Vysílač korekčních signálů DGPS v rámci RIS

Při používání polohových signálů GPS dochází k chybám v určení polohy běžně v rozsahu až 50 m, což znemožňuje efektivní a bezpečné využití pro navigaci na palubě. Pro zpřesnění polohových dat se používá tzv. diferenciální GPS (DGPS), které využívá korekčních signálů přijímaných z jiné tzv. referenční stanice, která se nachází ve známé poloze a na které lze identifikovat velikost chyby GPS.

Vysílače korekčních signálů DGPS umožňují poskytování polohových dat pro vnitrozemskou vodní dopravu v přesnosti odpovídající požadavkům Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2005/44/ES ze dne 7. září 2005 o harmonizovaných říčních informačních službách (RIS) na vnitrozemských vodních cestách ve Společenství.

Při použití DGPS standardu IALA (IALA Recommendation R-121, WSW vysílače IALA) je dosaženo přesnosti polohy s chybou 0,5 - 2 m (dle vzdálenosti od vysílače) včetně automatické kontroly korektnosti polohových dat bez ohledu na terénní podmínky. Významně se tak zlepší bezpečnost plavby a zjednoduší operativní rozhodování vůdce plavidla o optimálním vedení plavidla. V kombinaci s radarem se při snížené viditelnosti podstatně zvýší přehlednost radarového obrazu, významně omezí navigační chyby a celkově zjednoduší průjezd plavebně obtížnými úseky. V současnosti je plně pokryta síť vodních cest v SRN, Nizozemí, Belgii, Rakousku a pracuje se na pokrytí celého Dunaje. Na celém světě je v současnosti v provozu více než 300 IALA DGPS stanic.

Zásadní předností je minimální stínění signálů na středovlnné frekvenci překážkami a signál je plně dostupný i ve vysoké zástavbě a v hlubokých údolích. Pro vnitrozemskou plavbu je významné, že kvalitního polohového údaje lze dosáhnout i při viditelnosti pouhých 3 družic doplněném korekcí DGPS. Dle měření v ČR v říjnu 2005 jsou 3 družice viditelné na celé síti vodních cest.

Stožár vysílače DGPS je v České republice umístěn na ostrově mezi plavebním kanálem a řekou Labe v Obříství (spadá pod Mělník) ve Středočeském kraji. Vysílací anténa výšky 25 m je samonosné konstrukce vyvinuté WSV v SRN. V systémové místnosti na zdymadle jsou dvě 19"rackové skříně s kompletní technologií vysílací stanice a na střeše objektu 3 přijímací antény GPS. Pro zajištění spolehlivého provozu a maximální přesnosti korekčních dat jsou osazeny dvěma externími monitorovacími stanicemi DGPS na plavebních komorách Střekov a Týnec nad Labem.

Základní parametry

Vysílací frekvence - 295 kHz

Číslo stanice - 850 (851)

Dosah vysílače - vodní cesty třídy 4. a vyšší - Labe (od státní hranice ve Hřensku po Pardubice), Vltava (od Mělníka minimálně po Slapy).

Přenosová rychlost korekčního signálu - 100 Bps

Jak se připojit

Pro příjem DGPS korekčního signálu existuje množství DGPS přijímačů a to jak integrovaných (GPS i DGPS přijímač v jednom zařízení), tak i samostatně dodávaných DGPS korekčních jednotek. Tyto jednotky musí umožňovat příjem korekčních signálů dle standardu RTCM. Připojení např. k mapovým aplikacím je zcela shodné s GPS přijímači - pomocí standardního NMEA protokolu.

Služba je zdarma pro uživatele ve vodní dopravě i jiných oborech. Základní předností pro její uplatnění na lodích je univerzální platnost systému v celé EU i v námořní oblasti, bezplatný provoz a vyhovující provozní podmínky pro vodní dopravu (přesnost, spolehlivost).

Požadavky na DGPS

Požadavky na systémovou techniku

Požadavky a doporučení pro systém DGPS jsou dány organizací IALA (International Association of Maritime Aids to Navigation and Lighthouse Authority).

Požadavky dle IALA

* Pro průplavy momentálně neexistují mezinárodní doporučení od IMO resp. IALA. Hodnoty v tabulce pocházejí z německých radionavigačních plánů (DFNP) resp. ze standardů ECDIS.

Přesnost

Požadavky na přesnost pozice jsou převzaty z německého ECDIS standardu. Pro navigační provoz s mapou ECDIS jsou požadovány následující hodnoty:

• Statická odchylka se smí lišit maximálně o * 5 m od polohy na mapě a skutečné polohy. Toto platí pro rozsah vzdáleností do 2000 m.
  

Integrita a chybová hlášení

Funkcionalita integrity DGPS - korekční datové služby umožňuje klientovi,aby byl upozorněn nebo varován při případných systémových chybách. Tato varování se vztahují na nadřízený satelitní navigační systém GPS a na samotnou korekční datovou službu.

Integrační hlášení ze satelitu jsou automaticky předávána uživateli a automaticky vyhodnocovány přijímačem  uživatele. Časová porucha, od rozpoznání takového chybového stavu do vyhodnocení této informace v přijímači uživatele by neměla být delší než 10 sekund. Tato funkčnost je zcela nezávislá na systému DGPS.

Všeobecná chybová hlášení DGPS systému jsou hlášena kontrolní stanici a odtamtud jsou přeposílána do systému LAVDIS, který zajišťuje informovanost koncových uživatelů.

Dostupnost

Indikace dostupnosti spočívá zároveň na DGPS korekční datové službě a posouzení eventuální nedostupnosti aktuální konstelace GPS satelitů.

Dostupnost signálu je definována jako dostupnost DGPS korekce datových signálů v předdefinované oblasti pokrytí.

Dostupnost systému je definována jako dostupnost celé DGPS služby (z pohledu uživatele). Dostupnost je ovlivněna jednak dostupností signálu, druhak i výkonem uživatelova přijímače. Plánovaná a neplánovaná přerušení jsou zohledněny. Matematicky je dostupnost definována takto:

• Verfügbarkeit = Dostupnost
  
• MTBO = Střední časová chyba mezi dvěma výpadky
  
• MTSR = Střední časová chyba do znovuobnovení služby (2 roční periody)
  

Nejbližší vysílače standardu DGPS - IALA

Vysílač korekčních signálů DGPS Detail aktivní části antény

Systémová místnost Pokrytí vodní cesty signálem DGPS

Projekt je spolufinancován Evropskou unií z Evropského fondu regionální rozvoj prostřednictvím Operačního programu Doprava, oblast podpory 6.2 Rozvoj a modernizace vnitrozemských vodních cest sítě TEN-T a mimo TEN-T.