Модели взаимной ковариации

Если у вас есть несколько наборов данных, и вы хотите использовать кокригинг, тогда вам необходимо разработать модели взаимной ковариации. Поскольку у вас есть несколько наборов данных, вы храните последовательность (ряд) переменных с индексами, где Z k (s j) показывает случайную переменную из набора данных k в точке s i. Тогда функция взаимной ковариации между типами данных k и m будет определяться как,

Ckm (s i, s j) = cov(Zk (s i), Zm (s j)).

Перед нами трудно уловимый и часто сбивающий с толку факт: Ckm (s i, s j) может быть асимметричной. В целом, Ckm (s i, s j) № Cmk (s i, s j) (обратите внимание на перемену мест в индексах).

Чтобы понять, почему это происходит, обратимся к следующему примеру.

Предположим, что у вас есть данные, расположенные в одном измерении, вдоль линии, и они выглядят следующим образом:

В этом примере, переменные для типа 1 и 2 расположены вдоль линии равномерно, на одинаковом расстоянии; толстой красной линией показано самое высокое значение взаимной ковариации, зеленой линией – меньшие значения взаимной ковариации, а

тонкой синей линией – наименьшие значения взаимной ковариации; если линия отсутствует, это означает нулевую взаимную ковариацию. На рисунке видно, что Z1(s i) и Z2(s j) имеют максимальное значение взаимной ковариации, когда s i = s j, и это значение уменьшается по мере удаления s i и s j друг от друга. В этом примере, Ckm (s i, s j) = Cmk (s i, s j). Однако, взаимная ковариация может быть “смещена”:

Теперь, к примеру, обратите внимание, что C 12(s 2, s 3) имеет минимальное значение взаимной ковариации (тонкая синяя линия), в то время, как C 21(s 2, s 3) имеет максимальное значение взаимной ковариации (толстая красная линия), поэтому здесь Ckm (s i, s j) № Cmk (s i, s j). Относительно Z1, взаимные ковариации Z2 были смещены на -1. Если вы выберите опцию отображения параметров смещения, модуль Geostatistical Analyst оценит любое смещение во взаимной ковариации между двумя наборами данных в двух измерениях.

Эмпирические взаимные ковариации рассчитываются по формуле:

среднее[ (())(()) 1 1 2 2 z z z z i j s − s − ],

где Z k (s i) – измеренное значение для набора данных k в точке s i, среднее для набора данных k; среднее взято для всех s i и s j, удаленных друг от друга в определенном направлении на определенное расстояние. Что касается вариограмм, модуль Geostatistical Analyst показывает и эмпирическую, и подобранную модель для взаимной ковариации. k z

Выбор различный моделей ковариации, использование составных моделей ковариации, и выбор анизотропии, приведет к изменению теоретической модели. Вы можете сделать предварительный выбор модели, визуально определив, насколько хорошо она описывает эмпирические значения. Изменение размера лага и количества лагов и добавление смещений изменит эмпирическую поверхность ковариации, что приведет к соответствующим изменениям в теоретической модели. Модуль Geostatistical Analyst вычисляет значения по умолчанию. Однако, вы не должны ограничивать себя рамками этих параметров и воспользоваться возможностями по подбору различных значений. Для оценки достоверности результатов выполните также проверку и перекрестную проверку моделей и попробуйте найти научное обоснование для выбора наиболее подходящей модели.

 

 

Тема 7. «ВИКОРИСТАННЯ ДИФЕРЕНЦІАЛЬНИХ НАВІГАЦІЙНИХ СЕРВІСІВ В МОНІТОРИНГОВИХ ГІС»

1. Система диференціального сервісу EGNOS.

2. Система диференціального сервісу WAAS.

3. Система диференціального сервісу OmniStar.

 

1. Система диференціального сервісу EGNOS.

Що таке EGNOS?

Європейська геостаціонарна навігаційна служба (EGNOS) є першою пан-європейською супутниковою навігаційною системою. Вона доповнює американську GPS навігаційну супутникову систему і робить її придатною для забезпечення безпеки критично важливих додатків, таких як політ літака або навігацію суден через вузькі канали.

Система складається з трьох геостаціонарних супутників і мережі наземних станцій. EGNOS досягає своєї мети, передаючи сигнал, що містить інформацію про надійність і точність позиціонування сигналу, що відіслав GPS. Вона дозволяє користувачам в Європі та за її межами визначити своє місце розташування з точністю до 1,5 метра.

EGNOS є спільним проектом Європейської комісії та Євроконтролю та Європейської організації з безпеки повітряної навігації. Це перший проект в Європі в галузі глобальних навігаційних супутникових систем (ГНСС). Він є попередником Галілео - повної глобальної навігаційної супутникової системи, що знаходиться в стадії розробки.

Після успішного завершення проекту, права власності на EGNOS були передані в Європейську комісію (1 квітня 2009 року). EGNOS як відкритий сервіс, доступний з 1 жовтня 2009 року.

 

Як EGNOS працює?

EGNOS-сигнал передається від трьох геостаціонарних супутників: два Inmarsat-3 супутники(один над східною частиною Атлантичного океану, інший над Індійським океаном), і ESA-Artemis супутник(над Африкою). На відміну від GPS супутників, вони не мають генераторів сигналів на борту. Складний наземний сегмент складається з 34 станцій Ранжування і Контролю цілісності (RIMS), чотирьох центрів управління і шести до-посилання станцій. RIMS міра позиції кожного EGNOS супутникового і порівняти точні вимірювання позиції кожного супутника GPS вимірювань, отримані з від сигналів супутників. RIMS потім відправити ці дані до центрів майстер управління, через спеціально побудований мережі зв'язку.центрами управління майстер визначити точність GPS і ГЛОНАСС сигнали, отримані на кожній станції і визначити позицію неточності через збурень в іоносфері. Всі відхилення дані потім включаються в сигнал і відправляти по захищеному каналу зв'язку, щоб до-посилання станцій, які широко поширені по всій Європі. Останню посилання станції посилають сигнал на три EGNOS супутників, які потім передати його для отримання від користувачів GPS з EGNOS включений приймач. Значна надмірність вбудованих в EGNOS, так що послуга може бути гарантована практично на всі часи. У будь-який момент часу тільки один головний центр управління буде «майстром», з іншого в черговому режимі, щоб взяти на себе миттєво повинні Перший провал. Існує надмірність в останню посилання станцій, теж. Тільки три з них, необхідні для роботи EGNOS, по одному для кожного супутника. Інші три знаходяться в резерві на випадок невдачі.

Три геостаціонарних супутників і складну мережу наземних станцій, виконати це завдання. Трьох супутників посилає сигнал починаючи аналогічні передається GPS супутників. Однак, ці сигнали більш ніж ще одна можливість для користувачів, щоб виправити становище. Вони також надають інформацію про точність вимірювання позиції виступив GPS, так що пілот, наприклад, може оцінити, чи є позиція досить точні, щоб покластися. Ця інформація, або цілісність даних, модулюється на діапазоні сигналу. Вона включає в себе точну інформацію про становище кожного GPS-супутника, точність атомного годинника на борту супутників та інформації про порушення в іоносфері, які можуть вплинути на точність позиціонування вимірювань. EGNOS приймач декодує сигнал, щоб дати більш точну позицію, ніж це можливо з GPS поодинці, і точна оцінка помилок.

Хто бере участь в EGNOS?

 

EGNOS є проектом тристороння група, члени якої ЄКА, Європейської комісії та Євроконтролю, Європейської організації з безпеки аеронавігації. ЄКА загальну відповідальність за проектування і розробку системи EGNOS. Він поставив контракт з консорціумом під керівництвом Alcatel Space (зараз Thales Alenia Space), Франція розробити систему, яка з тих пір офіційно поставляються, заявив операційний для не-безпеки найважливіших видів застосування в 2009 році і для забезпечення безпеки критично важливих заходу на посадку літаків використовує у 2011 році. Європейської комісії був відповідальним за міжнародне співробітництво і координацію, і за те, щоб думки всіх видів транспорту подавалися в розробці та реалізації EGNOS.Євроконтроль визначені потреби цивільної авіації та похідних місії вимогам системи. повітряного руху управляючі організації, які підписали двосторонні угоди з ЄКА, а саме AENA (Іспанія), DFS (Німеччина), DSNA (Франція), ENAV (Італія), NATS (Сполучене Королівство), Skyguide (Швейцарія) і NAV-EP (Португалія), внесли свій внесок у ARTES-9 фінансування і створили Європейський постачальник послуг супутникового зв'язку (ESSP), EGNOS оператора.

Хто виграє від EGNOS?

Космічна технологія визнана як такі, що ключову роль в забезпеченні максимальної безпеки при перевезенні пасажирів і вантажів. системи EGNOS забезпечує навігаційний сигнал, придатний для використання в літаках, кораблях, поїздах та інших видах транспорту. Інші системи, такі як WAAS США і японської MSAS призначені виключно для повітряної навігації.

Потенційний ринок

За деякими оцінками, світовий ринок супутникової навігації є дуже перспективним. EGNOS глобальна навігаційна супутникова програма прокладає шлях для Galileo. Це відмінна можливість для Європи, щоб сприяти розвитку істотний ринок з хорошим потенціалом для створення на довгостроковій нових підприємств і робочих місць у різних галузях промисловості.

Поліпшення рівня безпеки польотів з EGNOS

Аеронавтики

торговий флот авіакомпанії світу, як очікується, подвоїться протягом наступних 20 років. Це приведе в людних шляхів, що ведуть до палива втрат і затримок, які можуть коштувати мільйони доларів на рік. EGNOS призначена для надання допомоги навігації та маршрутах, а також під час посадки. Потенційні вигоди допоможе управління повітряним рухом, щоб впоратися з підвищеним трафіком, а також підвищення безпеки та скорочення інфраструктури, необхідної на землі.

Морський

європейський форум був створений для виявлення можливих застосувань для європейської глобальної навігаційної супутникової системи. До них відносяться:

· навігація

· операції

· управління рухом

· морський порт операцій

· жертвою аналізу

· морської розвідки і розробки

· рибальство

EGNOS буде в змозі задовольнити більшість з цих вимог, і буде доповнювати послуги, вже надані морських радіомаяків.

Автомобільний транспорт

Наземний транспорт

EGNOS є одним з ключів до управління наземним транспортом в Європі, чи є він автомобільним, залізничним або внутрішнім водним шляхам. Це збільшить як обсяг і безпеки наземного транспорту. Не тільки авіакомпанії, але і компанії, які працюють транспортні послуги повинні знати, де їх транспортних засобів у всі часи, як і інші суспільні послуги, такі як поліція і швидка допомога та послуги таксі. А також підвищення безпеки, EGNOS буде неоціненною допомогою управління транспортними операціями. Менеджери зможуть точно знати, коли вантаж затримується і його точне місце розташування. Це також дозволить поліпшити обслуговування клієнтів, що клієнти можуть отримувати повідомлення про затримки і причини для них, а при необхідності екіпажі пробою може бути надіслано негайно. EGNOS також може бути хорошим інструментом для дорожнього господарства. Приклади включають віртуальну толінгу, попередження надзвичайних шосе і так далі. Насправді, EGNOS разом з Галілеєм як очікується, буде одним з ключових компонентів загальноєвропейських електронних систем платних доріг.

 

Безпечний поїзд операції з EGNOS

Залізничний транспорт може значно прибутку від реалізації автономних бортових систем позиціонування на основі EGNOS. Для місцевих та регіональних залізничних ліній особливо, Існують різні можливості застосування, які дозволили б економічно ефективної модернізації та підвищення ефективності. Зв'язок автономних бортових позиціонування і комунікації є безцінним інструментом для запобігання нещасних випадків при погодних умовах, що викликають погіршення видимості.

Ленс Армстронг прибув - його гонка була відслідковуються EGNOS

Різноманітні потенційного використання

EGNOS є багато інших потенційних застосувань. Це може допомогти фермерам у повітряних культур обприскування або точного землеробства, рибалки, щоб знайти свій улов і поліції для виявлення шахрайства, патрулі безпеки для контролю небезпечних ситуацій. EGNOS була використана, щоб допомогти вести сліпих пішоходів і відстежувати гонщиків у змаганнях, таких як Тур де Франс. Дійсно, обсяг нескінченний! EGNOS також може бути використаний для проведення дозвілля, таких як піший туризм, вітрильний спорт і альпінізм. Кожен день все більше і більше потенційних використовує були виявлені саме для EGNOS.

Біг Бен

Час стандартних

комп'ютерних і телекомунікаційних мереж в усьому світі потребують надзвичайно точний годинник у посилання. EGNOS здатна транслювати надійний стандарт часу з безпрецедентною точністю.

 

Взаємодія

 

Хоча все супутникових систем посилення (SBAS) є регіональні системи, важливо, щоб переконатися, що вони сумісні і що SBAS постачальники співпрацюють один з одним і координувати свої дії. Працює зробить кожну систему більш ефективною і забезпечити, щоб всі системи можуть бути інтегровані в єдину всесвітню систему навігації. SBAS співпраці в даний час координується через взаємодію робочих груп EGNOS / MSAS і EGNOS / WAAS. Випробування на експлуатаційну сумісність регулярно організовуються. В даний час, SBAS в даний час, або були, розроблений для покриття наступних областях:

 

 

Європа

Європейська тристороння група, що складається з ЄКА, Європейським Союзом та Євроконтролю, розробила EGNOS, Європейської геостаціонарної навігаційної служби. EGNOS охоплює Європейської конференції цивільної авіації (ЄКЦА) регіону.


Сполучені Штати

Федеральної цивільної авіації Сполучених Штатів веде розробку ширококутного підсилює системи (WAAS). Це стосується Сполучених Штатів і Канади.


Японія

японський цивільної авіації Бюро здійснює MTSAT супутниковою системою доповнення (MSAS), яка буде охоплювати рейсу Інструмент Правила регіоні Японії.


Індія

Індійська організація космічних досліджень (ISRO), а також аеропортів Індії (AAI) працював над спільною програмою для реалізації GAGAN, супутникового підсилює системи використанням GPS / ГЛОНАСС на індійському повітряному просторі.

 

EGNOS розгортання

 

Розгортання Європейської геостаціонарної навігаційної служби (EGNOS) охоплює велику територію і включає в себе різні країни та організації-партнери. Виправляючи GPS сигнали, EGNOS дає точність до 1,5 метра. EGNOS досягає цього через мережу наземних елементів, встановлених по всій Європі.

Елементи, які складають EGNOS системи включають в себе: Ранжування і Контроль цілісності станцій (RIMS), які вловлюють сигнали GPS, Master Control центрів (МСС) для обробки даних, отриманих від сплавів, і висхідних станцій, які посилають сигнал на трьох геостаціонарних супутників, щоб потім ретранслювати його назад для користувачів на землю. Після успішного завершення свого розвитку, володіння EGNOS була передана в Європейську комісію з 1 квітня 2009 року. EGNOS операцій в даний час управляється Європейською Комісією на основі договору з оператором заснована у Франції, європейської супутникової служб.EGNOS відкритий сервіс був доступний з 1 жовтня 2009 року і EGNOS безпеки життєвого циклу служби доступні з 2 березня 2011. EGNOS дані позиціонування, які вільно доступні в Європі через супутникові сигнали, щоб хто-небудь оснащений EGNOS приймач з підтримкою GPS.

 

 

2. Система диференціального сервісу WAAS.

Аеронавігаційного обслуговування - Широкий підсилює системи (WAAS)

· Друк

· Email

Широкий посилююча система WAAS являє собою надзвичайно точна система навігації, розроблені для цивільної авіації.Перед WAAS, американської Національної системи повітряного простору (NAS) не мали потенціалу для забезпечення горизонтальної та вертикальної навігації для підходу операцій для всіх користувачів у всіх місцях. З WAAS, ця можливість стала реальністю. WAAS надає послугу для всіх класів повітряних суден на всіх етапах польоту - в тому числі у дорозі навігації, аеропорт вильоту та прильоту аеропорт. Це включає в себе вертикально-посадки керуватися підходами в приладових метеорологічних умовах на всіх кваліфікованих місцях по всій NAS.