Kako podesiti pametne telefone i računare. Informativni portal
  • Dom
  • Windows telefon
  • GPS satelitski navigacijski sistem - princip, shema, primjena. Šta je GPS i kako radi navigator

GPS satelitski navigacijski sistem - princip, shema, primjena. Šta je GPS i kako radi navigator

Gotovo svi moderni pametni telefoni opremljeni su GPS čipom. Navigacijski modul je također prisutan u većini tablet računara koji koriste Android operativni sistem. Međutim, nisu svi korisnici svjesni da je čip često onemogućen po defaultu. Kao rezultat toga, takvi ljudi su iznenađeni što fotografije nisu geografsko označene, a Google Now ne prikazuje rutu do kuće. Na sreću, GPS na tabletu i pametnom telefonu možete uključiti bez ikakvog napora.

Zašto vam je potreban GPS?

Pre nekoliko decenija GPS sateliti su bili dostupni samo vojsci. Ali Amerikanci su brzo shvatili da navigacijski čipovi, aplikacije i karte mogu zaraditi mnogo novca. Kao rezultat toga, obični ljudi su dobili pristup tehnologiji - bilo je potrebno samo nabaviti odgovarajući uređaj. U početku su to bili specijalizovani GPS-navigatori. A sada je navigacijski modul ozbiljno smanjen u veličini, pa se stoga može ugraditi čak i u običan pametni telefon.

GPS signal pomaže da shvatite gdje se u svijetu trenutno nalazite. Ovo je korisno iz nekoliko razloga:

  • Aplikacija za navigaciju pomoći će vam da se ne izgubite u šumi;
  • Uz navigaciju, možete se kretati čak iu nepoznatom gradu;
  • Možete lako pronaći adresu koja vam je potrebna;
  • Spašeni ste od saobraćajnih gužvi - usluga Traffic Jams pomaže da ih izbjegnete;
  • Različite aplikacije vam pokazuju obližnje restorane i tržne centre;
  • GPS pomaže u određivanju brzine kretanja.

Jednom riječju, navigacijski čip može biti vrlo koristan. Ali ćete morati platiti za njegovu upotrebu. Ako odlučite da uključite GPS na Androidu, pripremite se za veću potrošnju energije. To je najuočljivije na starijim uređajima, gdje nema podrške za A-GPS tehnologiju. Također na jeftinim i starim pametnim telefonima postoji problem s prijemom GPS signala. Naši će pomoći da se približimo njegovom rješenju.

GPS aktivacija

Ali dosta tekstova... Hajde da saznamo kako da omogućimo GPS na Android telefonu. Ovo se radi vrlo jednostavno:

1. Idite na meni uređaja i dodirnite ikonu " Postavke».

2. Ovdje odaberite " Lokacija».

3. Kliknite na stavku " Mode».

4. Odaberite način lokacije " Prema svim izvorima" ili " Putem GPS satelita».

Bilješka: na Samsung pametnim telefonima i nekim drugim pametnim telefonima, nazivi stavki se mogu razlikovati. Na primjer, odjeljak " Lokacija"možda ima ime" Geodata».

Vaš GPS prijemnik prima ovu poruku i pohranjuje efemeride i almanah za buduću upotrebu. Iste informacije se koriste za podešavanje ili korekciju sata prijemnika. Dakle, da bi odredio lokaciju, GPS prijemnik upoređuje vrijeme kada je signal poslan sa satelita sa vremenom kada je primljen na Zemlji. Ova vremenska razlika govori prijemniku udaljenost do određenog satelita. Ako ovome dodate informacije o udaljenosti izmjerenoj do nekoliko drugih satelita, tada možete triangulirati svoju lokaciju. To je upravo ono što GPS prijemnik radi. Imajući signale od najmanje tri satelita, može odrediti geografsku širinu i dužinu - to se zove dvodimenzionalna fiksacija. Ako postoje četiri ili više satelita, tada GPS prijemnik može odrediti poziciju u 3-dimenzionalnom prostoru, tj. navedite geografsku širinu, dužinu i nadmorsku visinu. Kontinuiranim praćenjem vaše pozicije tokom vremena, prijemnik također može izračunati vašu brzinu i smjer (tj. brzinu i smjer zemlje).

To su bile dobre vijesti, sada su loše! Zbog čega GPS prijemnik radi lošije od svojih granica? Postoji nekoliko faktora koji unose grešku u pozicioniranje i sprečavaju postizanje najbolje preciznosti. Prvi i najznačajniji od njih je tzv. "selektivni pristup" (SA - Selective Availability). SA je namjerno smanjenje tačnosti civilnih GPS navigatora od strane američkog Ministarstva odbrane. SA smanjuje preciznost na maksimalno 100 metara. Naravno, unesena greška obično ne dostiže ovu vrijednost, ali vrijednosti od 30 metara i više nisu tako rijetke.

Zašto SA postoji? GPS je originalno dizajniran i napravljen za vojne svrhe. Kako je uveden, postalo je jasno da se može uspješno koristiti za brojne civilne zadatke. Početkom 1980-ih, u svom predsjedničkom govoru, Ronald Reagan je izjavio da će GPS biti dostupan svima - s izuzetkom da će najbolja preciznost biti prepuštena vojsci. Od tada je počelo redovno lansiranje satelita sa SA sposobnošću. Danas svi postojeći GPS sateliti imaju mogućnost i upotrebu SA. Obrazloženje iza SA je spriječiti vojne protivnike ili terorističke organizacije da iskoriste maksimalnu preciznost GPS-a.

Još jedan faktor koji utiče na tačnost GPS-a je geometrija satelita. Jednostavnim riječima, koncept "geometrije satelita" znači kako su locirani jedan u odnosu na drugi i GPS prijemnik. Ako, na primjer, prijemnik "vidi" četiri satelita i sva četiri se nalaze u smjeru sjevera i zapada, onda je geometrija satelita prilično loša. I sve do činjenice da prijemnik uopće neće moći odrediti lokaciju. Zašto? Zato što će sve udaljenosti mjerene do satelita ležati u istom globalnom smjeru. To znači da će triangulacija biti loša i da će površina sjecišta ucrtanih linija biti prilično velika (tj. površina vjerojatne pozicije će zauzeti značajan prostor i nemoguće je precizno odrediti koordinate ). U ovom slučaju, čak i ako prijemnik daje neke koordinate, njihova tačnost neće biti dovoljno dobra (možda 100 - 150 m).

Ako su ova četiri satelita u različitim smjerovima, tada će se preciznost značajno povećati. Pretpostavimo da su ravnomjerno smješteni na stranama horizonta - na sjeveru, istoku, jugu i zapadu. Tada će, očigledno, geometrija biti vrlo dobra. Područje definirano presjekom odgovarajućih linija bit će malo i možemo biti sigurni da je izračunata lokacija ispravna. U tom slučaju, čak i ako se uzme u obzir djelovanje SA, tačnost može biti i do 30 m.

Satelitska geometrija postaje posebno važna kada koristite GPS prijemnik u automobilu, među visokim zgradama, u planinama ili u dubokim klisurama. Ako su signali nekih satelita zaštićeni, tada će tačnost određivanja položaja ovisiti o preostalim "vidljivim" satelitima (i o njihovom broju - sposobnosti da se uopće izvrše proračuni). Što je više neba zaklonjeno umjetnim ili prirodnim objektima, teže je odrediti položaj. Dobri modeli GPS prijemnika pokazuju ne samo koliko je satelita vidljivo, već i gdje se oni nalaze na nebu (smjer i visina iznad horizonta) tako da možete utvrditi da li je signal sa datog satelita zaštićen.

Drugi izvor grešaka je refleksija satelitskog signala od različitih objekata. (U svakodnevnom životu se susrećemo sa ovim fenomenom u obliku dvostruke slike koja se pojavljuje na TV ekranu.) U slučaju GPS-a, multipath se javlja kada signal stupi u interakciju sa zgradama ili terenom prije nego što stigne do prijemne antene. Takvom signalu potrebno je više vremena da stigne do prijemnika nego direktnom. Ovo povećanje vremena dovodi do toga da prijemnik misli da je satelit dalje nego što zapravo jeste, a to povećava grešku položaja. Takve višestruke putanje, ako se pojave, mogu dodati oko 5 m ukupnoj grešci.

Postoje li drugi izvori grešaka? Naravno. Na primjer, kašnjenje signala zbog raznih atmosferskih pojava. Ili greška sata prijemnika. Međutim, GPS uređaji su dizajnirani na način da ih kompenziraju, ako je moguće, i, moram reći, prilično se uspješno nose s ovim zadatkom. Međutim, i dalje su moguća mala izobličenja. Za one koji su zainteresovani vidi se da kašnjenje signala znači smanjenje brzine prostiranja radio talasa pri prolasku kroz jonosferu i troposferu Zemlje. U svemiru, radio signali putuju brzinom svjetlosti, ali kada uđu u jonizirane slojeve Zemljine atmosfere, značajno usporavaju.

Koliko je GPS tačan u praksi? Konvencionalni civilni GPS prijemnici pružaju tačnost od 20 do 70 m, ovisno o trenutnom SA, broju vidljivih satelita i njihovoj geometriji. Složeniji i skuplji instrumenti, koji koštaju nekoliko hiljada dolara, mogu postići tačnost do nekoliko centimetara koristeći nekoliko radio frekvencija umjesto jedne. Međutim, tačnost čak i običnih civilnih GPS prijemnika može se povećati na 4 m ili više (u nekim slučajevima i do 1 m) pomoću tzv. diferencijalni GPS (DGPS). DGPS koristi dodatni GPS prijemnik fiksne tačke za određivanje korekcije satelitskih signala. Kako se potrebna vrijednost korekcije prenosi vašem GPS prijemniku? Trenutno u svijetu postoji nekoliko besplatnih i plaćenih usluga ove vrste.

Na primjer, američka obalska straža i inžinjerski korpus američke vojske prenose GPS ispravke preko pomorskih svjetionika. Rade u opsegu 283,5 - 325,0 kHz i besplatni su za korištenje. Vaš jedini trošak ako želite da koristite ove usluge je kupovina DGPS prijemnika. Ovaj prijemnik se povezuje sa vašim GPS navigatorom pomoću 3-žičnog kabla, koji prenosi ispravku u uobičajenom serijskom obliku u formatu zvanom RTCM SC-104.

Plaćene DGPS usluge rade u VHF opsegu ili se emituju putem satelita. Naravno, u ovim slučajevima trebat će vam i poseban DGPS prijemnik za primanje ispravaka i njihovo slanje na GPS navigator. Cijena ovisi o traženoj tačnosti.

Koji je za vas najbolji GPS prijemnik? To je glavno pitanje, zar ne? I, naravno, najteže, jer. Na odgovor utiče mnogo različitih faktora.

Kako bi trebalo da se koristi? Uostalom, najteže je pronaći uređaj koji odgovara vašim specifičnim zadacima. Ako vam je potreban prijemnik za ugradnju u kontrolnu tablu jedrilice, onda ručni navigator za rekreaciju na vodi neće biti od interesa. Da biste suzili pretragu, morate pažljivo pogledati koji se uređaji proizvode za vaše specifične zadatke.

Nakon toga, u nekim slučajevima, još uvijek možete imati prilično širok izbor modela. Na primjer, ako više volite planinarenje ili lov, onda će vam odgovarati uređaj u zatvorenom dizajnu - u ostalim stvarima, s istim uspjehom kao prijenosni model dizajniran za jedriličare ili amaterske pilote. U takvoj situaciji morat ćete detaljnije proučiti njihove specifične karakteristike. Ako nećete letjeti avionom, onda sve dodatne informacije o svjetskim aerodromima pohranjene u memoriji ručnih avio GPS prijemnika neće opravdati razliku u cijeni. Nautički navigatori sa zamjenjivim patronama koji pohranjuju precizne podatke o navigacijskim oznakama i dubinama također vam neće puno pomoći (osim ako, naravno, ne želite da ih koristite i na svojoj jahti). Koji je raspon cijena? Nakon što ste identificirali malu listu odgovarajućih uređaja, još uvijek morate odlučiti o prihvatljivoj cijeni. Pažljivo pogledajte svaki model i pokušajte razumjeti šta skuplji modeli imaju a jeftiniji nemaju? Da li su vam potrebne dodatne funkcije ili dodaci koji se nalaze u skupljim modelima, ili je jeftin dovoljan da obavite posao?

Koji model vam se najviše sviđa? Odabir pravog navigatora je dvije trećine racionalnog razmišljanja i jedna trećina samo osjećaja. Ako vam logika govori da se držite dva ili tri obrasca, pokušajte svaki od njih. Ponekad se razlika u jednostavnosti upotrebe može činiti veoma velikom. Jedan od uređaja vam može izgledati jasan i zgodan, a drugi - previše kompliciran za korištenje. Odaberite GPS prijemnik koji vam se najviše sviđa! Više šanse da ćete i dalje biti zadovoljni svojim izborom za mjesec i godinu dana! Ko i kako koristi GPS? Uopšteno govoreći, GPS se može koristiti svuda, osim na mjestima gdje ne možete primati satelitske signale, tj. u zgradama, pod zemljom, pod vodom itd. U avijaciji, najčešća upotreba GPS-a kao navigacijske pomoći na komercijalnim i rekreativnim zrakoplovima. Na moru, GPS također obično koriste ribari i ljubitelji mora kao pomoć u navigaciji. Zemaljske primjene GPS-a su vrlo raznolike.

Zanimljiva je upotreba GPS-a od strane mnogih naučnika i istraživača kao izvora tačnog vremena. Zaista, kao što je gore spomenuto, određivanje vremena prolaska radio signala leži u osnovi same ideje ​​GPS-a. U tu svrhu, unutrašnji sat prijemnika je konstantno sinhronizovan sa preciznim atomskim satovima instaliranim na satelitima. Ovo omogućava da se obezbedi tačnost merenja vremena od mikro- do nanosekundi. Stoga, prilikom izvođenja naučnih eksperimenata, postaje moguće svuda imati apsolutno tačne vremenske oznake. Naravno, ne smijemo zaboraviti da informacije o položaju u brojnim eksperimentima također mogu biti interesantne.

Važno mjesto zauzima GPS u radu spasilačkih službi. GPS može značajno smanjiti troškove vezane za operacije pretraživanja i značajno smanjiti vrijeme operacija spašavanja. GPS prijemnici koje koriste ovi servisi koštaju oko 3.000 dolara i tačni su do 1 m. Ima i skupljih modela koji su tačni do nekoliko centimetara!

Svrhe u koje ljubitelji outdoora koriste GPS su različite kao i vrste rekreacije na otvorenom. Danas GPS postaje izuzetno popularan među planinarima, planinarima, vodenim i skijašima, lovcima, ribolovcima, biciklistima i mnogima drugima. Svako ko treba da zna gde je i odakle je došao, kako da dođe na pravo mesto, kojom brzinom se kreće i kada će stići do cilja - lako može da uživa u pogodnostima koje pruža GPS.

Garmin GPS navigatore možete kupiti na web stranici www.garmin-nn.ru . Ili u specijalizovanoj prodavnici GARMIN-NN.
GARMIN-NN je službeni zastupnik Garmina u Nižnjem Novgorodu. gps-navigatori i eho sonde Garmin ne samo na sajtu, već iu prodavnici koja se nalazi na adresi - Nižnji Novgorod, Pjatigorska ulica, 4a. Prodavnica predstavlja čitav niz automobilskih i turističkih navigatora. Pružamo i usluge flešovanja navigatora i ažuriranja karata.


Naši kontakti:

Adresa: Nižnji Novgorod, Pjatigorska ulica, 4a, kancelarija 7.- nn. en

Radno vrijeme internet trgovine: 24 sata dnevno

Radno vrijeme poslovnice trgovine:
Ponedjeljak-petak: od 10:00 do 19:00 sati.

Članci i Lifehacks

Većina vlasnika mobilnih telefona ima pitanje, šta je gps u telefonu? Ranije su svi razgovori na mobitelu počinjali pitanjem "Gdje si?". A danas je određivanje lokacije korisnika na virtuelnoj mapi postalo realno zahvaljujući kombinaciji znanja iz matematike, fizike i drugih tehničkih nauka. Stoga, kada se mnogi rasuđuju, aplikacije koje rade sa GPS sistemom sigurno će spadati u broj programa.

Zašto vam je potreban GPS u mobilnom telefonu?

Uz pomoć satelita možete odrediti udaljenost do traženog objekta (gps prijemnik prvo prima informaciju o lokaciji satelita, a zatim od njega prima informacije s koordinatama objekta). Osim toga, pojavljuje se društveni aspekt - osoba može, komunicirajući s prijateljima i rođacima, dobrovoljno zabilježiti gdje se trenutno nalazi.

Zahvaljujući snažnom spoju interneta i satelitske navigacije, preuzimanje datoteka postalo je lakše - korisnik može pokazati svoju lokaciju i na mapi iu određenoj instituciji u roku od nekoliko sekundi. U isto vrijeme, osoba može pozvati prijatelje u svoje mjesto slanjem poruka u kojima se navodi njegova tačna lokacija.

Telefon sa gps modulom, sa ispravnim programskim postavkama, može se koristiti kao obična navigacija na putovanju po Rusiji i drugim zemljama (prilikom traženja najbližih bioskopa, muzeja i prodavnica).

Prednosti i mane mobilnog telefona opremljenog GPS-om

Šta je GPS u telefonu za moderne korisnike? Satelitska navigacija u uređaju je uobičajena pojava čak i za ne baš skupe modele. Redovno određivanje njihovih koordinata pomoću elektronskih karata neophodno je za osobe onih profesija kojima je važno da se snalaze u nepoznatom području (kuriri, vozači). Za korisnike koji radne dane provode na poslu, a vikende kod kuće, GPS je opscena funkcija koja značajno povećava cijenu uređaja. Kako bi opravdali opremanje mobilnog telefona GPS funkcijom, programeri stvaraju razne geosocijalne usluge, na primjer, mogućnost umetanja koordinata lokacije snimanja u datoteku. I općenito - puno stvari ili pametni telefon opremljen ovim sistemom.

Moderni programeri su uvelike pojednostavili sistem za učitavanje datoteka, sve operacije se izvode izuzetno brzo. Telefon sa GPS-om je jednostavan za rukovanje, radi glatko i zgodan je za upotrebu. Istovremeno, ima različite postavke i mogućnost pohranjivanja pređenih ruta.

Nedostaci gadgeta: bez pristupa Internetu uređaj ne može odrediti potrebne koordinate, a korisnici moraju skupo platiti brzinu izvršenih funkcija, posebno ako su u inostranstvu.

Za većinu nas, koji živimo odmjerenim životom, svakodnevno putujući između stana i mjesta rada ili studiranja, GPS funkcija u telefonu ne izgleda kao prepotrebna opcija, koju koristi proizvođač kako bi povećao trošak uređaja.

Ali čim se suočite s problemom pronalaska kuće u nepoznatom području, odmah ćete shvatiti sve prednosti GPS-a.

Šta je GPS u telefonu ili tabletu?

GPS, ili Global Positioning System, je mreža desetina satelita koji "vise" iznad površine Zemlje u stalnim orbitama. Ovi sateliti su dizajnirani za primanje i prijenos signala za pozicioniranje, zahvaljujući kojima možete s velikom preciznošću odrediti svoju lokaciju, pratiti kretanje ljudi i robe i iscrtati rutu u nepoznatim područjima.

GPS funkcija je najvažnija za one čije dužnosti uključuju duga putovanja ili kretanje po gradu: kuriri, špediteri, vozači na duge relacije itd.

Uz pomoć GPS funkcije ugrađene u vaš telefon ili tablet, lako možete odrediti svoju lokaciju na mapi grada ili na selu, možete dobiti najpovoljniju rutu do željene ulice ili kuće i nikada se nećete izgubiti, čak i šetnju potpuno nepoznatim gradom. Osim toga, usput im možete priložiti koordinate mjesta na kojima su napravljene.


Današnje internetske usluge zasnovane na GPS-u nude mnoge usluge vezane za određivanje vaše lokacije. Biće vam ponuđeno da posetite najbliži kafić, bioskop ili klub, pošaljete pozive prijateljima sa molbom da vam se pridruže u mestu gde se sada nalazite itd.

Uz pomoć nekih servisa možete pronaći nove prijatelje i istomišljenike koji žive ili su trenutno najbliži vašoj lokaciji, ili upoznati raspoložene momke ili djevojke. Broj usluga koje koriste GPS stalno raste, kao i raznolikost usluga koje oni nude.

Šta je A-GPS?

Često u područjima gdje se nalazi veliki broj visokih zgrada, GPS rad značajno usporava i gubi na preciznosti. Neboderi blokiraju liniju vidljivosti za satelite, a radio signali ili uopće ne prolaze, ili prolaze s izobličenjem.


Kako bi se poboljšao kvalitet pozicioniranja u velikim gradovima, kreiran je A-GPS sistem koji koristi pozicioniranje pomoću mobilnih stanica. Što više stanica oko vas, to će pozicioniranje biti preciznije.

Lokacija se određuje pomoću posebno namjenskih servera, koji primaju signale od komunikacijskih stanica na obradu. Da biste koristili A-GPS, morate imati pristup Internetu, stoga, osim telefona, ovu funkciju mogu koristiti samo tableti koji imaju slot za SIM karticu.

U tabletima bez SIM kartice, A-GPS će raditi samo kada je povezan na Wi-Fi. Osim toga, morat ćete platiti i tarifu svog mobilnog operatera.

Šta je bolje koristiti?

U svakom slučaju, korisnik sam određuje šta će mu biti bolje i pogodnije, fokusirajući se na razlike između GPS-a i A-GPS-a.

1. U gradu u kojem je broj mobilnih lokacija velik, A-GPS je brži i precizniji od GPS-a. Na selu je, naprotiv, bolje koristiti GPS.

2. A-GPS troši manje energije tokom rada i u stanju pripravnosti, što znači manje trošenje baterije. Ovo je važno za one koji nemaju uvijek priliku da se dopune.


3. A-GPS koristi internet saobraćaj, što znači da nije besplatan.

4. Bez interneta, A-GPS ne radi, za razliku od GPS-a, pa se telefon ili tablet sa A-GPS-om ne može koristiti kao navigator na dugom putovanju.

GPS satelit u orbiti

Osnovni princip korišćenja sistema je određivanje lokacije merenjem vremenskih tačaka prijema sinhronizovanog signala od navigacionih satelita do potrošača. Udaljenost se izračunava iz vremena kašnjenja širenja signala od slanja signala od strane satelita do prijema od strane GPS prijemne antene. Odnosno, da bi odredio trodimenzionalne koordinate, GPS prijemnik treba da ima četiri jednadžbe: „razdaljina je jednaka umnošku brzine svjetlosti i razlike između trenutaka prijema signala potrošača i trenutka njegovog sinhrono zračenje sa satelita”:

Ovdje: - lokacija -tog satelita, - trenutak prijema signala sa -tog satelita prema satu potrošača, - nepoznati trenutak u vremenu sinhronog emitiranja signala od strane svih satelita prema sat potrošača, - brzina svjetlosti, - nepoznati trodimenzionalni položaj potrošača.

Priča

Ideja o stvaranju satelitske navigacije rođena je 50-ih godina. U trenutku kada je SSSR lansirao prvi veštački satelit Zemlje, američki naučnici predvođeni Richardom Kershnerom su posmatrali signal koji je emitovao sa sovjetskog satelita i otkrili da se zbog Doplerovog efekta frekvencija primljenog signala povećava kako se satelit približava i smanjuje kako se udaljava. Suština otkrića je bila da ako tačno znate svoje koordinate na Zemlji, tada postaje moguće izmjeriti položaj i brzinu satelita, i obrnuto, znajući točnu poziciju satelita, možete odrediti svoju brzinu i koordinate .

Ova ideja je realizovana nakon 20 godina. 1973. godine pokrenut je DNSS program, kasnije preimenovan u Navstar-GPS, a zatim u GPS. Prvi probni satelit lansiran je 14. jula 1974. godine, a posljednji od sva 24 satelita potrebna za pokrivanje cijele zemljine površine lansiran je 1993. godine, čime je GPS ušao u funkciju. Postalo je moguće koristiti GPS za precizno ciljanje projektila na nepokretne, a zatim i na pokretne objekte u zraku i na zemlji.

U početku je GPS, globalni sistem pozicioniranja, razvijen kao čisto vojni projekat. No, nakon što je 1983. zbog dezorijentacije posade u svemiru oboren avion Korean Airlinesa sa 269 putnika koji je upao u zračni prostor Sovjetskog Saveza, američki predsjednik Ronald Reagan je, kako bi spriječio slične tragedije u budućnosti, dozvolio djelomično korištenje navigacijskog sistema u civilne svrhe. Kako bi se izbjegla upotreba sistema u vojne svrhe, preciznost je smanjena posebnim algoritmom. [ razjasniti]

Tada su se pojavile informacije da su neke kompanije dešifrovale algoritam za smanjenje tačnosti na frekvenciji L1 i uspešno kompenzovale ovu komponentu greške. 2000. godine američki predsjednik Bill Clinton je svojom uredbom ukinuo ovo umanjivanje tačnosti.

sateliti
Blokiraj Period
lansira
Lansiranja satelita rad
sad
Pokretanje
puppy
Ne
uspješno
Idi-
obrti
Plan-
rovano
I 1978-1985 10 1 0 0 0
II 1989-1990 9 0 0 0 0
IIA 1990-1997 19 0 0 0 11
IIR 1997-2004 12 1 0 0 12
IIR-M 2005-2009 8 0 0 0 7
IIF 2010-2011 2 0 10 0 2
IIIA 2014-? 0 0 0 12 0
Ukupno 59 2 10 12 31
(Zadnje ažuriranje podataka: 9. oktobra 2011.)

Tehnička implementacija

svemirski sateliti

Nelansirani satelit izložen u muzeju. Pogled sa strane na antene.

Satelitske orbite

Orbite GPS satelita. Primjer vidljivosti satelita s jedne od tačaka na površini Zemlje. Vidljivi sat je broj satelita vidljivih iznad horizonta posmatrača u idealnim uslovima (čisto polje).

Satelitska konstelacija NAVSTAR sistema kruži oko Zemlje u kružnim orbitama sa istom visinom i periodom okretanja za sve satelite. Kružna orbita sa visinom od oko 20.200 km je dnevna višestruka orbita sa orbitalnim periodom od 11 sati i 58 minuta; dakle, satelit napravi dvije orbite oko Zemlje u jednom sideričkom danu (23 sata i 56 minuta). Orbitalni nagib (55°) je takođe zajednički za sve satelite u sistemu. Jedina razlika u orbitama satelita je geografska dužina uzlaznog čvora, ili tačka u kojoj ravnina orbite satelita seče ekvator: ove tačke su udaljene otprilike 60 stepeni. Dakle, uprkos istim (osim geografske dužine uzlaznog čvora) orbitalnim parametrima, sateliti kruže oko Zemlje u šest različitih ravnina, po 4 satelita u svakoj.

RF karakteristike

Sateliti emituju otvorene za upotrebu signale u opsegu: L1=1575,42 MHz i L2=1227,60 MHz (počevši od Bloka IIR-M), a IIF modeli će takođe zračiti na L5=1176,45 MHz. Navigacijske informacije se mogu primiti putem antene (obično u liniji vidljivosti satelita) i obraditi pomoću GPS prijemnika.

Standardno precizno kodirani signal (C/A kod - BPSK modulacija (1)) koji se prenosi u L1 opsegu (i L2C signal (BPSK modulacija) u L2 opsegu počevši od IIR-M uređaja) distribuira se bez ograničenja u upotrebi. Prvobitno korišteno na L1, vještačko grublje signala (način selektivnog pristupa - SA) onemogućeno je od maja 2000. godine. Od 2007. Sjedinjene Države su konačno napustile tehniku ​​umjetnog grubljanja. Planirano je uvođenje novog L1C signala (BOC(1,1) modulacija) u L1 opsegu lansiranjem Block III uređaja. Imat će kompatibilnost unatrag, poboljšanu sposobnost praćenja putanje i kompatibilniji je sa Galileo L1 signalima.

Za vojne korisnike, dodatno su dostupni signali u L1/L2 opsezima, modulirani kripto-otpornim P (Y) kodom (BPSK (10) modulacija). Počevši od IIR-M uređaja, pušten je u rad novi M-kod (koristi se modulacija BOC (15,10)). Upotreba M-koda omogućava da se osigura funkcionisanje sistema u okviru Navwar koncepta (navigacijski rat). M-kod se prenosi na postojećim frekvencijama L1 i L2. Ovaj signal ima povećanu otpornost na buku, te je dovoljno odrediti tačne koordinate (u slučaju P-koda bilo je potrebno dobiti i C/A kod). Još jedna karakteristika M-koda bit će mogućnost njegovog prijenosa za određeno područje promjera nekoliko stotina kilometara, gdje će jačina signala biti 20 decibela veća. Konvencionalni M signal je već dostupan na IIR-M satelitima, dok će uski snop biti dostupan samo na GPS-III satelitima.

Lansiranjem IIF satelita uvedena je nova frekvencija L5 (1176,45 MHz). Ovaj signal se naziva i sigurnost života (zaštita ljudskog života). L5 signal je 3 dB jači od civilnog signala i ima 10 puta širi opseg. Signal se može koristiti u kritičnim situacijama povezanim s prijetnjom ljudskom životu. Potpuni signal će se koristiti nakon 2014. godine.

Signali se moduliraju sa dva tipa pseudo-slučajnih sekvenci (PRN): C/A-kod i P-kod. C/A (Clear access) - javni kod - je PRN sa periodom ponavljanja od 1023 ciklusa i brzinom ponavljanja impulsa od 1023 MHz. Sa ovim kodom rade svi civilni GPS prijemnici. P (Zaštićeni/precizni)-kod se koristi u sistemima zatvorenim za opštu upotrebu, njegov period ponavljanja je 2*1014 ciklusa. P-kod modulirani signali se prenose na dvije frekvencije: L1 = 1575,42 MHz i L2 = 1227,6 MHz. C/A kod se prenosi samo na L1 frekvenciji. Nosilac je, pored PRN kodova, moduliran i navigacijskom porukom.

Satelitski tip GPS II GPS-IIA GPS-IIR GPS IIRM GPS-IIF
Težina, kg 885 1500 2000 2000 2170
Životni vijek 7.5 7.5 10 10 15
Onboard time Cs Cs Rb Rb Rb+Cs
međusatelitski
veza
- + + + +
Autonomno
rad, dani
14 180 180 180 >60
Anti-radiation
zaštita
- - + + +
Antena - - poboljšano poboljšano poboljšano
Mogućnost prilagođavanja
u orbiti i snazi
vazdušni predajnik
+ + ++ +++ ++++
navigacijski
signal
L1:C/A+P
L2:P
L1:C/A+P
L2:P
L1:C/A+P
L2:P
L1:C/A+P+M
L2:C/A+P+M
L1:C/A+P+M
L2:C/A+P+M
L5:C

24 satelita obezbeđuju 100% operativnost sistema bilo gde u svetu, ali ne mogu uvek da obezbede pouzdan prijem i dobar proračun pozicije. Stoga, u cilju povećanja tačnosti pozicioniranja i rezerve u slučaju kvarova, ukupan broj satelita u orbiti se održava u većem broju (31 satelit u martu 2010. godine).

zemaljske kontrolne stanice svemirskog segmenta

Glavni članak: zemaljski segment satelitskog navigacionog sistema

Orbitalna konstelacija se prati iz glavne kontrolne stanice koja se nalazi u bazi Schriever Air Force Base, Colorado, SAD i uz pomoć 10 stanica za praćenje, od kojih su tri stanice sposobne slati korekcijske podatke na satelite u obliku radio signala sa frekvencija 2000-4000 MHz. Najnovija generacija satelita distribuira primljene podatke među ostalim satelitima.

GPS aplikacija

Prijemnik GPS signala

Unatoč činjenici da je GPS projekt prvobitno bio usmjeren na vojne svrhe, danas se GPS široko koristi u civilne svrhe. GPS prijemnici se prodaju u mnogim prodavnicama elektronike i ugrađeni su u mobilne telefone, pametne telefone, PDA i onboardere. Potrošačima se također nude različiti uređaji i softverski proizvodi koji im omogućavaju da vide svoju lokaciju na elektronskoj mapi; mogućnost postavljanja ruta uzimajući u obzir putokaze, dozvoljena skretanja, pa čak i prometne gužve; pretražite na mapi određene kuće i ulice, atrakcije, kafiće, bolnice, benzinske pumpe i drugu infrastrukturu.

Bilo je prijedloga za integraciju Iridium i GPS sistema.

Preciznost

Komponente koje utječu na grešku jednog satelita u mjerenju pseudoraspona su date u nastavku:

Izvor greške RMS greška, m
Nestabilnost generatora 6,5
Kašnjenje u opremi na brodu 1,0
Neizvjesnost prostornog položaja satelita 2,0
Ostale greške segmenta prostora 1,0
Nepreciznost efemerida 8,2
Ostale greške segmenta zemlje 1,8
Ionosfersko kašnjenje 4,5
Troposfersko kašnjenje 3,9
Greška u buci prijemnika 2,9
multipath 2,4
Ostale greške u segmentu korisnika 1,0
Totalna greška 13,1

Ukupna greška nije jednaka zbroju komponenti.

Tipična tačnost modernih GPS prijemnika u horizontalnoj ravni je oko 6-8 metara sa dobrom satelitskom vidljivošću i upotrebom algoritama korekcije. Na teritoriji SAD-a, Kanade, Japana, Kine, Evropske unije i Indije postoje stanice WAAS, EGNOS, MSAS itd. koje emituju korekcije za diferencijalni režim, čime se greška smanjuje na 1-2 metra na teritoriji ovih zemalja. Kada se koriste složeniji diferencijalni modovi, tačnost određivanja koordinata može se povećati na 10 cm.Tačnost bilo kojeg SNS-a jako zavisi od otvorenosti prostora, od visine satelita koji se koriste iznad horizonta.

U bliskoj budućnosti će svi uređaji trenutnog GPS standarda biti zamijenjeni novijom verzijom GPS IIF-a, koja ima niz prednosti, uključujući otpornost na smetnje.

Ali glavna stvar je da GPS IIF pruža mnogo veću preciznost u određivanju koordinata. Ako trenutni sateliti obezbede tačnost od 6 metara, tada će novi sateliti moći da odrede poziciju, kako se očekuje, sa tačnošću od najmanje 60-90 cm. Ako takva preciznost nije samo za vojne, već i za civilne aplikacije, onda je ovo dobra vijest za vlasnike GPS navigatora.

Od oktobra 2011. prva dva satelita iz nove verzije puštena su u orbitu: GPS IIF SV-1 lansiran 2010. i GPS IIF-2 lansiran 16. jula 2011. godine.

Ukupno je prvobitni ugovor predviđao lansiranje 33 GPS satelita nove generacije, ali je potom, zbog tehničkih problema, početak lansiranja odgođen sa 2006. na 2010. godinu, a broj satelita smanjen sa 33 na 12. Svi od njih će biti pušteni u orbitu u bliskoj budućnosti.

Poboljšana preciznost nove generacije GPS satelita omogućena je upotrebom preciznijih atomskih satova. Budući da se sateliti kreću brzinom od oko 14.000 km/h (3.874 km/s) (prva izlazna brzina na 20.200 km), poboljšanje točnosti vremena čak i kod šeste znamenke je kritično za triangulaciju.

Nedostaci

Uobičajeni nedostatak korištenja bilo kojeg radio navigacijskog sistema je to pod određenim uslovima, signal možda neće stići do prijemnika, ili stići sa značajnim izobličenjem ili zakašnjenjem. Na primjer, gotovo je nemoguće odrediti svoju tačnu lokaciju u dubini stana unutar armiranobetonske zgrade, u podrumu ili u tunelu, čak i uz profesionalne geodetske prijemnike. Budući da radna frekvencija GPS-a leži u decimetarskom opsegu radio talasa, nivo prijema signala sa satelita može se ozbiljno pogoršati pod gustim lišćem drveća ili zbog veoma velikih oblaka. Normalan prijem GPS signala može biti oštećen zbog smetnji iz mnogih zemaljskih radio izvora, kao i (u rijetkim slučajevima) od magnetnih oluja, ili namjerno stvoren od strane "ometača" (ovaj metod postupanja sa satelitskim auto alarmima često koriste kradljivci automobila ).

Nizak nagib GPS orbita (otprilike 55) ozbiljno degradira tačnost u cirkumpolarnim područjima Zemlje, budući da se GPS sateliti ne uzdižu mnogo visoko iznad horizonta.

Bitna karakteristika GPS-a je potpuna zavisnost od uslova za prijem signala od Ministarstva odbrane SAD.

Sad [ kada?] Ministarstvo odbrane SAD odlučilo je da započne kompletnu nadogradnju GPS sistema. Bilo je to davno planirano, ali se tek sada moglo započeti s projektom. Tokom nadogradnje, stari sateliti će biti zamijenjeni novima koje su dizajnirali i proizveli Lockheed Martin i Boeing. Tvrdi se da će moći da obezbede tačnost pozicioniranja sa greškom od 0,5 metara.

Implementacija ovog programa će trajati nekoliko [ koji?] vrijeme. Ministarstvo odbrane SAD tvrdi da će u potpunosti nadogradnju sistema biti moguće završiti tek nakon 10 godina. Broj satelita se neće mijenjati, i dalje će biti 30: 24 radna i 6 u pripravnosti.

Hronologija

1973 Odluka o razvoju satelitskog navigacionog sistema
1974-1979 Test sistema
1977 Prijem signala sa zemaljske stanice koja simulira sistemski satelit
1978-1985 Lansiranje jedanaest satelita prve grupe (Blok I)
1979 Smanjenje finansiranja programa. Odluka o lansiranju 18 satelita umjesto planiranih 24.
1980 U vezi s odlukom da se smanji program korištenja Vela satelita za praćenje nuklearnih eksplozija, odlučeno je da se ove funkcije dodijele GPS satelitima. Lansiranje prvih satelita opremljenih senzorima za detekciju nuklearnih eksplozija.
1980-1982 Daljnji rezovi u finansiranju programa
1983 Nakon pogibije aviona kompanije Korean Airlines oboren iznad teritorije SSSR-a, doneta je odluka da se da signal civilnim službama.
1986 Smrt spejs šatla Space Shuttle "Challenger" obustavio razvoj programa, budući da je planirano lansiranje druge grupe satelita u orbitu. Kao rezultat toga, kao glavno vozilo izabrano je lansirno vozilo Delta.
1988 Odluka o postavljanju orbitalne konstelacije od 24 satelita. 18 satelita nije u stanju da osigura nesmetano funkcionisanje sistema.
1989 Aktivacija satelita druge grupe
1990-1991 Privremeno isključenje SA(engleski) selektivna dostupnost- umjetno stvoren za neovlaštene korisnike koji zaokružuju lokaciju na 100 metara) zbog Zaljevskog rata i nedostatka vojnih modela prijemnika. Inkluzija SA 1. juna 1991.
08.12.1993 Poruka o spremnosti sistema Početna operativna sposobnost ). Iste godine donesena je konačna odluka o davanju signala na besplatno korištenje državnim službama i pojedincima.
1994 Satelitska konstelacija je završena
17.07.1995 Potpuna spremnost sistema Potpuna operativna sposobnost)
01.05.2000 Ugasiti SA za civilne korisnike, tako je tačnost određivanja povećana sa 100 na 20 metara
26.06.2004 Potpisivanje zajedničke izjave o komplementarnosti i interoperabilnosti između Galilea i GPS-a 1
decembar 2006 Rusko-američki pregovori o saradnji u oblasti obezbeđivanja komplementarnosti svemirskih navigacionih sistema GLONASS i GPS.²

vidi takođe

  • Tranzit (prvi satelitski navigacijski sistem, 1960-te - 1996)
  • Galileo (evropski navigacijski sistem)
  • GLONASS (ruski navigacijski sistem)

Bilješke

Književnost

  • Aleksandrov I. Svemirski radio navigacijski sistem NAVSTAR (ruski) // Strana vojna revija. - M., 1995. - br. 5. - S. 52-63. - ISSN 0134-921X.
  • Kozlovsky E. Umijeće pozicioniranja // Oko svijeta. - M., 2006. - br. 12 (2795). - S. 204-280.
  • Shebshaevich V. S., Dmitriev P. P., Ivantsev N. V. et al. Mrežni satelitski radio navigacijski sistemi / ur. V. S. Shebshaevich. - 2. izd., revidirano. i dodatne - M.: Radio i komunikacija, 1993. - 408 str. - ISBN 5-256-00174-4

Linkovi

Službena dokumenta i specifikacije
  • Zvanična stranica američke vlade i GPS sistem sa statusom satelitske konstelacije (eng.)
Objašnjenja posla
  • Globalni navigacioni satelitski sistemi (GNSS). Kako radi? , gps-club.ru
Kompatibilnost sa Gallileom i GLONASS-om
  • Galileo i GPS
  • Zajednička izjava o komplementarnosti i kompatibilnosti GLONASS-a i GPS-a ( (link nedostupan), kopija)
Razno

Top Related Articles