Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Helymeghatározó és navigációs szolgáltatások és alkalmazások

    A tantárgy angol neve: Location-based and Navigational Services and Applications

    Adatlap utolsó módosítása: 2009. október 30.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2012. július 2.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnök informatikus szak

    Villamosmérnöki szak

    Szabadon választható tantárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VITMJV35   4/0/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Heszberger Zalán Tamás,
    4. A tantárgy előadója
     Név: Beosztás: Tanszék, Intézet:
     Dr. Heszberger Zalán egy. adjunktus TMIT
     Németh Krisztián egy. tanársegéd TMIT
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVITMAV35") )
    VAGY
    NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVITMM324") )

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:
    A tantárgyat témaütközés miatt nem veheti az fel, aki az alábbi tárgyak bármelyikét már teljesítette:  
    Navigációs szolgáltatások és alkalmazások (VITMM324)
    Helymeghatározó és navigációs szolgálatok és alkalmazások (VITMAV35)
    7. A tantárgy célkitűzése

    Átfogó mérnöki ismeretek nyújtása az igen gyorsan terjedő új, innovatív navigációs és helymeghatározó szolgáltatások elmélete és gyakorlata terén. A helymeghatározó és navigációs rendszerek alapszolgáltatása a felhasználó/objektum pozíciójának meghatározása. A pozícióhoz kapcsolódóan a különböző rendszerek más és más további szolgáltatásokat nyújtanak, pl.: navigáció, mobilok erőforrás használata, lokalizáción alapuló szolgáltatások, biztonsági és vészhelyzeti szolgáltatások. A tantárgy betekintést nyújt a helymeghatározó és navigációs rendszerek elméletébe, tárgyalja a kültéri (műholdas és cellás mobil) és a beltéri helymeghatározási technológiákat és módszereket; majd alkalmazásokon és esettanulmányokon keresztül bemutatja ezek lehetséges felhasználását.

    A tananyag elsajátítása rendszerszemléletű és alkalmazás orientált tudást biztosít a témakörben.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    1. hét

    Hely alapú szolgáltatások vagy LBS (Location Based Services) – bevezetés. Az LBS főbb területei és a komponensek átfedése. Az LBS tipikus jellemzői, a szolgáltatás folyamata, információáramlás. Pull és push szolgáltatástípusok. LBS szolgáltatások osztályozása alapvető jellemzők alapján. Kontextus alapú szolgáltatások.   Az LBS működésének vázlatos áttekintése.

    2. hét

    LBS komponensek, a GIS (Geographic Information Services) adatbázisok, szolgáltatási értéklánc. Kommunikációs hálózatok és pozícionálás kapcsolata. Pozícionálási technikák, pontosság, egyéb jellemzők.  Területi földrajzi adatbázisok, GIS. Földrajzi információk absztrakciós szintjei. GIS téradat ábrázolási módok. Relációs GIS adatbázisok típusai, rétegezett adattárolás. LBS szolgáltatási értéklánc felépítése, egyes komponensek szerepe.

    3. hét

    Személyes adatok védelme (privacy), LBS alkalmazások, koordináta rendszerek. LBS privacy. Mobil hálózati helyzetmenedzsment és az LBS. Privacy megoldások, szintek, állapotok. Biztonságos kommunikáció az LBS alkalmazásokban. Titkosítás szabályozása. Szabályrendszer terjesztés, anonimizáció, tartalom elfedés. Alkalmazási példa: Dugóinformáció (TMS).

    4. hét

    Hely fogalma, fizikai és virtuális hely. Térbeli hely komponensek: Koordináta, dátum, projekció. Elipszoid koordináta rendszer. Horizontális és vertikális dátum. Globális ás lokális dátumok kapcsolata. Magassági adatok típusai. Térkép projekciók, torzítások. Tranzverzális merkátor projekció, UTM.  Pozícionálás mérési módszerek és infrastruktúra kapcsolata.

    5. hét

    Pozícionálási típusok, legfontosabb jellemzők. Közelségérzékelés, körkörös és hiperbólikus háromszögelés, irányszögmérés, differenciális pozíciószámítás, mintaillesztés, hibrid megoldások.  Pontosságszámítási eljárások bemutatása. Távolságmérési technikák. Órák pontossága. Pozíció pontosság és precízió, irányfüggés, hibaforrások bemutatása.

    6. hét

    Műholdas helymeghatározás. A műholdak rendszere és adatai GNSS helymeghatározás, elméleti alapok. Alkalmazási körök: NAVSTAR GPS, GLONASS, Galileo és EGNOS rendszer. A GPS és a Galileo kapcsolata. GNSS alkalmazások: közlekedés, légiforgalmi eljárások, nagypontosságú mérések, geodéziai mérések, életvédelmi és mentési alkalmazások.

    7. hét

    ZH írás

    GPS frekvenciák, kódok és vivők. Kódokkal szemben támasztott követelmények. Órák típusai pontossági feltételek, órakorrekció. Alapvető frekvenciák. GPS jelstruktúra, C/A és P kódok, modulációk típusai. Navigációs üzentek felépítése. Pályakorrekciók, Kepleri pályaadatok.

    8. hét

    Helymeghatározás műhold jelekkel. Kódmérés, fázismérés. Pontosság meghatározása. Fázismérés – fáziskövetés, hibák és többértelműség kiejtése, cikluscsúszás. Sebesség meghatározási eljárások. GPS hibák és hibaforrások. Műhold óra és pályahiba. Ionoszféra és troposzféra hatása. Műhold szög maszkolás. Többutas terjedés, jelek vételével kapcsolatos hibák, antennahibák.

    9. hét

    Műhold geometria, pontossághígulás (DOP), GDOP geometria lényege tipikus jellemzői, megoldási lehetőségek. Differenciális javításokkal (DGPS) kapcsolatos technikák. Relatív GPS fázismérés, statikus fázismérés, kinematikus fázismérés bemutatása. Utófeldolgozás, valós idejű feldolgozás. A feldolgozási technikák közötti kapcsolatok bemutatása, elemzése.

    10. hét

    GLONASS és Galileo részletes bemutatása. GLONASS fejlesztések, előnyök, hátrányok. Galileo program fázisai, fejlesztési ütemterv, szolgáltatási szintek, általános komponensek. Galileo és NAVSTAR kapcsolata. Galileo pozícionálás pontosság bemutatása és elemzése. Szolgáltatások a Galileo és más GNSS ill. nem GNSS rendszerek kombinálásából. Galileo űr ill. vezérlési szegmens. GPS piacok összehasonlítása.

    11. hét

    GPS alkalmazások: Földtani, térinformatikai, fotógrammetrikai, építőmérnöki, bányamérnöki, hidrológiai és környezetvédelmi, aeronómiai és meteorológiai, mezőgazdasági, erdészeti, katonai. Kézi navigációs készülékek fejlődése ill. kézi GPS vevők térképes és integrált szolgáltatásai és jellemzői. GPS vevők szabadidő és sporttevékenységben.

    12. hét

    GPS vevők navigációs adatai: szárazföldi, légi, tengeri. Járműkövetés és járműnavigáció. Intelligent Vehicle Highway System (IVHS). Tengeri és vizi navigáció. A fejlődés lehetséges irányai – GPS:  katonai igények, polgári hozzáférés korlátozása, az katonai M kód, polgári igények. GLONASS-M és GLONASS-K. 

    13. hét

    Mozgás menedzsment cellás hálózatokban. Cellás pozícionálási technikák, a guard time és timing advance management fogalma és szerepe. Serving Mobil Location Center (SMLC). Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) elve, mérések bemutatása. Bázisállomások közötti (RIT) mérések és a drift. Uplink Time Difference of Arrival (U-TDoA) bemutatása, folyamata, konfiguráció. Helymeghatározás az UMTS-ben.

    14. hét

    Beltéri pozícionálási technikák és algoritmusok és pozícionálási rendszerek. WiFi alapú helymeghatározás. Konkrét rendszerek részletes bemutatása: a MIT Cricket platform, az Ekahau pozíconáló rendszer, Intel Place Lab, Microsoft RADAR, Rosum TV, AeroScout, Blip Systems.

    Zh pótlás/elővizsga

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás
    10. Követelmények
    • A szorgalmi időszakban: 1 zárthelyi dolgozat
    • A vizsgaidőszakban: írásbeli vagy szóbeli vizsga
    • Elővizsga az utolsó órán a ZH eredmények alapján (10%).
    11. Pótlási lehetőségek

    Sikertelen zárthelyi a szorgalmi időszakban a pótzárthelyin pótolható.
    A sikertelen (pót)zárthelyi a pótlási héten különeljárási díj ellenében egy további kijelölt alkalommal pótolható.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Igény szerint, az oktatóval egyeztetve.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
    1. Ádám, Bányai, Borza, Busics, Kenyeres, Krauter, Takács: Műholdas helymeghatározás, Műegyetemi Kiadó, 2004, ISBN: 9634207901
    2. Axel Küpper: Location-Based Services: Fundamentals and Operation, John Wiley & Sons, 2005, ISBN: 0470092319
    3. Krzysztof W. Kolodziej and Johan Hjelm: Local Positioning Systems: LBS Applications and Services, CRC Taylor and Francis, ISBN: 0849333490
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra 56
    Félévközi készülés órákra 20
    Felkészülés zárthelyire 22
    Házi feladat elkészítése  -
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása  -
    Vizsgafelkészülés 22
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
     Név: Beosztás: Tanszék. Intézet:
     Dr. Erényi István címz. egy. docens MIT
     Dr. Heszberger Zalán egy. adjunktus TMIT
     Németh Krisztián egy. tanársegéd TMIT
     Dr. Paller Gábor címz. egy. docens TMIT
     Dr. Szabó Róbert egy. docens TMIT