GPS Technologies Basic & Advanced

מק"ט: #51200 | משך קורס: 32 שעות אק'

הקורס מתחיל מהרמה הבסיסית המתאימה לסטודנטים ללא רקע מוקדם ב- GPS דן באפליקציות המגוונות של המערכת, מסביר את העקרונות פעולת המערכת עובר לניתוח ביצועי המערכת ופעולת המקלט.
נעמיק את ההבנה של מערכת ה-GPS ברמה של תכונות, יכולות, חישובי שגיאות, אפשרויות שימוש מיוחדות וביצוע אינטגרציה מושכלת.
בקורס נעבור על מגוון המקלטים בשוק וניתן כלים לבחירה מושכלת של מקלט GPS.
הקורס כולל ניתוח מערכות דיפרנציאליות ו- SBAS, ממשק NMEA למקלט.
מטרות הקורס להכיר את מערכת ה-GPS ברמה של תכונות, יכולות, חישובי שגיאות, אפשרויות שימוש מיוחדות וביצוע אינטגרציה מושכלת.
נסקור מערכות לויניות נוספות – Galileo, Glonass ומאפשר הצגת והעלאת בעיות אמתיות ע"י הסטודנטים ניתוחם והצעת פתרון.

הקורס פעיל לקבוצות מטעם ארגונים בלבד, ניתן לשלוח פנייה רק אם מדובר בקבוצה
*שדות חובה
PDF version

מטרות

מטרת הקורס לאפשר שימוש מושכל במקלטי GPS למערכות ויישומים שונים כגון ניווט, ניווט דיפרנציאלי, מערכות שליטה ובקרה, סינכרוני זמן ומיקום.
הקורס מספק הבנה של עקרון הפעולה של מערכת ה GPS-על מרכיביה השונים, עובר על שיקולי תכנון של מקלט  GPS, וסוקר באופן מעמיק את הטכנולוגיה והשימושים המתפתחים סביבה.
 

קהל יעד

מהנדסי מערכת, אנשי תוכנה, מהנדסי וטכנאי אלקטרוניקה, אווירונאוטיקה

תנאי קדם

הקורס מיועד לבעלי רקע טכני.

נושאים

מבוא

  • מטרות מערכת ה - GPS (היסטוריה)
  • הגדרת מערכת ה-GPS
  • מהם השירותים אותם היא מספקת
  • כמה עולה השימוש במערכת ה-GPS?
  • מרכיבי המערכת
  • מקטע החלל
  • מקטע הבקרה
  • מקטע המשתמש
  • מי מספק את שרותי ה-GPSומדוע?
  • מדיניות ארה"ב לשימוש ב-GPS
  • PPS - Precise Positioning Service
  • SPS – Standard Positioning Service
  • מדיניות AS/SA
  • דיוקי GPS לשימושים אזרחיים
  • הודעת הלוויין
  • ALMANAC
  • EPHEMERIS
  • נתוני תיקון שעון
  • נתוני תיקון יונוספרה
  • אותות שידור
  • גל הנושא L1
  • גל הנושא L2
  • גל הנושא L5

 

אפליקציות

  • יישומים קרקעיים
  • גיאודזיה
  • תובלה ותקשורת

 

יישומים ימיים

  • גיאודזיה ומיפוי
  • תובלה ומחקר ימי
  • יישומים אוויריים
  • גיאודזיה ומיפוי
  • תובלה
  • ניהול שדה תעופה
  • יישומי חלל
  • יישומי נופש
  • ניווט ספינות
  • ספארי
  • טיפוס הרים
  • רובוטיקה וחקלאות
  • E911
  • יישומים אזרחיים
  • יישומים בשדה הקרב
  • גודל השוק העולמי וחלוקה לסגמנטים

 

מיקום עקרונות

  • חישוב המיקום Pseudo Range
  • חוסר סנכרון שעונים
  • תיקון שעון הלוין
  • תיקון שעון המקלט
  • תוספת לוין בדו מימד
  • כיצד בפועל מחושבים המיקום וסטיית השעון?
  • משוואות המיקום
  • לינאריזציה של משוואות הטווח המדומה
  • פתרון עם יותר מארבע לוינים מעל האופק של המשתמש?
  • פתרון כאשר ידועה קואורדינאטה אחת או יותר של המקלט?
  • חישוב המהירות
  • דיוק המהירות יחסית לדיוק המיקום
  • מערכת הצירים בה נקבל פתרון
  • דיוק המדידות
  • דיוק מדידת המיקום
  • שגיאת הטווח שוות הערך UERE
  • השונות
  • Dilution Of Precision (DOP)- דילול הדיוק
  • PDOP
  • מדדים לדיוק מיקום
  • אלפסואיד השגיאה
  • כדור השגיאה
  • SEP עולמי
  • אליפסת שגיאה
  • מדד 2drms
  • השוואה בין הפרמטרים השונים

 
מסלולי לוויינים

  • המסלול הנורמאלי
  • הגדרת הפרמטרים המגדירים את המסלול: משטח המסלול/ מיקום המסלול במרחב/ נתוני המסלול
  • תאור המסלול הנורמאלי
  • נתוני המסלול המשודרים ע"י הלוויין
  • האלגוריתם לחישוב המסלול
  • רוטינה לחישוב המסלול

 

מבנה אות ה GPS

  • האות L1
  • הביטוי המתמטי של אות L1
  • אפנון האות
  • אות ה - P code
     

 מנגנון יצירת Pקוד

  • Zcountו- HOWהגדרות
  • Timing diagram
  • קודC/A
  • מנגנוןיצירתC/Aקוד
  • יצירת   G1
  • יצירת   G2
  • תרשים בלוק יצירת C/A
  • הגדרת C/A קוד בלוינים השונים
  • מודולציה של C/Acodeוהמידע
  • מבנה ההודעה

-  מבנה תת ההודעות

-  זמן איסוף המידע

  • אות L2
  • מה משודר מאנטנת הלוין
  • עוצמת האות הנקלט במקלט
  • עוצמת האות הנקלט בתלות בזוית ההגבה
  • פילוג צפיפות ההספק לאות Pו- C/A
  • תכונות האות
  • תכונות הקרוס קורלציה CorrelationCross
  • בדיקת הקרוס קורלציה
  • הקרוס קורלציה של קוד P
  • שבח התהליך של אות P
  • תכונות קוד C/A
  • קודי גולד (Gold)
  • יתרונות קודי גולד
  • ספקטרום אות  C/A
  • הקרוס קורלציה של קוד C/A
  • שבח התהליך של אות C/A
  • הפרעות הדדיות בין הלוינים
  • נעילה ועקיבה אחר אות הGPS-
  • מבוא
  • מקלט lockdelay
  • מקלט קוהרנטי
  • מקלט לא קוהרנטי
  • חיפוש ונעילה של קודי GPS
  • שלב הנעילה הראשונית
  • דוגמה - מקלט מעשי
  • עמידה מול חוסמים. 

 

ביצועי עקיבה של מקלט

  • שגיאת מעבר – transient
  • מכסימלית
  • קבועה
  • התנהגות בדינאמיקות שונות
  • שגיאת רעש תרמי
  • השפעת רוחב הסרט
  • נקודת עבודה אופטימאלית – דינאמיקה + רעש

 

מסלולי לוויינים

  • אלמנטי קפלר
  • התנאים המובילים לתנועה אורביטלית פשוטה
  • התנועה במשטח המסלול
  • מיקום המסלול במרחב
  • נתוני מסלול לויני הGPS-
  • נתוני מהמסלול בהודעת הלוין
  • אלגוריתם החישוב
  • קונסטלציה בסיסית

 

תקציב שגיאות

  • מקורות השגיאה
  • שגיאת הטווח שוות הערך UERE
  • שגיאת EPHEMERIS
  • שגיאות מעשיות בלוין
  • שגיאת יונוספרה
  • מחזור כיתמי שמש
  • שגיאת מודל יונוספרה
  • שגיאת טרופוספרה
  • רב נתיב
  • PDOP
  • Standard error model - L1 C/A (no SA)
  • ביטול ההפרעות למשתמשים אזרחיים
  • דיוקים מוצהרים
  • ביצועים כיום
  • DOPעולמי
  • דיוקי מיקום עולמיים
  • דיוקים מעשיים - שיפור בביצועי המערכת לאורך השנים

 

אנטנות

  • מהם הפרמטרים הנקבעים ע"י תכונות האנטנה.
  • עוצמת האות
  • רב נתיב
  • יציבות מרכז הפזה 
  • עקרון פעילות האנטנה.
  • סוגי האנטנות
  • דרישות מעקום הענות של האנטנה ליישומים שונים
  • כיווני התפתחות באנטנות GPS
  • אנטנות שונות – דוגמאות וביצועים

 

 GPSדיפרנציאלי 

  • GPS דיפרנציאלי –מבנה סכמאטי של המערכת
  • GPSדיפרנציאלי – הגדרת פעולה
  • GPSדיפרנציאלי
  • ערוץ תקשורת
  • גיאומטריה דיפרנציאלית
  • מיקום DGPS- (פתרון למקרים מוגבלים ומיוחדים)
  • מיקום GPSפתרון כללי - (Pseudorange DGPS)
  • DGPSנוסחאות
  • טרמינולוגיה
  • דרישות מתחנת ייחוס
  • מערכות אזוריות SBAS
  • דיוקים צפויים (שימוש ב EGNOS)

 

דיפרנציאלי שגיאות

  • GPS דיפרנציאלי –תקציב שגיאות
  • שגיאות המסולקות ע"י GPSדיפרנציאלי
  • שגיאות שלא מוסרות ע"י GPSדיפרנציאלי
  • שגיאת מסלול (כולל השפעת S/A)
  • GPSדיפרנציאלי שגיאת S/A
  • שגיאות מדידת טווח לאחר תיקון דיפרנציאלי
  • RTCMסוגי הודעות
  • פורמט הודעה מסוג 1 כולל כותרת כללית
  • הגדרת הפרמטרים בהודעה מסוג 1

 

מערכות קואורדינאטות

  • מערכת אינרציאלית
  • מערכת טרסטית
  • CONVETIONAL TERRESTIAL SYSTEM
  • תנועת הקוטב
  • מערכת גאוצנטרית גיאודטית
  • מערכת אופק מקומי
  • גבהים
  • מעבר בין דאטומים
  • רשת ישראל
  • רשת  UTM
  • רשת ישראל חדשה
  • רוטינות מעבר בין קואורדינאטות

 

AGPS

  • AGPS
  • E911
  • פתרון BENEPHONשילוב GPS
  • AGPS (Assisted GPS)
  • פתרון AGPS
  • CellGuide’s  AGPSAccessory
  • Samsung
  • דיוקים צפויים (שימוש ב EGNOS)

 

סקירה היסטורית של מקלטי GPS

  • מקלט 5 ערוצים
  • מקלט חד ערוצי
  • מקלט דו ערוצי
  • מקלט MUX
  • מקלטים לשוק הגיאודטי
  • אבני דרך בהתפתחות מקלטים
  • מקלט 12 ערוצים של ASHTECH
  • מקלט זול של מגלן
  • מקלט מדוייק של NOVATEL
  • 5 ערוצים מול 6 ערוצים
  • מעבר על טבלה מרכזת של "כל מקלטי ה GPS" הקיימים

 

כיצד אבחר מקלט

  • כיצד אבחר מקלט GPS
  • הגדרת דרישות
  • סינון ראשוני
  • שלב ההשוואה
  • בדיקת רעש (שגיאת) מדידות עצמי
  • בדיקה השוואתית לעמידה בפני רעש
  • השוואת רגישות מערכת מקלט + אנטנה
  • עמידה בדינאמיקה
  • דוגמאות מפרויקטים בשטח
  • דוגמה השוואה בין מקלטים במחקר אקדמי
  • דוגמא השוואה בין מקלטים לשילוב עם מערכת אינרציאלית
  • השוואת מקלטים מודרניים
  • סיכום

 

 סקר מקלטים
 

פרוטוקול NMEA

  • מאפייני תקשורת NMEA         
  • פרוט הגדרת ההודעה
  • סוגי ההודעות המוגדרות
  • דוגמא הודעת GGA
  • דוגמא הודעת זמן ZDA

 

שדרוג מערכת ה GPS

  • למה לשדרג
  • הצרכים של המשתמשים האזרחיים מול המשתמשים הצבאיים
  • תהליך השדרוג
  • ההחלטות הנשיאותיות
  • כיצד מטפלים באזורי קרבות
  • סטאטוס
  • L2C
  • L5
  • מבנה האות
  • חלקי האות – עם ובלי DATA
  • ביצועי האות
  • L1C
  • רעיונות ומבנה מוצע

 

גלילאו

  • היסטוריה
  • מבנה המערכת
  • סוגי השירותים
  • לוחות זמנים וסטאטוס
תגיות