Ruimtegeodesie met behulp van het
G PS*)-satellietsysteem
Een test met een draagbare GPS-ontvanger
1982. P. J. Shelus (red.). Proceedings. Fourth Intern. Workshop
on laser ranging instrumentation (software sessions). The Univ. of
Texas, Publ. in Astronomy no. 19, p. 367-373.
Vermeer, M. Kalman filter orbit determination for geodetic satellite
laser ranging; a theoretical inquiry, 1981. Delft Univ. Techn. Rep.
Dept. Geodesy, Math, and Phys. Geod. no. 81.2 (in druk).
Wakker, K. F. en B. A. C. Ambrosius. Accurate orbit determi
nations from laser range observations of LAGEOS, STARLETTE
and GEOS-3, 1981. ESA SP-160, p. 25-35.
Wakker, K. F. en B. A. C. Ambrosius. Kalman filter satellite orbit
improvement using laser ranging measurements from a single
tracking station, 1982. AGARDograph 256, 17/1-17/16.
Wakker, K. F., B. A. C. Ambrosius en T. van der Ploeg. SEASAT
orbit determination from laser range observations, 1982. Delft
Univ. Techn., Dept. Aerospace Engineering, Report LR-352.
Wilkins, G. A., red. Project MERIT; A review of the techniques to
be used during Project MERIT to monitor the rotation of the
Earth, 1980. Royal Greenwich Observatory, Engeland, en Institut
fiir Angewandte Geodasie, Frankfurt am Main, FRG.
Wilkins, G. A. en M. Feissel, red. Project MERIT; Report on the
Short Campaign and Grasse Workshop with observations and
results on earth-rotation during 1980 August-October, 1982. Royal
Greenwich Observatory, Engeland.
Wilson, P. en L. Aardoom. SEASAT tracking over Europe, 1982 a.
SURGE Discussion Meeting, London, Engeland, 14-16 april.
Wilson, P. en L. Aardoom. Crustal dynamics of the Eastern Medi
terranean, 1982 b. Intern. Coordination of Space Techniques for
Geodesy and Geodynamics (CSTG) Bulletin 4, p. 34-42.
Wilson, P., E. C. Silverberg, B. E. Schutz en I. Malewich. A pro
posal for the design and application of a high-mobility, low-cost
satellite laser ranging system, 1978. ESA SP-137, p. 111-117.
Zeeman, F. W. en E. Vermaat. Methode en toepassing van laser-
afstandmetingen in de satellietgeodesie, 1978. NGT 8, no. 2,
p. 23-29.
door prof. dr. ir. U. L. van Twembeke, hoogleraar aan de Koninklijke Militaire School
te Brussel en de Katholieke Universiteit Leuven.
SUMMARY
Space Geodesy using the Global Positioning System
The main concepts of the US NAVSTAR Global Positioning System (GPS) are described. Methods
of positioning are pointed out, focussing on ,,manpack positioning". Results of a test with a
Magnavox Manpack receiver in Brasschaat, Belgium are presented.
Dit artikel is een bewerking van een publikatie in het Bulletin trimestriel de la Société Beige de Photo-
grammétrie et de Télédétection van december 1981.
1. Historische inleiding
Geodesie en navigatie zijn historisch altijd nauw met el
kaar verbonden geweest. In de Griekse mythologie vin
den we het verhaal van Odysseus die zijn navigatie
steunde op raadgevingen van sirenen bij het doorvaren
van de straat van Messina om te ontsnappen aan de
monsters van Scylla en Charybdis. Over deze eerste
navigatietechnieken wordt in het verhaal niet verder uit
geweid, maar ze waren zeker niet perfect, want zes be
manningsleden werden verslonden. Voor het bepalen
van de breedte werden door Hipparchus en Menelaus
waarnemingen gedaan op de zon en de sterren. Maar
het bepalen van de lengte was praktisch onmogelijk tot
1514. Toen werd een methode ontwikkeld die berustte
op het waarnemen van de relatieve richting van de maan
ten opzichte van de sterren. Deze methode gaf aanlei
ding tot positiefouten in de orde van 0,5°.
In 1712 werd door de Britse regering een commissie
geïnstalleerd die prijzen, gaande tot 20 000 ponden, kon
toekennen aan diegenen die nieuwe ideeën voor de
lengtebepaling konden aanbrengen. Reeds in 1542 had
Gemma Frisius (1508-1555) voorgesteld de tijd Xe gebrui
ken bij het bepalen van de lengte. Maar om betere resul
taten te verkrijgen dan de vorige methode, moest de tijd
gekend zijn op 2 minuten nauwkeurig. Klokken met der
gelijke nauwkeurigheid waren echter niet beschikbaar
tot in 1761, het jaar waarin John Harrison (1693-1776)
zijn chronometer voorstelde.
Momenteel worden hoofdzakelijk vier navigatiemetho-
den toegepast: de astronomische, de kaart- (voor de
kustvaart), de radio- en de inertiële navigatie.
GPS Global Positioning System.
Geïnspireerd door de astronomische navigatie, kwam
men in 1958 op de gedachte de kunstsatellieten in te
schakelen in de navigatie. In het begin van de zeventiger
jaren kwam het Amerikaanse Navy Navigation Satellite
System (NNSS), ook wel TRANSIT-satelliet systeem
geheten, in burgerlijk gebruik. Dit systeem dat reeds uit
stekende diensten heeft bewezen, zal mogelijk niet meer
operationeel zijn na 1990 en zijn vervangen door het
Amerikaanse NAVSTAR GPS-systeem, of Global Posi
tioning System. De geodeten hebben vlug de grote
mogelijkheden van deze nieuwe technieken ingezien, zo
dat ook deze tak van de satellietgeodesie een belangrijk
onderdeel van de ruimtegeodesie is geworden. In deze
uiteenzetting zullen we het geodetische aspect van het
satellietsysteem ontwikkelen.
2. De samenstellende delen van het GPS-systeem
Het GPS-systeem bestaat uit drie onderdelen: het ruim
tesegment, het controlesegment en het gebruikersseg
ment.
2.1. Het ruimtesegment zal in de eindfase van de ont
wikkeling (1988) bestaan uit 18 satellieten, verdeeld over
zes banen die elk drie satellieten bevatten (zie fig. 1).
De vijf baanparameters zijn:
e 0,0 de excentriciteit van de baan; deze
is cirkelvormig in eerste benadering,
a 26 560 km de halve grote as van de baan of, in
eerste benadering, de straal van de
baancirkel. Dit betekent, dat de sa
tellieten cirkelen op een hoogte van
ongeveer 20 204 km boven het aard
oppervlak.
156
NGT GEODESIA 83
