicznej, mierzącej ciśnienie atmosferyczne, temperaturę oraz wilgotność powietrza.

54 Zadania DORIS System Doris ma za zadanie wspieranie m.in. badań geodezyjnych i geofizycznych poprzez dostarczanie im danych. Może być używany na różnych polach: do wyznaczania orbit, badania pola grawitacyjnego Ziemi i jej ruchu obrotowego, precyzyjnego wyznaczania pozycji na Ziemi oraz nawigacji satelitarnej. Na przestrzeni prawie piętnastu lat działania systemu Doris dokładność wyznaczenia orbity wzrosła dziesięciokrotnie. Rozwijająca się ciągle służba IDS (International Doris Service) umożliwia badanie kształtu i rozmiarów Ziemi, poprzez pomiary altimetryczne.

55 Kontrola systemu i opracowywanie wyników
Służbą, która zajmuje się kontrolą systemu Doris i zarządzaniem danymi jest IDS (International Doris Service). Formalnie działa ona od 1 lipca 2003 r., wcześniej była w fazie pilotażowej. Satelity przesyłają w regularnych odstępach czasu zebrane z pomiarów dane do SSALTO (Segment Sol multimissions d'ALTimétrie, d'Orbitographie), czyli do centrum analiz Doris w Tuluzie we Francji. Centrum to opracowuje wyniki pomiarów, oblicza orbity satelitów mających instrument Doris oraz przechowuje i rozprowadza dane oraz produkty powstałe na podstawie danych.

56 Są to między innymi: współrzędne stacji naziemnych, geocentrum i skala dla ziemskich systemów odniesienia, informacje o jonosferze, efemerydy precyzyjne satelitów z systemem Doris, parametry ruchu obrotowego Ziemi. Od pierwszej misji w roku 1990 system Doris wykonał ponad 50 milionów pomiarów dla różnych naukowych celów.

57 Inne istniejące systemy satelitarne
Japoński Quasi-Zenith Satellite System QZSS, Indyjski system Indian Radionavigation Satellite System IRNSS GAGAN (GPS and GEO Augmented Navigation System), nigeryjski NIGCOMSAT (Nigerian Communication Satellites). Międzynarodowy Komitet GNSS (International Committee on GNSS – ICG), System of Systems.