Navigasyon sistemlerinin kullanımında Dzz. Yörünge Hacıları
boyut: piksel
Sayfadan göstermeye başlayın:
Transcript
1 Konu 2.3. Petrol ve gaz endüstrisinde Dünya'nın uzaktan algılanması ve uydu navigasyonunun uygulanması Dünya'nın uzaktan algılanması yöntemi: özellikleri ve avantajları CBS için veri elde etmek ve işlemek bu tür bilgi sistemleri oluşturmanın en önemli ve zahmetli aşamasıdır. Şu anda, en umut verici ve ekonomik olarak uygulanabilir yöntemin, Dünya uzaktan algılama (ERS) verilerine ve GPS ölçümlerine dayalı nesneler hakkında veri elde etme yöntemi olduğu düşünülmektedir. Geniş anlamda, uzaktan algılama, Dünya'nın yüzeyi, üzerindeki nesneler veya derinlikleri hakkında herhangi bir temassız bilgi yöntemiyle alınmasıdır. Geleneksel olarak, uzaktan algılama verileri, yalnızca elektromanyetik spektrumun herhangi bir bölümündeki uzaydan veya havadan dünya yüzeyinin bir görüntüsünü elde etmeyi mümkün kılan yöntemleri içerir. Farklı dalga boylarında radyasyonun belirli özelliklerinden yararlanan birkaç tür araştırma vardır. Coğrafi analiz yapılırken, uzaktan algılamanın kendisine ek olarak, diğer kaynaklardan, dijital topografik ve tematik haritalardan, altyapı şemalarından ve harici veritabanlarından gelen mekansal veriler mutlaka kullanılır. Resimler sadece çeşitli fenomenleri ve nesneleri tanımlamaya değil, aynı zamanda nicel olarak değerlendirmeye de izin verir. Dünya uzaktan algılama yönteminin avantajları aşağıdaki gibidir: araştırma sırasında verilerin alaka düzeyi (kartografik malzemelerin çoğu umutsuzca eskidir); yüksek veri toplama verimliliği; GPS teknolojilerinin kullanımı nedeniyle yüksek veri işleme doğruluğu; yüksek bilgi içeriği (multispektral, kızılötesi ve radar görüntülemenin kullanılması, sıradan görüntülerde ayırt edilemeyen ayrıntıları görmenizi sağlar); ekonomik fizibilite (uzaktan algılama yoluyla bilgi edinme maliyeti, yer saha çalışmasından önemli ölçüde daha düşüktür); stereo mod veya lidar algılama yöntemleri kullanılarak üç boyutlu bir arazi modeli (kabartma matrisi) elde etme yeteneği ve bunun sonucunda dünya yüzeyinin bir bölümünün üç boyutlu modellemesini gerçekleştirme yeteneği (sanal gerçeklik sistemleri) ). Uzak yöntemler, kayıt cihazının incelenen nesneden önemli ölçüde çıkarılmasıyla karakterize edilir. Dünya yüzeyindeki bu tür fenomen ve süreç çalışmalarında, nesnelere olan mesafeler birimden binlerce kilometreye kadar ölçülebilir. Bu durum, yüzeyin gerekli genel görünümünü sağlar ve en genelleştirilmiş görüntülerin elde edilmesini sağlar. Uzaktan algılamanın çeşitli sınıflandırmaları vardır. Petrol ve gaz endüstrisinde pratik veri toplama açısından en önemlilerini işaretleyelim. Nesnelerin kendi radyasyonu ve diğer kaynakların yansıyan radyasyonu kaydedilebilir. Bu kaynaklar Güneş veya görüntüleme ekipmanının kendisi olabilir. İkinci durumda, yalnızca radyasyon yoğunluğunu değil, aynı zamanda polarizasyonunu, fazını ve ek bilgi sağlayan Doppler kaymasını da kaydetmeye izin veren tutarlı radyasyon (radarlar, sonarlar ve lazerler) kullanılır. Kendinden yayılan (aktif) sensörlerin çalışmasının günün saatine bağlı olmadığı, ancak önemli miktarda enerji tüketimi gerektirdiği açıktır. Böylece, sinyal kaynağı tarafından seslendirme türleri: aktif (yapay bir yön eylemi kaynağı tarafından başlatılan nesnelerin uyarılmış emisyonu); pasif (güneş aktivitesi nedeniyle Dünya yüzeyindeki nesnelerin kendi, doğal yansıyan veya ikincil termal radyasyonu). Çekim ekipmanı çeşitli platformlara yerleştirilebilir. Platform bir uzay aracı (SC, uydu), uçak, helikopter ve hatta basit bir tripod olabilir. 1. bölümde
İkinci durumda, nesnelerin yanlarından zemin çekimi (örneğin, mimari ve restorasyon görevleri için) veya doğal veya yapay yüksek irtifa nesnelerinden eğik çekim ile ilgileniyoruz. Üçüncü tür platform, bu derslerin yazıldığı alandan uzak uzmanlık alanlarına ait olduğu için dikkate alınmaz. Bir platform, uzay aracı için tipik olan, enstrümanlar veya sensörler olarak adlandırılan birkaç görüntüleme cihazını barındırabilir. Örneğin, Resurs-O1 uyduları MSU-E ve MSU-SK sensörleri taşır ve SPOT uyduları iki özdeş HRV sensörüne (SPOT-4 HRVIR) sahiptir. Sensörlü platform incelenen nesneden ne kadar uzaksa, kapsama alanı o kadar büyük ve ortaya çıkan görüntülerin o kadar az ayrıntıya sahip olacağı açıktır. Bu nedenle, şu anda, uzaktan algılama verilerinin elde edilmesi için aşağıdaki anket türleri ayırt edilmektedir: 1. Uzay araştırması (fotoğrafik veya optoelektronik): pankromatik (genellikle spektrumun geniş bir görünür bölümünde), en basit örnek siyah beyaz fotoğrafçılıktır. ; renk (bir ortamda birkaç, daha sıklıkla gerçek renkte çekim); çoklu bölge (spektrumun farklı bölgelerinde aynı anda ancak ayrı görüntü yakalama); radar (radar); 2. Hava fotoğrafçılığı (fotoğrafik veya optoelektronik): uzay görüntülerinde olduğu gibi aynı türde uzaktan algılama verileri; lidar (lazer). Her iki anket türü de petrol ve gaz endüstrisinde bir CBS işletmesi oluştururken yaygın olarak kullanılmaktadır ve her biri kendi nişini işgal etmektedir. Uzay görüntüleri (CS) daha düşük bir çözünürlüğe sahiptir (araştırmanın türüne ve uzay aracının türüne bağlı olarak 30 ila 1 m arasında), ancak bu nedenle geniş alanları kapsar. Uzay görüntüleri, olası jeolojik keşif çalışmaları alanı hakkında operasyonel ve güncel bilgiler elde etmek için geniş alanları araştırmak için kullanılır, madencilik alanı için küresel bir CBS oluşturmak için temel bir çerçeve, petrol sızıntılarının çevresel olarak izlenmesi, vb. Bu durumda hem geleneksel monokrom (siyah beyaz fotoğrafçılık) hem de multispektral kullanılır. Hava fotoğrafçılığı (AFS), daha yüksek çözünürlüklü bir görüntü elde etmenizi sağlar (1-2 m'den 5-7 cm'ye kadar). Hava fotoğrafçılığı, kiralık madencilik, muhasebe ve mülk yönetimi alanlarıyla ilgili arazi kadastro problemlerini çözmek için oldukça ayrıntılı materyaller elde etmek için kullanılır. Buna ek olarak, günümüzde hava fotoğrafçılığının kullanılması, doğrusal olarak genişletilmiş nesneler (petrol, gaz boru hatları vb.) ) "koridor" çekimi kullanma olasılığı nedeniyle. Elde edilen görüntülerin özellikleri (hem APS hem de CS), yani. belirli bir fenomeni, nesneyi veya süreci algılama ve ölçme yeteneği, sırasıyla sensörlerin özelliklerine bağlıdır. Ana özelliği çözünürlüktür. Uzaktan algılama sistemleri, çeşitli çözünürlük türleri ile karakterize edilir: uzaysal, spektral, radyometrik ve zamansal. "Çözünürlük" terimi genellikle uzaysal çözünürlüğü ifade eder. Uzamsal çözünürlük (Şekil 1), görüntüde görünen en küçük nesnelerin boyutunu karakterize eder. Çözülecek görevlere bağlı olarak düşük (100 m'den fazla), orta (m) ve yüksek (10 m'den az) çözünürlükteki veriler kullanılabilir. Düşük uzamsal çözünürlüklü görüntüler geneldir ve tüm yarımküreye kadar geniş alanların tek seferlik kapsanmasına izin verir. Bu tür veriler çoğunlukla meteorolojide, orman yangınlarının ve diğer büyük ölçekli doğal afetlerin izlenmesinde kullanılır. Orta uzamsal çözünürlüğe sahip görüntüler, şu anda doğal çevreyi izlemek için ana veri kaynağıdır. Bu uzaysal çözünürlük aralığında çalışan görüntüleme ekipmanına sahip uydular, gözlem tutarlılığını ve sürekliliğini sağlayan Rusya, ABD, Fransa vb. birçok ülke tarafından başlatıldı ve başlatıldı. seni vurmak- 2
3 yakın zamana kadar uzaydan yüksek çözünürlük, neredeyse yalnızca askeri istihbaratın çıkarları için ve havadan topografik haritalama amacıyla gerçekleştirildi. Bununla birlikte, günümüzde, uzaysal analizi daha doğru bir şekilde gerçekleştirmeyi veya analiz sonuçlarını orta veya düşük çözünürlükte iyileştirmeyi mümkün kılan, ticari olarak temin edilebilen birkaç yüksek çözünürlüklü uzay sensörü (KVR-1000, IRS, IKONOS) zaten bulunmaktadır. Şekil 1. Farklı uzaysal çözünürlüğe sahip hava fotoğrafları örnekleri: 0,6 m (üst), 2 ve 6 m (alt) Spektral çözünürlük, elektromanyetik dalga (EMW) spektrumunun hangi bölümlerinin sensör tarafından kaydedildiğini gösterir. Doğal çevreyi analiz ederken, örneğin çevresel izleme için bu parametre en önemlisidir. Geleneksel olarak, uzaktan algılamada kullanılan tüm dalga boyları aralığı, radyo dalgaları, termal radyasyon (IR radyasyonu) ve görünür ışık olmak üzere üç bölüme ayrılabilir. Bu bölünme, elektromanyetik dalgaların ve dünya yüzeyinin etkileşimindeki farklılıktan, EMW'nin yansımasını ve emisyonunu belirleyen süreçlerdeki farklılıktan kaynaklanmaktadır. En yaygın olarak kullanılan EMW aralığı, görünür ışık ve bitişik kısa dalga kızılötesi radyasyondur. Bu aralıkta, yansıyan güneş radyasyonu, esas olarak yüzeyin kimyasal bileşimi hakkında bilgi taşır. İnsan gözünün maddeleri renklerine göre ayırt etmesi gibi, bir uzaktan algılama sensörü de kelimenin geniş anlamıyla "rengi" yakalar. İnsan gözü elektromanyetik spektrumun sadece üç bölümünü (bölgesini) kaydederken, modern sensörler, bu tür onlarca ve yüzlerce bölgeyi ayırt etme yeteneğine sahiptir, bu da önceden bilinen spektrogramlarıyla nesneleri ve fenomenleri güvenilir bir şekilde algılamayı mümkün kılar. Birçok pratik görev için bu tür ayrıntılar her zaman gerekli değildir. İlgilenilen nesneler önceden biliniyorsa, en çok dikkat çekecekleri az sayıda spektral bölge seçebilirsiniz. Bu nedenle, örneğin, yakın kızılötesi menzil, bitki örtüsünün durumunu değerlendirmede ve baskılanma derecesini belirlemede çok etkilidir. Çoğu uygulama için, LANDSAT (ABD), SPOT (Fransa), Resurs-O (Rusya) uydularından multispektral görüntülerle yeterli miktarda bilgi sağlanır. Bu dalga boyu aralığında başarılı ölçümler için güneş ışığı ve açık hava şarttır. Genellikle, optik çekim, bir kerede tüm görünür aralıkta (pankromatik) veya spektrumun birkaç daha dar bölgesinde (çok bölgeli) gerçekleştirilir. Diğer tüm şeyler eşit olduğunda, 3
4 koşul, pankromatik görüntüler daha yüksek uzamsal çözünürlüğe sahiptir. Topografik görevler için ve daha düşük uzamsal çözünürlüklü çok bölgeli görüntülerde tanımlanan nesnelerin sınırlarını belirlemek için en uygundurlar. Termal kızılötesi radyasyon (Şekil 2) esas olarak yüzey sıcaklığı hakkında bilgi taşır. Termal görüntüler, görünür nesnelerin ve fenomenlerin (hem doğal hem de yapay) sıcaklık rejimlerini doğrudan belirlemeye ek olarak, yeraltı yeraltı nehirleri, boru hatları vb. Termal radyasyon nesnelerin kendileri tarafından üretildiğinden, fotoğraf çekmek için güneş ışığına gerek yoktur (hatta araya girer). Bu tür görüntüler, orman yangınlarının, petrol ve gaz patlamalarının ve yeraltı erozyon süreçlerinin dinamiklerini takip etmeyi sağlar. Unutulmamalıdır ki, yüksek uzaysal çözünürlüklü uzay tabanlı termal görüntüler elde etmek teknik olarak zordur, bu nedenle günümüzde yaklaşık 100 m çözünürlüğe sahip görüntüler mevcuttur.Uçaklardan termal görüntüleme de birçok yararlı bilgi sağlar. Şekil 2. Görünür ışık aralığındaki bir tank çiftliğinin hava fotoğrafı (solda) ve aynı alanın kızılötesi aralığında gece termal görüntüsü (sağda) Radar fotoğrafçılığı için santimetre aralığı radyo dalgaları kullanılır. Bu görüntü sınıfının en önemli avantajı, tüm hava koşullarındaki performanslarıdır. Radar, dünya yüzeyinden yansıyan kendi radyasyonunu kaydettiği için, çalışması için güneş ışığına ihtiyaç duymaz. Ek olarak, bu aralıktaki radyo dalgaları, sürekli bulutlardan serbestçe geçer ve hatta toprağın bir miktar derinliğine nüfuz edebilir. Santimetre radyo dalgalarının yüzeyden yansıması, dokusu ("pürüzlülük") ve üzerinde her türlü filmin varlığı ile belirlenir. Bu nedenle, örneğin, radarlar, önemli dalgalarda bile, su kütlelerinin yüzeyinde 50 mikron (Şekil 3) ve daha fazla kalınlığa sahip bir petrol filminin varlığını tespit edebilir. Prensip olarak, havadan radar, boru hatları ve boru sızıntıları gibi yeraltı nesnelerini tespit etme yeteneğine sahiptir. Şekil 3. Su yüzeyindeki bir petrol tabakasının radar görüntüsü 4
5 Radyometrik çözünürlük, görüntüde algılanabilen parlaklık aralığını tanımlar. Çoğu sensör, insan görüşünün anlık dinamik aralığına en yakın olan 6 veya 8 bitlik bir radyometrik çözünürlüğe sahiptir. Ancak daha yüksek radyometrik çözünürlüğe sahip sensörler (AVHRR için 10 bit ve IKONOS için 11 bit), görüntünün çok parlak veya çok karanlık alanlarında daha fazla ayrıntı görmenizi sağlar. Bu, gölgedeki nesneleri çekerken ve aynı zamanda resimde geniş su yüzeyleri ve karalar içerdiğinde önemlidir. Ek olarak, AVHRR gibi sensörler, doğru nicel ölçümlere izin vermek için radyometrik olarak kalibre edilmiştir. Son olarak, zamansal çözünürlük, aynı sensörün dünya yüzeyinin belirli bir alanını ne sıklıkla yakalayabileceğini belirler. Bu parametre, acil durumları ve hızla gelişen diğer olayları izlemek için çok önemlidir. Çoğu uydu (daha doğrusu aileleri), birkaç gün içinde, bazıları birkaç saat içinde yeniden görüntüleme sağlar. Kritik durumlarda, çeşitli uydulardan alınan görüntüler günlük gözlem için kullanılabilir, ancak sipariş ve teslimatın kendisinin çok zaman alabileceği akılda tutulmalıdır. Çözüm seçeneklerinden biri, doğrudan uydudan veri almanızı sağlayan bir alıcı istasyon satın almaktır. Sürekli izleme için bu uygun çözüm, Rusya'da Resurs-O uydularından veri almak için istasyonlara sahip bazı kuruluşlar tarafından kullanılmaktadır. Herhangi bir bölgedeki değişiklikleri izlemek için arşiv (geriye dönük) görüntüler elde etme yeteneği de önemlidir. Tablo 1, petrol ve gaz işletmeleri için CBS oluşturma ve güncelleme problemlerini çözmek için kullanımı mümkün olan, ticari kullanım için Dünya'nın uzaktan algılanması için ana uzay aracı türlerinin kısa özelliklerini göstermektedir. Tablo 1 Ticari kullanım için Dünya'nın uzaktan algılanması için veri elde etmek için uzay aracının kısa özellikleri Uzay aracı adı Çözünürlük Çok bölgeli çerçeve boyutu Ülke pankromatik QuickBird 2 0.61 m 2.44 m 16 x 16 km ABD Iconos 2 1 m 4 m 11 x 11 km ABD EROS A1 1,8 m - 12,5 х 12,5 km ABD CWR m - 40 х 40 km Rusya Spot 5 5 m (2,5 m) 10 m 60 х 60 km Fransa TC m х 300 km Rusya Landsat 7 15 m 30 m 170 x 185 km ABD Ek olarak, ERS, farklı çözünürlük ve kapsama türlerine, veri taşıyıcı tipine (fotoğrafik ve dijital), sensörün çalışma prensibine göre (fotoelektrik etki, piroelektrik etki vb.) ), görüntüyü oluşturma (tarama) yöntemiyle, özel özelliklerle (stereo modu, anketin karmaşık geometrisi), anketin gerçekleştirildiği yörünge türüne göre, vb. Uzay aracından ERS verilerini almak ve işlemek için yer tabanlı veri alma ve işleme kompleksleri (NKPOD) kullanılır. NKPOD'nin temel konfigürasyonu şunları içerir (Şekil 4): anten kompleksi; resepsiyon kompleksi; senkronizasyon, kayıt ve yapısal restorasyon kompleksi; yazılım paketi. beş
6 Şekil 4. Veri almak ve işlemek için yer kompleksinin bileşimi NKPOD şunları sağlar: dünya yüzeyinin araştırılmasını planlamak ve veri almak için uygulamaların oluşturulması; rotalara göre sıralama ve video bilgisi ve hizmet bilgisi dizilerinin tahsisi ile bilgilerin paketten çıkarılması; video bilgilerinin çizgi-çizgi yapısının restorasyonu, kod çözme, radyometrik düzeltme, filtreleme, dinamik aralığın dönüştürülmesi, genel bir görüntünün oluşturulması ve dijital birincil işlemenin diğer işlemlerinin performansı; uzman ve yazılım yöntemleri kullanılarak elde edilen görüntülerin kalitesinin analizi; bilgilerin kataloglanması ve arşivlenmesi; uzay aracının ve / veya yer kontrol noktalarının açısal ve doğrusal hareketinin parametreleri hakkındaki verileri kullanarak görüntülerin geometrik düzeltmesi ve coğrafi referansı; birçok yabancı ERS uydusundan alınan verilere lisanslı erişim. NKPOD'un donanım bileşeni, yazılım kompleksi ile yakın ilişki içinde çalışır. Anteni kontrol etmek ve kompleksi almak için yazılım aşağıdaki ana işlevleri yerine getirir: NKPOD donanım parçasının işleyişinin otomatik kontrolü; iletişim oturumlarının programının hesaplanması, yani uydunun NKPOD görünürlük bölgesinden geçişi; programa göre NKPOD ve veri alımının otomatik aktivasyonu; uydu yörüngesinin hesaplanması ve uyduyu izlemek için anten kompleksinin kontrolü; alınan bilgi akışının biçimlendirilmesi ve sabit diske yazılması; sistemin mevcut durumunun ve bilgi akışının göstergesi; iş günlüklerinin otomatik bakımı. Yazılım, yerel bir ağ veya İnternet aracılığıyla uzak bir terminalden NKPOD'u kontrol etmeyi mümkün kılar. 6
7 NKPOD yazılımı, bir kural olarak, elektronik bir görüntü kataloğunu sürdürmek ve arşivlemek için araçlar içerir. Katalogdaki resimlerin aranması aşağıdaki ana kriterlere göre gerçekleştirilir: uydunun adı, araştırma ekipmanının türü ve çalışma şekli, anketin tarihi ve saati, bölge (coğrafi koordinatlar). Ek olarak, uzaktan algılama verilerinin görselleştirilmesi, fotogrametrik ve tematik işlenmesi için yazılımlar kurulabilir, örneğin: INPHO (şirket INPHO, Almanya) tam fonksiyonlu fotogrametrik sistem; Uzaktan algılama veri işleme ve bunların CBS verileriyle entegrasyonu için ENVI (ITT Visual Information Solutions Corporation, ABD) yazılım paketi; ArcGIS (ESRI şirketi, ABD) kurumsal, endüstri, bölgesel, eyalet CBS'si oluşturmak için yazılım çözümü. Maksimum görüş yarıçapını sağlamak için, anten kompleksi, ufuk herhangi bir azimut yönünde 2 ve daha yüksek yükseklik açılarından açık olacak şekilde kurulmalıdır. Yüksek kaliteli alım için, 8,0 ila 8,4 GHz aralığında (radyo rölesi, troposferik ve diğer iletişim hatları için verici cihazlar) hiçbir radyo paraziti olmaması önemlidir. Ayrıca, uzmanlara göre, yakın gelecekte uzaktan algılama verilerinin CBS için ana bilgi kaynağı haline geleceği, geleneksel haritaların ise yalnızca ilk aşamada statik bilgi kaynağı (kabartma, hidrografi) olarak kullanılacağı belirtilmelidir. , ana yollar, yerleşim yerleri, İdari bölüm). Şu anda petrol ve gaz endüstrisinde, nesnelerin mekansal konumunun parametrelerini belirlemek için tasarlanmış uydu navigasyon sistemlerinin kullanımında hızlı bir artış var. Bugün, NAVSTAR olarak da adlandırılan Amerikan GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi) ve Rus GLONASS (Küresel Navigasyon Uydu Sistemi) olmak üzere iki ikinci nesil sistem kullanılmaktadır. Petrol ve gaz endüstrisinde uydu küresel konumlandırma sistemlerinin tasarımı ve uygulaması Petrol ve gaz sektörü işletmelerinin jeobilgi desteğinde uydu küresel konumlandırma sistemlerinin ana uygulama alanları şunlardır: küreselden ankete kadar tüm seviyelerde jeodezik referans ağlarının geliştirilmesi, işletmelerin jeodezik desteği için tesviye çalışmalarının yanı sıra; minerallerin çıkarılmasının sağlanması (açık maden madenciliği, sondaj vb.); inşaatın jeodezik desteği, boru hatları, kablolar, üst geçitler, elektrik hatları vb. mühendislik ve uygulamalı işler; arazi etüdü çalışması; kurtarma ve önleyici çalışma (afet ve afet durumunda jeodezik destek); çevresel araştırma: petrol sızıntılarına ilişkin referansların koordine edilmesi, petrol birikintisi alanlarının değerlendirilmesi ve yönlerinin belirlenmesi; her türlü topografik, özel, tematik araştırma ve haritalama; CBS ile entegrasyon; sevk hizmetlerinde uygulama; her türlü navigasyon hava, deniz, karadır. Küresel konumlama uydu sistemleri (GPSS) verileri, çeşitli (izleme, arama, araştırma vb.) sistemlerde kullanılmaktadır.
Ölçüm sonuçlarının 8 katı uzamsal-zamansal referansı. SGSP'nin başlıca avantajları şunlardır: küresellik, verimlilik, tüm hava koşulları, doğruluk, verimlilik. Bu sistemlerin geliştirilmesindeki eğilimler, her 2-3 yılda bir ikiye katlanan GPS / GLONASS uydu alıcılarının satış hacmi ile değerlendirilebilir. Her iki sistem de askeri ve sivil amaçlı ikili bir amaca sahiptir, bu nedenle iki tür sinyal yayarlar: biri sivil kullanım için koordinatları (~ 100 m) L1 belirleme doğruluğu azaltılmış ve diğeri yüksek doğruluk (~ 10-15 m ve daha kesin olarak) ) Askeri kullanım için L2. Doğru navigasyon bilgilerine erişimi kısıtlamak için, ilgili askeri departmandan (NAVSTAR için ABD ve GLONASS için Rusya) anahtarları aldıktan sonra dikkate alınabilecek özel müdahale tanıtıldı. NAVSTAR için L1 = 1575,42 MHz ve L2 = 1227,6 MHz. GLONASS, sinyallerin frekans bölünmesini kullanır, yani her uydu kendi frekansında çalışır ve buna göre L1 1602,56 ila 1615,5 MHz ve L2 1246,43 ila 1256.53 MHz aralığındadır. L1'deki sinyal tüm kullanıcılar tarafından kullanılabilir, L2'deki sinyal yalnızca askeriye tarafından kullanılabilir (yani, özel bir gizli anahtar olmadan şifresi çözülemez). Şu anda, bu girişim iptal edilmiştir ve sivil alıcılar için doğru sinyal mevcuttur, ancak, sahibi ülkelerin devlet yetkilileri buna göre karar verirse, askeri kod tekrar bloke edilebilir (NAVSTAR sisteminde bu kısıtlama yalnızca Mayıs ayında kaldırılmıştır). 2000 ve herhangi bir zamanda geri yüklenebilir. ). Küresel uydu konumlandırma sistemlerinin bir parçası olarak üç bileşen ayırt edilebilir: yer tabanlı izleme ve kontrol sistemi; uzay aracı sistemleri; kullanıcı ekipmanı. İzleme ve kontrol sistemi, uydu izleme istasyonlarından, doğru bir zaman servisinden, bilgi işlem merkezine sahip bir ana istasyondan ve uzay aracına veri indirmek için istasyonlardan oluşur. Uydular günde iki kez kontrol noktalarından geçiyor. Toplanan yörünge bilgileri işlenir ve uyduların (efemeris) koordinatları tahmin edilir. Bu verilere dayanarak bir almanak derlenir. Bu ve yer istasyonlarından gelen diğer veriler her uyduya yüklenir. Uydu navigasyon sistemlerinin çalışma prensibi, nesne üzerindeki (koordinatlarının alınması gereken) antenden konumu büyük bir doğrulukla bilinen uydulara olan mesafenin ölçülmesine dayanır. Tüm uyduların konumlarının tablosuna almanak denir ve ölçümlere başlamadan önce herhangi bir uydu alıcısı tarafından bulunması gerekir. Tipik olarak, alıcı, almanak'ı son kapanmadan bu yana bellekte tutar ve güncel değilse hemen kullanır. Her uydu, tüm almanak'ı sinyalinde iletir. Böylece, sistemin birkaç uydusuna olan mesafeleri bilmek, almanak temelli geleneksel geometrik yapıları kullanarak, küresel uydu konumlandırma sisteminde her uydu bir rol oynadığından, nesnenin uzaydaki konumunu hesaplamak mümkündür. mevcut zamanda bilinen koordinatlara sahip ayrı jeodezik kontrol noktası. Navigasyon alıcısının bulunduğu ölçülen nesnenin koordinatları, doğrusal serif yöntemiyle belirlenir. Ölçülen parametreler, istenen nesnenin bulunduğu kesişme noktasında konumun yüzeyini tanımlar. Uydudan alıcı antene olan mesafeyi ölçme yöntemi, radyo dalgalarının yayılma hızının kesinliğine dayanmaktadır. Yayılan radyo sinyalinin zamanını ölçme olasılığını uygulamak için, navigasyon sisteminin her uydusu, sinyalinin bir parçası olarak, sistem zamanı ile tam olarak senkronize edilmiş atomik saatleri kullanarak kesin zaman sinyalleri yayar. Uydu alıcısı çalışırken, saati sistem zamanı ile senkronize edilir ve sinyallerin daha fazla alınması üzerine, sinyalin kendisinde bulunan emisyon süresi ile sinyal alım zamanı arasındaki gecikme hesaplanır. Bu bilgi ile navigasyon alıcısı antenin koordinatlarını hesaplar. Ek olarak, bu verileri belirli bir süre boyunca biriktirerek ve işleyerek, hız (akım, maksimum, ortalama), geçen 8 gibi hareket parametrelerini hesaplamak mümkün hale gelir.
9 yol vb. Uydu üzerindeki verici sürekli çalıştığında ve navigasyon alıcısı gerektiği gibi açıldığında, talepsiz modda ölçümler yapılır. Uzay aracı sisteminin bileşimini ele alalım. NAVSTAR uyduları, yaklaşık km yükseklikte altı düzlemde bulunur. GLONASS uyduları ("Hurricane" kodu) yaklaşık km yükseklikte üç düzlemde bulunur. Her iki sistemdeki uyduların nominal sayısı 24'tür. NAVSTAR takımyıldızı Nisan 1994'te tam kadroya sahipti ve o zamandan beri sürdürüldü, GLONASS takımyıldızı Aralık 1995'te tamamen konuşlandırıldı, ancak daha sonra önemli ölçüde bozuldu ve yalnızca Eylül 2010'da kadroya alındı. nominal sayı 24 (iki yedek uydunun yanı sıra). Şekil 5, navigasyon uyduları Navstar-2 ve Glonass-M'yi göstermektedir. Şekil 5. GPS (sol) ve GLONASS (sağ) navigasyon sistemlerinin uyduları 24 uyduları dünyanın her yerinde %100 sistem performansı sağlar, ancak her zaman güvenilir alım ve iyi bir konum hesaplaması sağlayamazlar. Bu nedenle, konumlandırma doğruluğunu artırmak ve arıza durumunda rezervi artırmak için yörüngedeki toplam uydu sayısı daha fazla tutulur. GPS için bu sayı 30'dur (6 yedek), GLONASS için 26 (2 yedek). Ayrıca, uydu yörüngelerinin düşük eğimi (GPS için yaklaşık 55 ve GLONASS için 64.8), uydular ufkun üzerinde yüksek olmadığından, Dünya'nın dairesel bölgelerindeki doğruluğu ciddi şekilde düşürür. Her iki sistem de sözde dayalı sinyalleri kullanır. Kullanımları, vericilerin düşük radyasyon gücünde onlara yüksek gürültü bağışıklığı ve güvenilirlik sağlayan "sözde gürültü dizileri". Sistemin her uydusu, temel bilgilere ek olarak, alıcı ekipmanın sürekli çalışması için gerekli yardımcı bilgileri de iletir. Bu kategori, birkaç dakika boyunca sırayla iletilen tüm uydu takımyıldızının tam almanakını içerir. Bu nedenle, güncel bir almanak içeriyorsa (yaklaşık bir dakika), yani alıcı cihazın başlangıcı yeterince hızlı olabilir. 3-4 saatten daha kısa bir süre için kapatılmışsa buna "sıcak başlangıç" denir (alıcı yalnızca uydu efemerislerini alır), ancak alıcı tam bir almanak almaya zorlanırsa 30 dakika kadar sürebilir. . Soğuk başlangıç. "Soğuk başlatma" ihtiyacı, genellikle alıcı ilk kez açıldığında veya uzun bir süre (70 saatten fazla) kullanılmadığında veya önemli bir mesafeye taşındığında ortaya çıkar. Ayrıca, alıcının koordinat ölçüm işlemi sırasında düzeltilen küçük bir hatayla hemen başladığı bir "sıcak başlatma" (alıcı 30 dakikadan daha az kapalıdır) vardır. Herhangi bir radyo navigasyon sistemini kullanmanın yaygın bir dezavantajı, belirli koşullar altında sinyalin alıcıya ulaşamaması veya önemli bozulma veya gecikmelerle ulaşmasıdır. Örneğin, betonarme bir binanın derinliklerinde, bodrumda veya tünelde tam yerinizi belirlemek neredeyse imkansızdır. GPS'in çalışma frekansı radyo dalgalarının desimetre aralığında olduğu için, uydulardan gelen sinyal alımı, yoğun ağaç yaprakları altında veya çok yüksek 9 nedeniyle ciddi şekilde bozulabilir.
10 bulut. Normal GPS sinyal alımı, birçok karasal radyo kaynağından ve manyetik fırtınalardan kaynaklanan parazitlerden zarar görebilir. Aktif karıştırma vericileri, uydu navigasyon sistemlerinden gelen sinyalleri yapay olarak bastırmak için kullanılır. İlk kez halka, Rus şirketi Aviakonversiya tarafından geliştirilen vericiler 1997 yılında MAKS hava gösterisinde sunuldu.Koordinat belirleme doğruluğu birkaç on metreden onlarca santimetreye kadar değişebilir ve ölçüm yöntemlerine bağlıdır. , ikiye ayrılır: jeosentrik koordinatları belirlemenin mutlak yöntemleri (otonom , diferansiyel); temel çizgilerin uzaysal vektörlerini belirlemek için göreceli yöntemler (statik, kinematik). Diferansiyel ve bağıl statik yöntemler en yüksek doğruluğu sağlar. Birbirinden nispeten küçük bir mesafede (30 km'ye kadar) bulunan iki istasyondan koordinatları ölçme yöntemine dayanırlar. Bu tür mesafelerde, iki istasyondan uydulara yapılan ölçümlerin eşit şekilde bozulduğu varsayılmaktadır. Bu tür ölçüm yöntemleri, Leica (İsviçre), Ashtech (ABD), Trimble (ABD) ve diğerleri gibi şirketlerden profesyonel jeodezik navigasyon alıcılarına izin verir. Diferansiyel modda, alıcılar diferansiyel modu uygulayabilmelidir. Bu yöntemin özü aşağıdaki gibidir. Bir alıcı, önceden bilinen koordinatlara sahip bir noktaya yerleştirilir (örneğin, bir jeodezik ağın kontrol noktası). Aynı zamanda temel referans istasyonu veya kontrol düzeltme istasyonu olarak da adlandırılır. Hareketli başka bir halef, belirlenen noktaya yerleştirilir. Baz istasyonunun koordinatları bilindiği için yeni belirlenenlerle karşılaştırma yapmak için kullanılabilir ve bu temelde mobil istasyon için bir radyo kanalı aracılığıyla mobil istasyona iletilen düzeltmeler bulunabilir. özel bir verici Diferansiyel düzeltmeleri alan mobil istasyon, ölçülen koordinatlarını düzeltir, böylece ölçüm doğruluğunu arttırır. Hataları ortadan kaldırma fikrinin ortaya çıkmasından en somut faydalar, göreceli statik ölçüm yöntemlerinde elde edilmiştir. Diferansiyel modda olduğu gibi, ekipman A ve B gibi iki istasyona kurulur. Statikte, farklar kullanılarak, birçok bozulma olmadan, bu istasyonları birbirine bağlayan uzay vektörü D hesaplanır: D = (XBXA, YBYA, ZBZA). Baz istasyonunun kesin koordinatlara sahip olması gerekir, böylece ölçülen artışlar, jeodezik ağın kalan noktalarının koordinatlarını gerekli doğrulukla hesaplamak için kullanılabilir. Koordinat artışlarının ölçülmesi ve faz yönteminin kullanılması sayesinde, noktaların koordinatlarının belirlenmesi sonuçlarındaki hatalar birkaç on santimetreye düşürülür. Bu yöntemler jeodinamik ve en önemli jeodezik çalışmalarda temeldir. Yukarıda açıklanan ilkelere göre navigasyon cihazları için diferansiyel düzeltmeler üreten tüm ağlar vardır. Aşağıda açıklanmıştır. Belirli tipte seyrüsefer alıcılarının ve ölçüm yöntemlerinin kullanımı, kontrol noktalarının koordinatlarının belirlenmesinin doğruluğuna ilişkin gereksinimlere bağlıdır. Örneğin 15 (30) m çözünürlüklü Landsat görüntülerine referans vermek amacıyla kontrol noktasının koordinatlarını elde etmek için pahalı jeodezik alıcılar ve uzun vadeli ölçüm yöntemleri kullanmanın bir anlamı yoktur. 5 -20 m kabul edilebilir bir doğruluk sağlayan en basit ucuz navigasyon alıcılarını kullanmak için yeterlidir.Tüm navigasyon alıcılarının doğruluğunun yalnızca bireysel ölçümlerin süresine ve ölçüm yöntemine değil, aynı zamanda sayıya da bağlı olduğunu vurgulamak önemlidir. ufkun üzerindeki görünür uyduların yanı sıra, sinyalin yeniden yansımasını etkileyen arazinin (düz veya yerleşim alanı) doğası ve açıklığı ... GLONASS sisteminin doğruluğu, ortalama 7-8 uzay aracı kullanıldığında (alıcı noktaya bağlı olarak) şu anda GPS'den biraz daha düşüktür, 4.46-8.38 m. Sonra 10
11, ortalama 6-11 uzay aracı kullanıldığında (alma noktasına bağlı olarak) GPS hata süresi 2.00-8.76 m'dir. Her iki navigasyon sistemi birlikte kullanıldığında, uzay aracı kullanıldığında ortalama (alıcı noktaya bağlı olarak) hatalar 2,37-4,65 m'dir. Roscosmos başkanı Anatoly Perminov'un açıklamalarına göre, doğruluğu artırmak için önlemler alınıyor. 2010 yılı sonuna kadar, efemeris hesabının doğruluğu ve gemideki saatin kayması artacak ve bu da navigasyon tespitlerinin doğruluğunda 5,5 metreye kadar bir artışa yol açacaktır. Bu, yer kontrol kompleksinin 7 noktasında yer segmenti modernize edilerek yapılacak olup, yüksek doğruluk özelliklerine sahip yeni bir ölçüm sistemi kurulmaktadır. 2011 yılında takımyıldızdaki uydu sayısının 30'a çıkarılması planlanıyor. Buna paralel olarak, Glonass-M uydularının daha gelişmiş Glonass-K ile değiştirilmesi gerçekleşecek (GPS / Galileo / Pusula'da yeni CDMA sinyallerini destekliyorlar). çoklu sistem navigasyon cihazlarının geliştirilmesini büyük ölçüde kolaylaştıracak format) ve Glonass-K2 (kod bölmeli sinyalleri iletir: L1 ve L2 frekans aralıklarında iki sinyal ve L3 aralığında açık bir sinyal), bu da doğruluğu artıracaktır. 2,8 m Navigasyon doğruluğunu artırmak için, açıklayıcı bilgiler gönderen sistemler kullanılır ("oluşumun teorik yönleri yukarıda tartışılan koordinatlara diferansiyel düzeltme "DGPS), bu da ölçüm doğruluğunu artırmayı mümkün kılar. karmaşık diferansiyel modları kullanırken alıcının koordinatları birkaç metreye ve hatta birkaç on santimetreye kadar. Türev düzeltme, sabit uydular ve yer baz istasyonlarına dayalıdır. İstasyonların her biri, GPS sinyallerini almak, elde edilen ölçümleri analiz etmek, iyonosferik hataları, yörünge sapmalarını ve uydu saatlerini hesaplamak için tasarlanmış GPS ekipmanı ve özel yazılımlarla donatılmıştır. Bu veriler, ağın tüm baz istasyonlarından elde edilen ölçümler dikkate alınarak yeniden işlendiği ve analiz edildiği merkezi kontrol istasyonuna (Ana İstasyon WMS) iletilir. Daha sonra düzeltme bilgileri sabit uydulara iletilir ve oradan kullanıcılara iletilir. Yerdurağan uydulardan gelen sinyal, bir veya daha fazla kanal aracılığıyla navigasyon sisteminin uydularından gelen sinyalle aynı şekilde alınır. DGPS ödenebilir (sinyal şifresinin çözülmesi yalnızca "hizmet aboneliği" için ödeme yapıldıktan sonra belirli bir alıcı tarafından mümkündür) veya ücretsiz olabilir. Şu anda, ücretsiz Amerikan WAAS sistemi, Avrupa EGNOS sistemi, sabit konumlu uydulardan çeşitli iletim düzeltmelerine dayanan ve yüksek doğruluk (30 cm'ye kadar) elde edilmesini sağlayan Japon MSAS sistemi bulunmaktadır. Rusya'da, yalnızca Kaliningrad bölgesinde, EGNOS sisteminden gelen sinyalleri tam olarak kullanmak mümkündür. Bölgenin geri kalanında, diferansiyel düzeltmenin alınması imkansızdır. Uydu navigasyonunun organizasyonundaki kilit konu, sinyal alımı için cihazların seçimidir, yani. kullanıcı ekipmanı. Tüketicilere, konumlarını elektronik bir harita üzerinde görmelerini sağlayan çeşitli cihazlar ve yazılım ürünleri sunulmaktadır; araziyi dikkate alarak rota oluşturma yeteneğine sahip olmak; koordinatlara veya adrese vb. göre harita üzerinde belirli nesneleri arayın. Bu durumda, navigasyon alıcısı ayrı bir cihaz olarak yapılabilir veya navigasyon çipi, örneğin cep telefonları, akıllı telefonlar, PDA'lar veya yerleşik (yerleşik bilgisayarlar) gibi diğer ekipmanlara yerleştirilebilir. Şekil 6, navigatör örneklerini göstermektedir: üstte, harita desteği olmadan (solda, darbeye dayanıklı su geçirmez kılıf içinde Magellan Blazer 12 GPS navigatörü, sağda, gidon gidonuna takılı bir cep telefonu (iphone) kullanarak navigasyon bir bisiklet), altta harita destekli bir Glospace araba gezgini. GPS ve GLONASS ekipmanlarını karşılaştırarak, tüm GLONASS alıcılarının GPS ile çalışabileceğini, ancak bunun tersinin mümkün olmadığını söyleyebiliriz. Daha doğru koordinatlar vererek, her iki navigasyon sisteminden eşzamanlı sinyal alımı mümkündür. Profesyonel düzeyde kombine GLONASS / GPS ekipmanı, Topcon, Javad, Trimble, Septentrio, Ashtech, NovAtel, SkyWave Mobile Communications gibi yabancı firmalar da dahil olmak üzere birçok üretici tarafından üretilmektedir. GLONASS'ın saf haliyle kullanılmamasının ana nedeni, yüksek kaliteli dijital haritaların olmamasının yanı sıra, alıcıların kendilerinin hacimli ve çok yüksek güç tüketimidir (bu nedenlerle, GLONASS çipleri 11'de yerleşik değildir).
12 mobil ekipman). Ancak, bu parametrelerde kademeli bir düşüş var ve şu anda GLONASS / GPS sistemlerini ve ayrıca GALILEO / COMPASS'ı destekleyen tamamen işlevsel çipler var. Şekil 6. Navigatörler Petrol ve gaz endüstrisinde, koordinatları kaydeden ve sunucu merkezine ileten ve arabaların, insanların, varlıkların vb. uydudan izlenmesi için kullanılan GPS izleyicileri ve GPS kaydedicileri yaygınlaştı. Bu veriler, etkin ulaşım ve personel yönetimini organize etmek için servislerin gönderilmesi tarafından kullanılır. GPS takip cihazı konum verilerini kaydeder ve düzenli aralıklarla radyo, GPRS veya GSM bağlantıları, uydu modem aracılığıyla USB, RS-232, PS / 2 üzerinden sunucu izleme merkezine veya sadece özel yazılımlı bir bilgisayara iletir. İzleyici kullanıcısı veya nesneyi izleyen gönderici, kendi kullanıcı adı ve şifresi altındaki istemci programını veya web arayüzünü kullanarak sistem sunucusuna bağlanabilir. Sistem, cismin konumunu ve hareket izinin geçmişini harita üzerinde görüntüler (Şekil 7). İzleyici hareketleri gerçek zamanlı veya daha sonra analiz edilebilir. GPS izleyicilerin kendi ekranları yoktur ve bu nedenle diğer navigasyon cihazlarından daha ucuzdur. Personeli izlemek için kişisel izleyiciler (küçük boyutlu) kullanılır ve nakliyeyi izlemek için otomobil izleyicileri kullanılır. Otomatik izleyiciler, çeşitli sensörleri (yakıt seviyesi, aks yükü, vb.) bağlamanıza izin verir ve kendileri yerleşik ağa bağlıdır. Araç takip cihazları için harici bir anten bağlantısı da sağlanmıştır. 12
13 Şekil 7. Track GPS-logger'lar sadece bir ekrana sahip değildir, aynı zamanda veri iletim modülleri (GSM-modülleri) içermezler, bu nedenle gerçek zamanlı izleme için uygun değildirler. Kaydedici bilgileri sürüş sırasında dahili belleğe kaydedilir ve analizi için bir bilgisayara bağlandıktan sonra kullanılabilir hale gelir. Koordinatları alıcının hafızasına girmenin yanı sıra ek yetenekler sağlamanın gerekli olduğu durumlarda, navigatörlerin kendileri kullanılır (neredeyse her zaman, GPS navigatörleri). İncelemeleri sunumumuzun kapsamı dışında olan çok çeşitli olanaklara sahiptirler. Petrol ve gaz endüstrisi için ana olanlar, çeşitli profillerin haritalarını görüntüleme, yere rota koyma, nesnelerin koordinatlarını arama ve belirleme vb. Örneğin, bir kilometreden fazla yer altı gaz boru hattının bakımını yapan bir şirket olan BG Transco'nun uzmanları, kritik durumlarda boru hattının yakınında potansiyel olarak tehlikeli bir alana düşen yapıları bulmak için bu yetenekleri kullandı. Bunun için, nüfus yoğunluğunun yüksek olduğu bölgelerde tampon bölgeleri analiz etmek için yerde 1 m çözünürlüğe sahip pankromatik bir uydu görüntüsü kullanılmıştır. Görüntü, bir GPS alıcısı kullanılarak elde edilen yer kontrol noktalarına çekilmiştir. Gaz boru hattı güzergahı, analitik yöntem kullanılarak (koordinatlara göre) görüntü üzerine bindirildi ve mekansal analiz sonucunda 200 metrelik potansiyel risk tampon bölgesi ve içinde bulunan tüm nesneler hesaplandı. Başka bir örnek, RAO Rosneftegazstroy'un Nenets Özerk Bölgesi'nde 450 km uzunluğunda bir petrol boru hattının inşasıdır. Ana bilgi kaynağı olarak, önerilen petrol boru hattının döşenmesi alanındaki arazi hakkında en güvenilir ve zamanında bilgi elde etmeyi mümkün kılan Landsat görüntüleri kullanıldı. Dijital yükseklik modeline dayanarak, planlanan nesnenin bölgesinin dijital modelleri oluşturuldu, dönüş açılarının hesaplanması, petrol boru hattı güzergahı boyunca eğimlerin büyüklüğü ve yönü yapıldı. Profesyonel GPS navigatörleri, üretim bileşenlerinin (özellikle antenlerin), kullanılan yazılımın, desteklenen çalışma modlarının (örneğin RTK, ikili veri çıkışı), çalışma frekanslarının (L1 + L2) kalitesi, parazit bağımlılıklarını bastırma algoritmaları, güneş aktivitesi ile ayırt edilir. (iyonosferin etkisi ) navigasyon sistemleri (örneğin, NAVSTAR GPS, GLONASS, Galileo, Beidou), artan güç kaynağı ve tabii ki fiyat tarafından desteklenir. Şu anda, esas olarak hava fotoğrafçılığı alanında kendini gösteren, GPS teknolojilerinin ve Dünya uzaktan algılama verilerini elde etme ve işleme yöntemlerinin yakın entegrasyonuna yönelik bir eğilim olduğu belirtilmelidir. Oldukça uzun bir süredir, bazı üreticilerin GPS alıcıları ile entegre edilmiş hava kameraları (Şekil 8), çekim çalışmaları sırasında kullanılmıştır (Şekil 8), bu da araziyi fotoğraflarken, merkezin uzamsal üç boyutlu koordinatlarını kaydeder. her çerçevenin projeksiyonu. Bu teknolojinin kullanılması 13
14, uzmanlara göre, geçiş malzemelerinin fotogrametrik işlenmesi için gereken kontrol noktalarının sayısını zamanla azaltmaya izin verir, bu da işin verimliliğini önemli ölçüde artırır ve ilk verileri elde etmek için toplam maliyetleri azaltır. Şekil 8. Bir GPS alıcısı ile entegre edilmiş hava fotoğrafı kompleksi Bu nedenle, bir CBS oluşturulurken, birleşik bilgi kaynakları kullanılır: farklı ayrıntılara sahip uzay aracı, GPS ölçümleri, lazer ve stereo görüntüler, veriler tarafından Dünya'nın uzaktan algılanması için yöntemlerin bir kombinasyonu topografik haritalardan vb. Her şey sadece sistem gereksinimlerine bağlıdır. Dünyanın çeşitli uzaktan algılama araçları kullanılarak elde edilen bilgiler ile GPS ölçüm verilerinin kombinasyonunun, herhangi bir nesne hakkında en hızlı ve güvenilir bir şekilde eksiksiz ve kapsamlı bilgi edinilmesini sağlayacağı ve aynı zamanda bilgi desteği için tüm ihtiyaçları tam olarak karşılayacağı iddia edilebilir. herhangi bir proje, herhangi bir sistem, herhangi bir işletme. Son zamanlarda ortaya çıkan petrol ve gaz işletmelerinde coğrafi bilgi teknolojilerinin kullanımındaki istikrarlı büyüme, yalnızca CBS'nin yeteneklerinin geliştirilmesinden değil, aynı zamanda bilgi sistemleri verilerinin GPS teknolojileri ve teknolojileriyle yakın entegrasyonundan kaynaklanmaktadır. Dünya uzaktan algılama verilerini elde etmek ve işlemek için. on dört
PETROL VE GAZ SEKTÖRÜNDE GIS VE GPS Eremenko.D.I. FGBOU VOYUGU Ugra Devlet Üniversitesi Nizhnevartovsk Petrol Teknik Okulu (şube) Nizhnevartovsk, Rusya PETROL VE GAZ ENDÜSTRİSİNDE GIS ve GPS Eremenko.D.I.
Ormancılıkta havacılık (uzaktan) yöntemleri Ders 1-2 Vukolova I.A., Tarım Bilimleri Adayı, Orman Yönetimi ve Orman Koruma Bölümü Doçenti, MGUL Uzaktan algılama (ERS),
Uydu navigasyon sistemleri GLONASS, GPS, Galileo Antik çağlardan beri gezginler Dünya üzerindeki konumlarını nasıl belirleyeceklerini merak ediyorlardı. Eski denizcilere yıldızlar rehberlik etti
GPS nedir? Konumlandırma için uydu navigasyon sistemi GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi) veya Küresel Konumlandırma Sistemi. GPS sistemi resmi olarak NAVSTAR (Navigasyon Sistemi) olarak adlandırılmıştır.
STC FSUE TsNIIMash'in "Ar-Ge kapsamında jeodezik araştırma yönergelerinin genel kavramı" konulu 3. bölümünün toplantısında rapor, 28 Mayıs 2013 tarihli Geliştirme "Sorunlu konularda araştırmadaki rolü ve yeri"
KÜRESEL NAVİGASYON UYDU SİSTEMLERİ, GEODEZİDE UYGULAMA S.V. Zakharchev, N.V. Andreeva BSTU, V.G. Shukhova Belgorod, Rusya KÜRESEL NAVİGASYON UYDU SİSTEMLERİ, JEODEZİDE UYGULAMALAR Zakharchev
Üç boyutlu karasal uzayda bir gözlemcinin veya nesnenin konumunun uydu sistemlerini kullanarak konumlandırma belirleme. Uydu konumlandırma sistemlerinin avantajları: küresellik, verimlilik
Frolova Elena Andreevna Frolova Elena Andreevna GLONASS VE GPS KÜRESEL UYDU SİSTEMLERİNİN TEKNİK ÖZELLİKLERİNİN ANALİZİ. GLONASS VE GPS'İN KÜRESEL UYDU SİSTEMLERİNİN TEKNİK ÖZELLİKLERİNİN ANALİZİ.
FSUE "RNII KP" 08.11.2007 03:00:00 - 08.11.2007 06:00:00 dönemi için tamamlayıcı GLONASS / GPS sistemlerinin bütünlüğünün izlenmesine ilişkin sonuçların yıllığı 1. Giriş Bu materyal, sonuçları sunmaktadır.
RUSYA FEDERAL DEVLET BÜTÇE EĞİTİM YÜKSEKÖĞRETİM ENSTİTÜSÜ EĞİTİM VE BİLİM BAKANLIĞI "VORONEZH DEVLET TEKNİK ÜNİVERSİTESİ" GAYRİMENKUL ENVANTERİ BÖLÜMÜ,
PETROL VE GAZ ENDÜSTRİSİNİN ALT YAPISININ İZLENMESİ İÇİN HAVACILIK ARAÇLARININ GELİŞTİRİLMESİ Genel Tasarımcı N.N. Sevastyanov KONFERANSI "SONUÇLARIN UYGULANMASI İÇİN UZAY İZLEME SİSTEMLERİ VE TEKNOLOJİLERİ
GPS: çalışma prensipleri, cihazların sınıflandırılması Son yıllarda, GPS işlevi sıradan bir kullanıcı için anlaşılmaz bir kısaltmadan, her gün binlerce kullanıcının hayatını kolaylaştıran iyi bilinen bir kısaltmaya dönüşmüştür.
Uzaktan algılama araçlarının ara bağlantı şeması Arazilerin uzaktan yöntemlerle durum izleme Uzaktan yöntemler yer tabanlı Hava (Aero-) uzay Birincil bilgi türleri Fotogrametrik
UDC 621.391.26 K.M. Drugov, Los Angeles Podkolzina YERDE HAREKET EDEN NESNELERİN NAVİGASYON SİSTEMLERİ Bilgi teknolojisi alanındaki modern teknik ilerleme, taktik ve teknik açıdan önemli ölçüde genişlemektedir.
10 V. A. Dobrikov, V. A. Avdeev, D. A. Gavrilov UDC 621.396.96 + 629.78 V. A. Dobrikov, V. A. Avdeev, D. A. Gavrilov UÇAK TAŞIYICININ Yörüngesinin Sentezlenmiş Diyaframla Belirlenmesi
KÜÇÜK CİHAZLARI ARAMA VE ALGILAMA İÇİN BİR CİHAZIN GELİŞTİRİLMESİ VE PROGRAMLANMASI Dmitry Yuryevich Kapustin Yapıyor Çalışmanın temel amacı, küçük şeyleri aramayı basitleştirmektir. Hepimiz periyodik olarak
Petrol ve gaz sektöründe GIS teknolojilerinin uygulanmasının modern yönleri Coğrafi bilgi sistemlerinin yönetimi www.primegroup.ru Yakıt ve enerji kompleksinde GIS teknolojilerinin kullanımı için ön koşullar Nesnelerin mekansal dağılımı
Açık Anonim Şirket Araştırma ve Üretim Merkezi Priroda (OJSC Ar-Ge Merkezi Priroda) DEVLET TOPOGRAFİK SİSTEMİNDE DÜNYAYI UZAKTAN ALGILAMA VERİLERİ
Yüksek Mesleki Eğitim Federal Devlet Bütçe Eğitim Kurumu “Moskova Devlet Teknik Üniversitesi, N.E. Bauman "(MSTU, N.E. Bauman'dan sonra adlandırılmıştır)" Entelektüel
DÜNYA'NIN UZAKTAN ALGILAMA SİSTEMİ (ERS) DEVLET UZAY ARAŞTIRMA VE ÜRETİM MERKEZİ (GKNPTs) M.V. Khrunicheva I.A. Glazkov GKNPT'ler onları. M.V. Kruniçev. E-posta: [e-posta korumalı]
"GLONASS / GPS KNS'nin dünyanın Doğu Yarımküresinde talep gerektirmeyen ölçüm sistemleriyle navigasyon alanını izleme sistemi" KONUŞMACI: Krasnoyarsk Bilim Merkezi Başkan Yardımcısı
Ekolojik ve jeolojik araştırmalar sırasında Dünya'nın uzaktan algılanması 3. Dünya'yı uzaydan incelemek için yöntemler ve teknolojiler İçindekiler 3.1. ERS malzeme üretim teknolojisi Üretim ve işleme şeması
Coğrafi bilgi sistemleri Ders 14 CBS'nin (coğrafi bilgi sistemi) tanımı mekansal (coğrafi) verileri ve ilgili verileri toplamak, depolamak, analiz etmek ve grafiksel olarak görselleştirmek için bir sistem
RUSYA FEDERASYONU EĞİTİM VE BİLİM BAKANLIĞI Federal Devlet Özerk Yüksek Mesleki Eğitim Kurumu "Kazan (Volga Bölgesi) Federal Üniversitesi" Enstitüsü
Rusya'da ve dünyada jeoinformatiğin gelişimindeki eğilimler Geospace entegrasyonu Bolsunovsky Mikhail Alexandrovich Birinci Genel Müdür Yardımcısı Sovzond * Endüstri 1 2 3 Teknolojiler
FEDERAL TEKNİK DÜZENLEME VE METROLOJİ AJANSI RUSYA FEDERASYONU ULUSAL STANDARDI GOST R 52928-2008 UYDU NAVİGASYON SİSTEMİ KÜRESEL Terimler ve tanımlar Moscow Standardinform
Sistemin temel amacı Hareketi hakkında güvenilir ve zamanında bilgi edinerek araç çalıştırma maliyetini azaltmak ve kullanım verimliliğini artırmak Sistemin uygulanmasının amaçları
MOBİL ÇALIŞANLAR NAVİGASYON NAKLİYE HİZMETLERİNİ BİLMEK GEREKİYOR! ÇALIŞANLARINIZIN İŞLERİNİ ETKİNLEŞTİRİN VE ÇALIŞANLAR OFİSİ DIŞINDA TAŞIMA VE ŞİRKET TAŞIMACILIĞI KONTROLÜ Donanımlı olduğunda
JAVAD GNSS M.O. TARAFINDAN GNSS EKİPMANI KULLANILARAK KONUMLAMA DOĞRULUĞUNUN DEĞERLENDİRİLMESİ Lyubich (UGT-Holding, Yekaterinburg) 2011 yılında V.I. ilk Başkan
Görüntüleme teknolojisine göre sınıflandırma Fotoğraf Tarayıcı OM Görünür ve kızılötesi menzil Tarayıcı OM Radar Radyo menzili Pasif doğal radyasyonu algılar
TS DZ Group araştırma ekipmanının, araştırma ekipmanının taşıyıcılarının, yer tabanlı uzaktan algılama ekipmanının uzaktan algılama teknik araçlarının sınıflandırılması Tüm filonun anket ekipmanı
MODERN RADAR VERİLERİNİN İNCELENMESİ VE SARSCAPE YAZILIM KOMPLEKSİNİ KULLANARAK İŞLEME YÖNTEMLERİ Yu.I. Kantemirov (Sovzond Company LLC) [e-posta korumalı] Rapor şunları sağlar:
937 Yerel konumlandırma sistemlerinde hareketli nesnelerin konumunu belirleme doğruluğunu geliştirmek için imzaların kullanılması. SV Zaretsky ( [e-posta korumalı]) Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü
Modern teknolojiler, yalnızca bölgenin haritasını ve arabanın konumunu ekranlarında görüntüleyemeyen sürücüler için oldukça uygun fiyatlı navigasyon sistemleri oluşturmayı mümkün kılıyor,
Küresel konumlandırma sistemleri 1 Dersin amacı Uydu navigasyonunun temel işlevlerinin nasıl çalıştığını anlamak Haritadaki konumun nasıl belirleneceğini bilmek 2 Sinyalin geçiş süresini ölçme ilkesi Mesafe
Uluslararası Bilimsel ve Teknik Konferansın Materyalleri, 7 Aralık 2012 MOSKOVA INTERMATIC 2 0 1 2, bölüm 6 MIREA UYDU BÜTÜNLÜĞÜ KONTROLÜ İÇİN DAHİLİ TELSİZ ELEKTRONİK EKİPMANLARININ YAPILMASINA YAKLAŞIMLARI
FEDERAL TEKNİK DÜZENLEME VE METROLOJİ AJANSI RUSYA FEDERASYONU ULUSAL STANDARDI GOST R 53607-2009 JEODEZİK VE ARAZİ İNŞAAT İŞLERİNİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ İÇİN YÖNTEM VE TEKNOLOJİLER Tanım
GOKs problemlerini çözmek için dünya yüzeyinin yer değiştirmelerinin ve yapıların uzayda izlenmesi için öneri 1 İçindekiler 1. Genel bilgiler 3 2. Yer değiştirmelerin uzayda izlenmesi ile ilgili çalışma aşamaları .... 5 3. Kaynak
Dünya uzaktan algılama verilerinin girişi ve işlenmesi Öğretim Üyesi: Ph.D. Tokareva Olga Sergeevna Anlatım 2 ERS sisteminin yapısı Uydunun yörüngesel bölümü Bilgi merkezi Hedef ekipman İstasyon
UYDU NAVİGASYON SİSTEMLERİ GPS ve GLONASS Teorik Mekanik Bölümü MIPT, Kontrol Bilimleri Enstitüsü RAS, Javad GNSS MIPT Disiplinlerarası Seminer, 29 Ekim 2008 İçindekiler GPS ve GLONASS 1 GPS ve GLONASS
Uluslararası Bilimsel ve Teknik Konferans Tutanakları, 14 Kasım 2011 MOSKOVA INTERMATIC 2 0 1 1, bölüm 3 MIREA BİLGİ SİSTEMLERİNİ KULLANARAK DİJİTAL MOBİL TELSİZ HABERLEŞMELERİNİN ÖLÇÜM ARALIĞI
Arkhangelsk bölgesinin sosyal ve ekonomik kalkınması için GLONASS sistemini kullanarak uydu navigasyon teknolojilerinin uygulanması UYDU KONUMLANDIRMA GENEL UYGULAMA
TOPOCAD PROGRAMININ ALT SEDİMENT İZLEME PROJESİ UYGULAMASINDA KULLANILMASI V.P. Galakhov, Geostroyiziskaniya CJSC İnşaat Mühendisliği Fakültesinin araştırma materyallerine dayanarak
Karepin Alexander Sergeevich yüksek lisans öğrencisi Samsonova Natalya Vyacheslavovna Cand. ekonomi. Sci., FGBOU VPO "Rostov Devlet İnşaat Mühendisliği Üniversitesi" Bölüm Başkanı Rostov-on-Don, Rostov Bölgesi
Kod Faz Ölçümleri ve Sonuçları Temel İlkeler ve Hata Kaynakları Hassasiyet Dilüsyonu (DOP) DOP - Geometrik DOP uzamsal rezeksiyon kalite faktörü göreceli konuma bağlıdır
UDC 528.4+ 528.7 + 528.8 TARIMSAL NESNELERİN HARİTASI İÇİN ERS VERİ SONUÇLARININ UYGULANMASI V.N. Maksimova Makale, kırsal nesnelerin haritalanması yöntemiyle ilgili konuları tartışıyor
RUSYA FEDERASYONU EĞİTİM VE BİLİM BAKANLIĞI MOSKOVA DEVLET JEODEZİ VE KARTOGRAFİ ÜNİVERSİTESİ (MIIGAIK) Yüksek öğretimin ana eğitim programının tanımı Yön
OKULLAR İÇİN TÜM RUS OLİMPİYATI "GELECEĞE ADIM ATIN" "GELECEĞE ADIM, MOSKOVA" BİLİŞİM VE KONTROL SİSTEMLERİ İçindekiler Giriş İrtifa ölçümü Barometrik altimetre Radyo mühendisliği altimetre Seçimi
UDC 528.48 (076.5) Khmyrova E.N. (Karaganda, KSTU), Besimbaeva O.G. (Karaganda, KSTU), İgemberlina M.B. (Karaganda, KSTU) Koordinat hizalama çalışmaları ile modern teknolojilerin entegre kullanımı
Haritacılık, topografya ve uzaktan algılama: modern eğilimler Prasolova Anna Ivanovna, Moskova Devlet Üniversitesi Coğrafya Fakültesi doçenti M.V. Lomonosov [e-posta korumalı] Tula Umut
TOPOGRAFİK ETÜT TESTİ 1. Topografik araştırma için hangi yöntemler kullanılır? - takometrik; * - stereotopografik; - kombine. 2. Şu anda hangi yöntem
Gelişmelerin tarihi "Meteor-M" 1 ANO "Kosmos-NT" Rusya Bilimler Akademisi Uzay Araştırma Enstitüsü'nde ekipman ve KKVO'nun çalışmasının ilk sonuçları 2009 Yaklaşık 30 yıldır, IKI RAS Çalışma
RUSYA FEDERASYONU YÜKSEKÖĞRETİM İÇİN DEVLET KOMİTESİ İZNİ DEVLET TEKNİK ÜNİVERSİTESİ CAFERD BİNA YAPILARI DEVLET TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Gerçekleştirmek için konumlandırma sistemlerinin kullanılması
Modern jeodinamikte uzay jeodezisi ve yüksek hassasiyetli gravimetri V.E. Zharov, A.V. Kopaev. VK Milyukov Çalışma Alanları Federal hedef programı "Küresel Navigasyon Sistemi" Projesi
İÇİNDEKİLER Önsöz ... 3 Giriş ... 4 BÖLÜM I. JEODEZİ VE JEODEZİ ÖLÇÜMLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER Bölüm 1. Dünya yüzeyi ve temsil yöntemleri ... 6 1.1. Dünya şekli ve konumlandırma
GONETS-D1M Çok fonksiyonlu kişisel uydu iletişim sistemi www.gonets.ru MSPSS "Gonets-D1M" MSPSS "Gonets-D1M", abonelere herhangi bir noktada veri iletimi ve iletişim hizmetlerinin sağlanması için tasarlanmıştır.
Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü A37-WP / 195 1 ÇALIŞMA KAĞIDI TE / 109 22/9/10 (Bilgi kağıdı) KURUL 37. OTURUM TEKNİK KOMİSYON Gündem maddesi 35. Küresel organizasyon sistemi
Sualtı geçişlerinin teşhisi. Rota arama sistemleri. Rota arama sistemleri, uzaysal konumun uzaktan aranması, tespiti ve ölçümü için tasarlanmış cihazlardır.
Sergei Revnivykh, GLONASS Müdürlüğü Başkan Yardımcısı, GLONASS Sistem Geliştirme Departmanı Direktörü, OJSC Bilgi Uydu Sistemleri. Akademisyen M.F. Reşetnev "
Belki de, her türlü ulaşımdan tarıma kadar, uydu navigasyon teknolojilerinin henüz kullanılmadığı tek bir ekonomi dalı yoktur. Ve uygulama alanları sürekli genişlemektedir. Ayrıca, çoğunlukla, alıcı cihazlar en az iki küresel navigasyon sisteminden - GPS ve GLONASS - sinyal alır.
Sorunun durumu
Öyle oldu ki, GLONASS sisteminin ana geliştiricisinin Roskosmos olduğu gerçeği göz önüne alındığında, GLONASS'ın Rusya'daki uzay endüstrisinde kullanımı beklendiği kadar büyük değil. Evet, zaten birçok uzay aracımız, fırlatma araçlarımız, üst aşamalar, yerleşik ekipmanın bir parçası olarak GLONASS alıcılarına sahiptir. Ancak şimdiye kadar ya yardımcı araçlardır ya da yükün bir parçası olarak kullanılırlar. Şimdiye kadar, yörünge ölçümleri yapmak, dünyaya yakın uzay aracının yörüngelerini belirlemek için senkronizasyon, çoğu durumda, çoğu uzun süredir kullanılmış olan komuta ölçüm kompleksinin yer tabanlı araçları kullanılmaktadır. Ek olarak, ölçüm cihazları, yörüngenin doğruluğunu etkileyen tüm uzay aracı yörüngesinin küresel bir kapsamının sağlanmasına izin vermeyen Rusya Federasyonu topraklarında bulunmaktadır. GLONASS navigasyon alıcılarının yörünge ölçümleri için standart yerleşik ekipmanın bir parçası olarak kullanılması, düşük yörüngeli uzay aracının (yörünge takımyıldızının büyük kısmını oluşturan) yörünge doğruluğunun herhangi bir seviyede 10 santimetre seviyesinde elde edilmesini mümkün kılacaktır. gerçek zamanlı olarak yörünge noktası. Aynı zamanda, yörünge ölçümlerini gerçekleştirmede komuta ölçüm kompleksinin araçlarını dahil etmeye, çalışabilirliklerini ve personelin bakımını sağlamak için fon harcamaya gerek yoktur. Uçaktan seyrüsefer bilgilerinin alınması ve uçuş kontrol merkezine iletilmesi için bir veya iki istasyonun olması planlama problemlerinin çözümü için yeterlidir. Bu yaklaşım, tüm balistik ve navigasyon desteği stratejisini değiştirir. Ancak yine de, bu teknoloji dünyada zaten iyi gelişmiştir ve herhangi bir özel zorluk göstermez. Sadece böyle bir teknolojiye geçiş konusunda bir karar vermeyi gerektirir.
Önemli sayıda düşük yörüngeli uzay aracı, Dünya'nın uzaktan algılanması ve bilimsel problemlerin çözülmesi için uydulardır. Teknolojilerin ve gözlem araçlarının gelişmesiyle, çözünürlüğün artmasıyla, alınan hedef bilgilerinin anket sırasında uydunun koordinatlarına bağlanmasının doğruluğu için gereksinimler artmaktadır. A posteriori modda, görüntüleri ve bilimsel verileri işlemek için çoğu durumda yörünge doğruluğunun santimetre düzeyinde bilinmesi gerekir.
Dünyayı incelemenin temel sorunlarını çözmek ve uzay aracı hareket modellerini rafine etmek için özel olarak oluşturulmuş bir jeodezik sınıfın (Lageos, Etalon gibi) özel uzay araçları için, yörüngelerin santimetre doğruluğu zaten elde edilmiştir. Ancak bu araçların atmosferin dışında uçtuğu ve güneş basıncı bozulmalarının belirsizliğini en aza indirmek için küresel oldukları akılda tutulmalıdır. Yörünge ölçümleri için, ucuz olmayan küresel bir uluslararası lazer telemetre ağı kullanılır ve aletlerin çalışması büyük ölçüde hava koşullarına bağlıdır.
ERS ve bilim uzay aracı esas olarak 2000 km'ye kadar olan irtifalarda uçar, karmaşık bir geometrik şekle sahiptir ve atmosfer ve güneş basıncı tarafından tamamen rahatsız edilir. Uluslararası servislerin lazer olanaklarından yararlanmak her zaman mümkün değildir. Bu nedenle, bu tür uyduların yörüngelerini santimetre doğrulukla elde etme görevi çok zordur. Özel hareket modelleri ve bilgi işleme yöntemlerinin kullanılması gereklidir. Son 10-15 yılda, yerleşik yüksek hassasiyetli GNSS navigasyon alıcıları (esas olarak GPS) kullanarak bu tür sorunları çözmek için dünya uygulamasında önemli ilerleme kaydedilmiştir. Bu alandaki öncü, yörünge doğruluğu 20 yıl önce 10 cm (2.5 cm) seviyesinde sağlanan Topex-Poseidon uydusuydu (ortak NASA-CNES projesi, 1992-2005, yükseklik 1.336 km, eğim 66). yarıçap).
Önümüzdeki on yılda, Rusya Federasyonu'nda, çeşitli amaçlarla uygulamalı problemleri çözmek için çok sayıda ERS uzay aracının fırlatılması planlanıyor. Özellikle, bir dizi uzay sistemi için, hedef bilgilerinin çok yüksek doğrulukla bağlanması gereklidir. Bunlar keşif, haritalama, buz koşullarının izlenmesi, acil durumlar, meteoroloji ve ayrıca Dünya ve Dünya Okyanusu'nu inceleme, yüksek hassasiyetli bir dinamik jeoid modeli oluşturma, yüksek- iyonosfer ve atmosferin hassas dinamik modelleri. Uzay aracının konumunun doğruluğunun, tüm yörünge boyunca santimetre düzeyinde bilinmesi gerekmektedir. Bu, arka hassasiyetle ilgili.
Bu artık uzay balistikleri için kolay bir iş değil. Belki de bu soruna bir çözüm getirmenin tek yolu, yerleşik GNSS navigasyon alıcısının ölçümlerinin ve buna karşılık gelen navigasyon bilgilerinin yerde yüksek hassasiyette işlenmesi araçlarının kullanılmasıdır. Çoğu durumda, bu birleşik bir GPS ve GLONASS alıcısıdır. Bazı durumlarda, yalnızca GLONASS sistemini kullanmak için gereksinimler ileri sürülebilir.
GLONASS kullanarak yüksek hassasiyetli yörünge belirleme deneyi
Ülkemizde, jeodezik sınıf navigasyon alıcılarını kullanarak yüksek hassasiyetli koordinatlar elde etme teknolojisi, Dünya yüzeyindeki jeodezik ve jeodinamik problemlerin çözümü için oldukça gelişmiştir. Bu, sözde hassas nokta konumlandırma teknolojisidir. Teknolojinin bir özelliği şudur:
* Koordinatlarının belirtilmesi gereken navigasyon alıcısının ölçümlerinin işlenmesi için GNSS sinyallerinin navigasyon çerçevelerinden gelen bilgiler kullanılmaz. Navigasyon sinyalleri, yalnızca, öncelikle sinyalin taşıyıcı fazının ölçümlerine dayalı olarak, menzil ölçümleri için kullanılır;
* GNSS navigasyon sinyalleri alıcı istasyonlarının küresel ağının ölçümlerinin sürekli işlenmesi temelinde elde edilen yüksek hassasiyetli yörüngeler ve yerleşik saat düzeltmeleri, navigasyon uzay aracının geçici-zaman bilgisi olarak kullanılır. Çözümlerin çoğu artık Uluslararası GNSS Hizmeti (IGS) tarafından kullanılmaktadır;
* Koordinatlarının belirlenmesi gereken navigasyon alıcısının ölçümleri, özel işleme yöntemleri kullanılarak yüksek hassasiyetli efemeris-zaman bilgisi ile birlikte işlenir.
Sonuç olarak, alıcının koordinatları (alıcı antenin faz merkezi) birkaç santimetre hassasiyetle elde edilebilir.
Bilimsel sorunları çözmek için ve ayrıca Rusya'da arazi yönetimi, kadastro, inşaat görevleri için, birkaç yıldır bu tür araçlar var ve yaygın olarak kullanılıyor. Aynı zamanda, yazar, düşük yörüngeli uzay aracının yörüngelerinin yüksek hassasiyette belirlenmesi problemlerini çözebilecek araçlar hakkında henüz bilgi sahibi değildi.
Birkaç ay önce gerçekleştirilen bir girişim deneyi, bu tür araçların prototiplerine sahip olduğumuzu ve bunların düşük yörüngeli uzay araçları için endüstriye özgü yüksek hassasiyetli balistik ve navigasyon desteği için standart araçlar oluşturmak için kullanılabileceğini gösterdi.
Deney sonucunda, LEO uzay aracının yörüngesinin birkaç santimetre seviyesinde yüksek hassasiyetle belirlenmesi için mevcut prototipleri kullanma olasılığı doğrulandı.
Deney için, kombine bir navigasyon alıcısı GLONASS / GPS ile donatılmış uçan yerli ERS "Resurs-P" No. 1 (ortalama 475 km yüksekliğe sahip dairesel güneş eşzamanlı yörüngeye yakın yörünge) seçildi. Sonucu doğrulamak için, GPS alıcılarının kurulu olduğu GRACE sisteminin (NASA ve DLR'nin ortak projesi, 2002-2016, yükseklik 500 km, eğim 90) jeodezik uzay aracı için veri işleme tekrarlandı. Deneyin özellikleri aşağıdaki gibidir:
* GLONASS sisteminin Resurs-P uzay aracının yörüngesini belirleme yeteneklerini değerlendirmek için (genel görünüm Şekil 1'de gösterilmiştir), sadece GLONASS ölçümleri kullanıldı (JSC RIRV tarafından geliştirilen 4 set yerleşik navigasyon alıcısı);
* GRACE sisteminin uzay aracının yörüngesini elde etmek için (genel görünüm Şekil 2'de gösterilmiştir), yalnızca GPS ölçümleri kullanıldı (ölçümler ücretsiz olarak kullanılabilir);
* IAC KVNO TsNIIMash'te küresel ağ IGS istasyonlarının işleme ölçümleri temelinde elde edilen GLONASS ve GPS sistemlerinin navigasyon uydularının yerleşik saatlerinin yüksek hassasiyetli efemerisleri ve düzeltmeleri (veriler serbestçe mevcut), yardım bilgisi olarak kullanılmıştır. Bu verilerin doğruluğuna ilişkin IGS tahmini, Şekil 2'de gösterilmektedir. 3 ve yaklaşık 2,5 cm'dir, IGS hizmetinin küresel GLONASS / GPS istasyonları ağının konumu, Şek. dört;
* düşük yörüngeli uzay aracının yörüngesinin yüksek hassasiyetle belirlenmesini sağlayan donanım ve yazılım kompleksinin bir prototipi (JSC "GEO-MCC" in inisiyatif geliştirmesi). Örnek ayrıca, yüksek hassasiyetli efemeris-zaman bilgilerini kullanarak ve yerleşik alıcıların oturum operasyonunun özelliklerini dikkate alarak, Resurs-P uzay aracının yerleşik alıcılarının ölçümlerinin kodunun çözülmesini sağlar. Prototip, GRACE sisteminin uzay aracının ölçümlerine göre test edildi.
İncir. 1. Resurs-P uzay aracının genel görünümü.
İncir. 2. GRACE sisteminin uzay aracının genel görünümü.
İncir. 3. IAC KVNO TsNIIMash efemerisin doğruluğunun IGS hizmeti tarafından değerlendirilmesi. GLONASS navigasyon uzay aracının yardımcı efemeris bilgilerinin doğruluğu (tanım - IAC, grafikte koyu mavi noktalar) 2,5 cm'dir.
İncir. 4. Uluslararası IGS hizmetinin küresel GLONASS / GPS istasyonları ağının konumu (kaynak - http://igscb.jpl.nasa.gov/network/iglos.html).
Deney sonucunda, düşük yörüngeli uzay aracının yerli balistik ve navigasyon desteği için eşi benzeri görülmemiş bir sonuç elde edildi:
* Resurs-P uzay aracının yerleşik navigasyon alıcılarının yardımcı bilgileri ve gerçek ölçümleri dikkate alındığında, bu uzay aracının 8-10 cm hassasiyetle yüksek hassasiyetli bir yörüngesi sadece GLONASS ölçümlerinden elde edildi (bkz. Şekil 5) .
* Deney sırasında sonucu doğrulamak için, GRACE sisteminin jeodezik uzay aracı için, ancak GPS ölçümleri kullanılarak benzer hesaplamalar yapıldı (bkz. Şekil 6). Bu uzay araçlarının yörünge doğruluğu, IGS hizmetinin önde gelen analiz merkezlerinin sonuçlarıyla tamamen örtüşen 3-5 cm seviyesinde elde edildi.
İncir. 5. Yalnızca yardımcı bilgilerin kullanımıyla GLONASS ölçümlerinden elde edilen Resurs-P uzay aracı yörüngesinin doğruluğu, dört set yerleşik navigasyon alıcısının ölçümlerinden tahmin edilmiştir.
İncir. 6. Yalnızca yardımcı bilgilerin kullanılmasıyla GPS ölçümlerinden elde edilen GRACE-B uzay aracının yörüngesinin doğruluğu.
İlk aşamanın ANNKA sistemi
Deneyin sonuçlarına dayanarak, aşağıdaki sonuçlar objektif olarak takip edilir:
Rusya'da, LEO uzay aracının yörüngelerinin yüksek hassasiyetle belirlenmesi sorunlarını yabancı bilgi işlem merkezleriyle rekabetçi bir düzeyde çözmek için önemli bir yerel gelişme birikimi var. Bu temele dayanarak, bu tür sorunları çözmek için kalıcı bir endüstri balistik merkezinin oluşturulması büyük harcamalar gerektirmeyecektir. Bu merkez, uzaktan algılama uydularından gelen bilgilerin koordinatlarına bağlanmasını gerektiren tüm ilgili kuruluşlara, GLONASS ve/veya GLONASS/GPS uydu navigasyon ekipmanı ile donatılmış herhangi bir uzaktan algılama uydusunun yörüngelerinin yüksek hassasiyette belirlenmesine yönelik hizmetler sağlayabilecektir. Gelecekte, Çin sistemi BeiDou ve Avrupa Galileo ölçümleri de kullanılabilir.
GLONASS sistem ölçümlerinin, yüksek hassasiyetli problemleri çözerken, GPS ölçümlerinden pratik olarak daha kötü olmayan çözüm doğruluğunu sağlayabildiği ilk kez gösterilmiştir. Nihai doğruluk esas olarak yardımcı efemeris bilgisinin doğruluğuna ve düşük yörüngeli uzay aracı hareket modeli bilgisinin doğruluğuna bağlıdır.
Yerli uzaktan algılama sistemlerinin sonuçlarının koordinatlara yüksek hassasiyetle sunulması, Dünya'nın uzaktan algılanması sonuçları için dünya pazarındaki önemini ve rekabet gücünü (büyüme ve piyasa fiyatı dikkate alınarak) önemli ölçüde artıracaktır.
Bu nedenle, Rusya Federasyonu'nda LEO uzay aracı (kod adı - ANNKA sistemi) için Yardımlı Navigasyon sisteminin ilk aşamasının oluşturulması için tüm bileşenler mevcuttur (veya yapım aşamasındadır):
* GLONASS ve GPS operatörlerinden bağımsız olarak, yüksek hassasiyetli efemeris-zaman bilgilerini almasına izin veren kendi temel özel yazılımı vardır;
* LEO uzay aracının yörüngelerini mümkün olan en kısa sürede santimetre hassasiyetle belirlemek için standart bir donanım ve yazılım kompleksinin oluşturulabileceği bir özel yazılım prototipi vardır;
* sorunu bu kadar doğrulukla çözmeyi sağlayan yerleşik navigasyon alıcılarının yerli örnekleri vardır;
* Roscosmos, kendi küresel GNSS navigasyon sinyali alıcı istasyonu ağını oluşturuyor.
İlk aşamanın (a posteriori modu) uygulanması için ANNKA sisteminin mimarisi Şekil 2'de gösterilmektedir. 7.
Sistem işlevleri aşağıdaki gibidir:
* küresel ağdan ANNKA sisteminin bilgi işlem merkezine ölçümlerin alınması;
* ANNKA merkezinde GLONASS ve GPS sistemlerinin (gelecekte - BeiDou ve Galileo sistemleri için) navigasyon uyduları için yüksek hassasiyetli efemerislerin oluşturulması;
* Alçak yörüngeli ERS uydusuna kurulu yerleşik uydu navigasyon ekipmanının ölçümlerinin alınması ve ANNKA merkezine aktarılması;
* ANNKA'nın merkezindeki uzaktan algılama uzay aracının yüksek hassasiyetli yörüngesinin hesaplanması;
* uzaktan algılama uzay aracının yüksek hassasiyetli yörüngesinin, uzaktan algılama sisteminin yer özel kompleksinin veri işleme merkezine aktarılması
Sistem, GLONASS sisteminin bakımı, geliştirilmesi ve kullanımı için federal hedef programın mevcut önlemleri çerçevesinde bile mümkün olan en kısa sürede oluşturulabilir.
İncir. 7. İlk aşamadaki ANNKA sisteminin mimarisi (a posteriori mod), LEO uzay aracının yörüngelerinin 3-5 cm seviyesinde belirlenmesini sağlar.
Daha fazla gelişme
ANNKA sisteminin gemide gerçek zamanlı olarak düşük yörüngeli uzay aracının yörüngesinin yüksek hassasiyetli belirleme ve tahmin modunu gerçekleştirme yönünde daha da geliştirilmesi, bu tür uyduların balistik ve navigasyon desteğinin tüm ideolojisini kökten değiştirebilir ve tamamen terk edebilir. komuta ve ölçüm kompleksinin yer tabanlı ölçümlerinin kullanılması. Ne kadar olduğunu söylemek zor, ancak balistik ve navigasyon desteği için operasyonel maliyetler, kara varlıklarının ve personelinin çalışması için yapılan ödeme dikkate alındığında önemli ölçüde azalacaktır.
ABD'de NASA, 10 yıldan fazla bir süre önce, TDRSS uzay aracını kontrol etmek için bir iletişim uydu sistemi ve daha önce oluşturulan GDGPS küresel yüksek hassasiyetli navigasyon sistemi temelinde böyle bir sistem yarattı. Sisteme TASS adı verildi. Yerleşik yörünge belirleme görevlerini gerçek zamanlı olarak 10-30 cm seviyesinde çözmek için tüm bilimsel uzay araçlarına ve düşük yörüngelerdeki uzaktan algılama uydularına yardımcı bilgiler sağlar.
Yerleşik yörünge belirleme problemlerinin gerçek zamanlı olarak 10-30 cm doğrulukla çözümünü sağlayan ikinci aşamadaki ANNKA sisteminin mimarisi Şekil 2'de gösterilmektedir. sekiz:
ANNKA sisteminin ikinci aşamadaki işlevleri şu şekildedir:
* küresel ağın GNSS navigasyon sinyallerini gerçek zamanlı olarak ANNKA veri işleme merkezine almak için istasyonlardan ölçüm alma;
* ANNKA merkezinde gerçek zamanlı olarak GLONASS ve GPS sistemlerinin (gelecekte - BeiDou ve Galileo sistemleri için) navigasyon uzay aracı için yüksek hassasiyetli efemerlerin oluşturulması;
* iletişim sistemlerinin SC rölesinde yüksek hassasiyetli efemeris sekmesi (sürekli, gerçek zamanlı olarak);
* düşük yörüngeli ERS uzay aracı için uydular-tekrarlayıcılar tarafından yüksek hassasiyetli efemeris (yardımcı bilgi) aktarımı;
* alınan GNSS seyrüsefer sinyallerini yardım bilgileriyle birlikte işleyebilen özel uydu seyrüsefer ekipmanı kullanarak gemide uzaktan algılama uzay aracının yüksek hassasiyetli bir konumunun elde edilmesi;
* özel bir yer tabanlı uzaktan algılama kompleksinin veri işleme merkezine yüksek hassasiyette referansla hedef bilgilerinin iletilmesi.
İncir. 8. LEO uzay aracının yörüngelerinin gemide gerçek zamanlı olarak 10-30 cm düzeyinde belirlenmesini sağlayan ikinci aşamadaki (gerçek zamanlı mod) ANNKA sisteminin mimarisi.
Mevcut yeteneklerin analizi, deneysel sonuçlar, Rusya Federasyonu'nda, düşük yörüngeli uzay araçları için yüksek hassasiyetli bir destekli navigasyon sistemi oluşturmak için iyi bir temel olduğunu gösteriyor; bu, bu araçların kontrol maliyetini önemli ölçüde azaltacak ve gecikmeyi azaltacaktır. acil bilimsel ve uygulamalı problemlerin çözümünde yüksek hassasiyetli uzay aracı navigasyonu alanında lider uzay güçleri. LEO SC kontrol teknolojisinin evriminde gerekli adımı atmak için sadece uygun bir karar vermek gerekir.
İlk aşamadaki ANNKA sistemi, minimum maliyetle mümkün olan en kısa sürede oluşturulabilir.
İkinci aşamaya geçmek için, eyalet veya federal hedefli programlar çerçevesinde sağlanması gereken bir dizi önlemin uygulanması gerekecektir:
* ister sabit yörüngede, ister eğimli jeosenkron yörüngelerde, dünyaya yakın uzay araçlarının sürekli kontrolünü sağlamak için özel bir iletişim uydu sisteminin oluşturulması;
* gerçek zamanlı olarak yardımcı efemeris bilgilerinin oluşturulması için donanım ve yazılım kompleksinin modernizasyonu;
* Rus küresel GNSS navigasyon sinyali alıcı istasyonları ağının oluşturulmasının tamamlanması;
* GNSS navigasyon sinyallerini gerçek zamanlı olarak yardım bilgileriyle birlikte işleyebilen yerleşik navigasyon alıcılarının üretiminin geliştirilmesi ve organizasyonu.
Bu önlemlerin uygulanması ciddi, ancak oldukça gerçekleştirilebilir bir iştir. URSC işletmeleri tarafından, Federal Uzay Programı çerçevesinde ve GLONASS sisteminin bakımı, geliştirilmesi ve kullanımı için Federal Hedef Programı çerçevesinde, ilgili ayarlamalar dikkate alınarak halihazırda planlanmış faaliyetler dikkate alınarak gerçekleştirilebilir. . Yaratılışının maliyetini ve ekonomik etkisini tahmin etmek, Dünya'nın uzaktan algılanması, uydu iletişim sistemleri, uzay sistemleri ve bilimsel kompleksler için uzay komplekslerinin oluşturulması için planlanan projeler dikkate alınarak yapılması gereken gerekli bir aşamadır. Bu maliyetlerin ödeneceğine dair mutlak bir güven var.
Sonuç olarak, yazar, yerel uydu navigasyonu Arkady Tyulyakov, Vladimir Mitrikas, Dmitry Fedorov, Ivan Skakun alanında önde gelen uzmanlara, bu makale, IGS uluslararası servisi ve liderleri için deneyi organize ettikleri ve materyal sağladıkları için içten şükranlarını sunar - Urs Hugentoble ve Ruth Nilan - navigasyon sinyallerini almak için küresel istasyon ağının ölçümlerinden ve ayrıca yardım eden ve müdahale etmeyen herkese tam olarak yararlanma fırsatı için.
B.A. Dvorkin
Toplumun hızla gelişen bilişimleşmesinin ayrılmaz bir parçası olarak bilgi uydu teknolojilerinin aktif olarak tanıtılması, insanların yaşam koşullarını ve faaliyetlerini, kültürlerini, davranış klişesini, düşünce biçimini kökten değiştirir. Birkaç yıl önce, ev veya araba gezginleri bir mucize olarak görülüyordu. Google Earth gibi internet hizmetlerinde yüksek çözünürlüklü uzay görüntüleri, insanların baktığı ve hayranlığını yitirmedi. Şimdi, tek bir sürücü (arabada henüz bir gezgin yoksa) trafik sıkışıklığını hesaba katarak önce navigasyon portalında en uygun rotayı seçmeden evden çıkmayacak. Navigasyon ekipmanı, kontrol amaçları da dahil olmak üzere toplu taşıma araçlarının vagonlarına kurulur. Uzay görüntüleri, doğal afet alanlarında operasyonel bilgi elde etmek ve örneğin belediye yönetimi gibi çeşitli sorunları çözmek için kullanılır. Örnekler çoğaltılabilir ve hepsi uzay faaliyetlerinin sonuçlarının modern yaşamın ayrılmaz bir parçası haline geldiğini doğrular. Çeşitli uzay teknolojilerinin sıklıkla birlikte kullanılması da şaşırtıcı değildir. Bu nedenle, elbette, teknolojileri entegre etme ve birleşik uçtan uca teknolojik zincirler oluşturma fikri yüzeyde yatmaktadır. Bu anlamda, Dünya'nın (ERS) uzaydan ve küresel navigasyon uydu sistemlerinden (GNSS) uzaktan algılanması teknolojisi bir istisna değildir. Ama önce ilk şeyler…
KÜRESEL NAVİGASYON UYDU SİSTEMLERİ
Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS), uydu sinyallerini işleyerek dünya yüzeyindeki herhangi bir noktada koordinatlarınızı almanızı sağlayan bir donanım ve yazılım kompleksidir. Herhangi bir GNSS'nin ana unsurları şunlardır:
- uyduların yörüngesel takımyıldızı;
- yer kontrol sistemi;
- alma ekipmanı.
Uydular, yörüngedeki konumları hakkında sürekli bilgi iletir, yer sabit istasyonları, uyduların konumunun yanı sıra teknik durumlarının izlenmesini ve kontrolünü sağlar. Alıcı ekipman, insanlar tarafından profesyonel faaliyetlerinde veya günlük yaşamlarında kullanılan çeşitli uydu navigasyon cihazlarıdır.
GNSS'nin çalışma prensibi, alıcı cihazın anteninden, konumu büyük bir doğrulukla bilinen uydulara olan mesafenin ölçülmesine dayanmaktadır. Mesafe, uydu tarafından alıcıya iletilen sinyalin yayılma gecikme süresinden hesaplanır. Alıcının koordinatlarını belirlemek için üç uydunun konumunu bilmek yeterlidir. Aslında dört (veya daha fazla) uydudan gelen sinyaller, uydunun saati ile alıcı arasındaki farktan kaynaklanan hatayı ortadan kaldırmak için kullanılır. Sistemin birkaç uydusuna olan mesafeleri bilerek, geleneksel geometrik yapıları kullanarak, program navigatöre "kablolu" olarak uzaydaki konumunu hesaplar, böylece GNSS, dünya yüzeyindeki herhangi bir noktada konumu yüksek doğrulukla hızlı bir şekilde belirlemenizi sağlar. her zaman, her hava koşulunda... Sistemin her uydusu, temel bilgilere ek olarak, birkaç dakika boyunca sırayla iletilen, tüm uydu takımyıldızının konumunun tam bir tablosu da dahil olmak üzere, alıcı ekipmanın sürekli çalışması için gerekli yardımcı bilgileri de iletir. Bu, alıcı cihazların çalışmasını hızlandırmak için gereklidir. Ana GNSS'nin önemli bir özelliği olduğuna dikkat edilmelidir - uydu alıcıları (navigatörler) olan kullanıcılar için ücretsiz sinyaller alır.
Herhangi bir navigasyon sistemini kullanmanın yaygın bir dezavantajı, belirli koşullar altında sinyalin alıcıya ulaşamaması veya önemli bozulmalar veya gecikmelerle ulaşmasıdır. Örneğin betonarme bir bina içinde, bir tünelde, yoğun bir ormanda tam olarak konumunuzu belirlemek neredeyse imkansızdır. Bu sorunu çözmek için, örneğin A-GPS gibi ek navigasyon hizmetleri kullanılır.
Günümüzde, gelişimlerinin farklı aşamalarında olan birkaç GNSS uzayda faaliyet göstermektedir (Tablo 1):
- Küresel Konumlama Sistemi(veya NAVSTAR) - ABD Savunma Bakanlığı tarafından işletilmektedir; şu anda dünyanın her yerindeki kullanıcılara 7/24 sunulan tam olarak konuşlandırılmış tek GNSS;
- GLONASS- Rus GNSS'si; tam konuşlandırmanın son aşamasındadır;
- Galileo- Bir uydu takımyıldızı oluşturma aşamasında olan Avrupa GNSS'si.
Ayrıca sırasıyla Çin ve Hindistan'ın ulusal bölgesel GNSS'sinden de bahsedeceğiz - geliştirme ve dağıtım aşamasında olan Beidou ve IRNSS; az sayıda uydu ile ayırt edilir ve ulusal olarak yönlendirilir.
Mart 2010 itibariyle ana GNSS'nin özellikleri
Her bir GNSS'nin bazı özelliklerini ele alalım.
Küresel Konumlama Sistemi
Amerikan GPS sisteminin temeli, yaklaşık 20 180 km yükseklikte 6 dairesel yörünge yörüngesi (her birinde 4 uydu) boyunca Dünya'nın yörüngesinde dönen uydulardır (Şekil 2). Uydular şu aralıklarda sinyal gönderir: L1 = 1575.42 MHz ve L2 = 1227.60 MHz, en son modeller ayrıca L5 = 1176.45 MHz aralığındadır. Sistem 24 uydu ile tam olarak çalışır durumda, ancak konumlandırma doğruluğunu artırmak ve arıza durumunda rezervi artırmak için yörüngedeki toplam uydu sayısı şu anda 31 uydu.
İncir. 1 GPS Blok II-F uzay aracı
GPS başlangıçta yalnızca askeri kullanım için tasarlandı. İlk uydu 14 Temmuz 1974'te yörüngeye fırlatıldı ve dünya yüzeyini tamamen kaplaması gereken 24 uydunun sonuncusu 1993'te yörüngeye fırlatıldı. havadaki ve yerdeki hareketli nesnelere. Sivil kullanıcılar için doğru navigasyon bilgilerine erişimi kısıtlamak için özel müdahale getirildi, ancak 2000'den beri iptal edildi, bundan sonra en basit sivil GPS navigatörünü kullanarak koordinat belirleme doğruluğu 5-15 m arasında değişiyor (yükseklik bir ile belirlenir). 10 m doğruluk) ve belirli bir noktada sinyal alma koşullarına, görünür uyduların sayısına ve bir dizi başka nedene bağlıdır. Küresel WAAS düzeltme dağıtım sisteminin kullanılması, Kuzey Amerika için GPS konumlandırma doğruluğunu 1-2 m'ye yükseltir.
GLONASS
Rus uydu navigasyon sistemi GLONASS'ın ilk uydusu Sovyet zamanlarında - 12 Ekim 1982'de yörüngeye fırlatıldı. Sistem kısmen 1993'te devreye alındı ve 12 uydudan oluşuyordu. Sistemin temeli, 64,8 ° eğim ve 19.100 km yükseklikte üç yörünge düzleminde Dünya yüzeyinin üzerinde hareket eden 24 uydu olmalıdır. Ölçüm prensibi ve sinyal iletim aralıkları, Amerikan GPS GLONASS sistemine benzer.
şekil 4 2 Uzay Aracı GLONASS-M Şu anda yörüngede 23 GLONASS uydusu bulunmaktadır (Şekil 2). Son üç uzay aracı 2 Mart 2010'da yörüngeye fırlatıldı. Şimdi amaçları için kullanılıyorlar - 18 uydu. Bu, Rusya'nın neredeyse tamamında sürekli navigasyon sağlar ve Avrupa kısmına neredeyse% 100 oranında bir sinyal verilir. Planlara göre, GLONASS sisteminin tamamı 2010 yılı sonuna kadar konuşlandırılacaktır.
Şu anda, GLONASS sistemi tarafından koordinat belirleme doğruluğu, GPS için benzer göstergelerden biraz daha düşüktür (10 m'yi geçmez), ancak her iki navigasyon sisteminin ortak kullanımının konumlandırma doğruluğunu önemli ölçüde artırdığına dikkat edilmelidir. European Geostationary Navigation Coverage Service (EGNOS), Avrupa'daki GPS, GLONASS ve Galileo sistemlerinin performansını iyileştirmek ve doğruluklarını artırmak için kullanılır.
Galileo
Avrupa GNSS Galileo, 1 m'den daha az bir doğrulukla herhangi bir mobil nesne için navigasyon problemlerini çözmek için tasarlanmıştır.Amerikan GPS ve Rus GLONASS'ın aksine, Galileo askeri departmanlar tarafından kontrol edilmez. Geliştirilmesi Avrupa Uzay Ajansı tarafından yürütülmektedir. Şu anda yörüngede, sırasıyla 2005 ve 2008'de fırlatılan GIOVE-A (Şekil 3) ve GIOVE-B olmak üzere 2 test uydusu bulunmaktadır. Galileo navigasyon sisteminin 2013 yılında tamamen devreye alınması planlanıyor ve 30 uydudan oluşacak.
şekil 4 3 Uzay Aracı GIOVE-A UYDU GEZİCİLERİ
Daha önce belirtildiği gibi, alıcı ekipman, herhangi bir uydu navigasyon sisteminin ayrılmaz bir parçasıdır. Navigasyon alıcıları (navigatörler) için modern pazar, diğer elektronik ve telekomünikasyon ürünleri pazarı kadar çeşitlidir. Tüm navigasyon cihazları, çok çeşitli kullanıcılar tarafından kullanılan profesyonel alıcılara ve alıcılara bölünebilir. İkincisi üzerinde daha ayrıntılı olarak duralım. Bunlar için çeşitli isimler kullanılmaktadır: GPS navigatörleri, GPS izleyicileri, GPS alıcıları, uydu navigatörleri vb. Son zamanlarda, diğer cihazlara (PDA, cep telefonları, iletişim cihazları, saatler, vb.) entegre edilmiş navigatörler popüler hale geldi. .). Gerçek uydu navigatörleri arasında, araba navigatörlerinden oluşan özel bir büyük sınıf vardır. Yürüyüş, su vb. geziler için tasarlanmış navigatörler de yaygınlaşmaktadır (GLONASS sinyallerini de alabilmelerine rağmen, genellikle sadece GPS navigatörleri olarak adlandırılırlar).
Neredeyse tüm kişisel gezginler için zorunlu bir aksesuar, bir GPS yonga seti (veya alıcı), bir işlemci, RAM ve bilgileri görüntülemek için bir monitördür.
Modern otomobil gezginleri, trafik organizasyonunu dikkate alarak bir rota çizebilir ve adres araması yapabilir. Turistler için kişisel gezginlerin bir özelliği, kural olarak, yoğun bir orman veya dağlık arazi gibi zor koşullarda uydu sinyali alma yeteneğidir. Bazı modellerde, artan darbe direncine sahip su geçirmez bir kasa bulunur.
Kişisel uydu navigasyon cihazlarının ana üreticileri:
- Garmin (ABD; hava, otomobil, motor ve su taşımacılığı ile turistler ve sporcular için denizciler)
- GlobalSat (Tayvan; GPS alıcıları dahil olmak üzere çeşitli amaçlar için navigasyon ekipmanı)
- Ashtech (eski adıyla Magellan) (ABD; kişisel ve profesyonel navigasyon alıcıları)
- MiTac (Tayvan; Mio, Navman, Magellan markaları altında yerleşik GPS alıcılı araba ve seyahat navigatörleri, cep bilgisayarları ve iletişim cihazları)
- ThinkWare (Kore; I-Navi markası altındaki kişisel navigasyon cihazları)
- TomTom (Hollanda; araba gezginleri), vb.
Mühendislik, jeodezik ve maden araştırmaları dahil olmak üzere profesyonel navigasyon ekipmanları, Trimble, Javad (ABD), Topcon (Japonya), Leica Geosystems (İsviçre) vb. şirketler tarafından üretilmektedir.
Daha önce belirtildiği gibi, şu anda yetenekleri ve fiyatları bakımından farklılık gösteren çok sayıda kişisel navigasyon cihazı üretilmektedir. Bir örnek olarak, tüm modern GPS navigatörleri sınıfının yeteneklerini karakterize etmek için yalnızca yeterince "gelişmiş" bir cihazın özelliklerini açıklayacağız. Bu, popüler araba navigatörleri serisindeki en son yeniliklerden biridir - TomTom GİT 930 (Açıklama GPS-Club web sitesinden alınmıştır - http://gps-club.ru).
TomTom GO 930 (Şek. 6) araç navigasyonundaki en son trendleri bir araya getiriyor - çeşitli kıtaların haritaları, kablosuz kulaklık ve benzersiz Map Share ™ teknolojisi
şekil 4 4 TomTom GO 930 Araç Gezgini Tüm TomTom cihazları şirket içinde geliştirilmiştir ve tamamen tak ve çalıştır özelliğindedir; bu, uzun talimatları okumak zorunda kalmadan kutudan kolayca çıkarılıp kullanılabileceği anlamına gelir. Sezgisel bir arayüz ve Rusça "simgeler", sürücülerin kolayca bir rota planlamasına olanak tanır. Rusça net sesli talimatlar, sürücülerin hedeflerine kolayca ve stressiz bir şekilde ulaşmalarına yardımcı olur. Navigatör, tünellerde veya yoğun inşa edilmiş alanlarda bile kesintisiz navigasyon için tasarlanmış kablosuz kontrolü ve Gelişmiş Konumlandırma Teknolojisini (EPT) destekler.
TomTom navigasyon haritası sağlayıcısı, TomTom Group'un bir parçası olan Tele Atlas'tır. TomTom'un tamamen Ruslaştırılmış haritalara sahip olması gerçeğine ek olarak, belirli navigasyon cihaz modellerinde Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri haritaları sunan tek navigasyon çözümü sağlayıcısıdır.
Dünyanın karayolu altyapısı yılda %15 oranında değişmektedir. Bu nedenle TomTom, kullanıcılarına navigasyon cihazını ilk kez kullandıktan sonraki 30 gün içinde en son harita sürümünü ücretsiz olarak indirme ve benzersiz Map Share ™ teknolojisine erişim fırsatı verir. TomTom navigasyon kullanıcıları, TomTom HOME hizmeti aracılığıyla yeni bir harita indirebilir. Böylece haritanın en son sürümüne her an ulaşılabilir. Dahası, sürücüler, dokunmatik ekrana sadece birkaç dokunuşla, trafik değişiklikleri belli olur olmaz doğrudan navigatörde ücretsiz bir manuel harita güncellemesi olan Map Share ™ teknolojisini kullanabilirler. Kullanıcılar cadde adlarında, yolun belirli bölümlerindeki hız sınırlarında, sürüş talimatlarında, engellenen yollarda ve İÇN'lerde (ilgi noktaları) değişiklik yapabilir.
TomTom'un benzersiz harita paylaşım teknolojisi, kullanıcıların doğrudan haritalarında anında değişiklik yapmalarına olanak tanıyarak navigasyonu geliştirir. Ayrıca kullanıcı, TomTom topluluğunun tamamı tarafından yapılan benzer değişiklikler hakkında bilgi alabilir.
Bu kart paylaşım özelliği şunları yapmanızı sağlar:
- TomTom cihazınızın haritalarını günlük olarak ve hemen değiştirin;
- dünyanın en büyük navigasyon cihazı kullanıcı topluluğuna erişim kazanın;
- güncellemeleri günlük olarak diğer TomTom kullanıcılarıyla paylaşın;
- indirilen güncellemeler üzerinde tam kontrol sahibi olun;
- herhangi bir yerde en iyi ve en doğru haritaları kullanın.
KİŞİSEL UYDU GEZİCİLERİ İÇİN KARTLAR
Modern gezginler, yalnızca hareket yolunda değil, aynı zamanda araştırma alanı boyunca nesneleri gösteren tam teşekküllü büyük ölçekli haritaların varlığı olmadan düşünülemez (Şekil 7).
şekil 4 5 Örnek küçük ölçekli navigasyon tablosu Hem raster hem de vektör haritaları gezginlere yüklenebilir. Özellikle raster bilgi türlerinden birinden bahsedeceğiz, ancak burada taranan ve GPS alıcılarına yüklenen kağıt haritaların uzamsal bilgileri görüntülemenin en iyi yolu olmadığını belirteceğiz. Düşük konumlandırma doğruluğuna ek olarak, harita koordinatlarının alıcı tarafından verilen koordinatlara bağlanması sorunu da vardır.
Vektör dijital haritalar, özellikle CBS formatlarında, aslında nesnelerin koordinatları hakkında örneğin "şekil dosyaları" ve ayrı ayrı niteliksel ve niceliksel özellikler şeklinde bilgi depolayan bir veri tabanıdır. Bu yaklaşımla bilgiler, gezginlerin hafızasında çok daha az yer kaplar ve çok sayıda faydalı referans bilgisi indirmek mümkün hale gelir: benzin istasyonları, oteller, kafeler ve restoranlar, otoparklar, turistik yerler vb.
Yukarıda bahsedildiği gibi, kullanıcının navigasyon haritalarını kendi nesneleri ile tamamlamasına izin veren navigasyon sistemleri vardır.
Bazı kişisel navigasyon cihazlarında, özellikle turistlere yönelik olanlarda, nesneleri kendi başınıza koymak (aslında kendi haritalarınızı ve diyagramlarınızı yapmak) mümkündür. Bu amaçlar için özel bir basit grafik düzenleyici sağlanmıştır.
Rejim konularına özel dikkat gösterilmelidir. Bildiğiniz gibi, Rusya'da büyük ölçekli topografik haritaların kullanımı konusunda hala kısıtlamalar var. Bu, seyir haritacılığının gelişimini yeterince engellemektedir. Bununla birlikte, şu anda Federal Devlet Tescil, Kadastro ve Haritacılık Servisi'nin (Rosrestr), 2011 yılına kadar Rusya Federasyonu'nun (ekonomik olarak gelişmiş bölgeler ve şehirler) 1 dijital navigasyon haritalarıyla tam kapsamına sahip olma görevini belirlediği belirtilmelidir: 10 000, 1:25 ölçekli 000, 1:50 000. Bu haritalar yol grafiği, dijital kartografik arka plan ve tematik bilgiler (yol kenarı altyapısı ve hizmet tesisleri) ile temsil edilen navigasyon bilgilerini gösterecektir.
NAVİGASYON HİZMETLERİ
Uydu navigasyon sistemlerinin ve alıcı ekipmanların geliştirilmesi ve iyileştirilmesi ile WEB teknolojilerinin ve WEB hizmetlerinin tüm aktif uygulamaları, çeşitli navigasyon hizmetlerinin ortaya çıkmasına neden oldu. Birçok gezgin modeli, bir rota planlarken trafik durumu hakkında bilgi alabilir ve trafik sıkışıklığından mümkün olduğunca kaçınabilir. Trafik verileri (trafik sıkışıklıkları), GPRS protokolü aracılığıyla veya FM bandının RDS kanalları aracılığıyla yayındaki radyodan özel hizmetler ve hizmetler tarafından sağlanır.
GEZİCİLERDE UZAY GÖRÜNTÜLERİ
Herhangi bir navigasyon haritası yeterince hızlı bir şekilde güncelliğini yitirir. Ultra yüksek uzamsal çözünürlüklü uzay görüntülerinin ortaya çıkışı (şu anda WorldView-1, WorldView-2, GeoEye-1 uzay aracı 50 cm'ye kadar çözünürlük sağlar), harita içeriğini güncellemek için güçlü bir araçla haritacılık sağlar. Bununla birlikte, haritayı güncelledikten sonra ve yayınlanmasından ve navigasyon cihazına "yükleme" olasılığından önce çok zaman geçer. Uzay görüntüleri, navigatördeki en alakalı bilgileri anında alma fırsatı sunar.
Sözde uzay görüntüleri kullanma açısından özellikle ilgi çekicidir. LBS hizmetleri. LBS (Konum tabanlı hizmet), bir cep telefonunun konumunu belirlemeye dayalı bir hizmettir. Mobil iletişimin yaygın gelişimi ve hücresel operatörler tarafından sağlanan hizmetlerin genişlemesi dikkate alındığında, LBS hizmetleri pazarının olanaklarını abartmak zordur. LBS'ler konumlarını belirlemek için mutlaka GPS teknolojisini kullanmazlar. Konum, GSM ve UMT hücresel ağlarının baz istasyonları kullanılarak da belirlenebilir.
şekil 4 6 Nokia cep telefonunda uzay çekimi LBS hizmetleri sağlayan cep telefonu ve navigasyon cihazları üreticileri, uzay görüntülerine giderek daha fazla önem veriyor. Örnek olarak, süper yüksek çözünürlüklü uydular WorldView-1, WorldView-2 ve QuickBird'ün operatörü DigitalGlobe ile 2009 yılında Ovi Harita kullanıcılarına uzay görüntülerine erişim sağlamak için bir anlaşma imzalayan Nokia'yı (Finlandiya) ele alalım (unutmayın). Ovi - Nokia'nın İnternet servisleri için yeni markası).
Kentsel alanlarda gezinirken netliğe ek olarak (Şekil 8), yeni ve ayrıntılı haritaların olmadığı, az keşfedilmiş bir bölgede seyahat eden uzay görüntüleri şeklinde bir arka plana sahip olmak çok yararlıdır. Ovi Haritalar neredeyse tüm Nokia cihazlarına indirilebilir.
Ultra yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerinin LBS hizmetlerine entegrasyonu, işlevlerini bir büyüklük sırasına göre artırmayı mümkün kılar.
Uzaydan Dünya uzaktan algılama verilerini kullanmanın umut verici olasılıklarından biri, bunlara dayalı üç boyutlu modellerin oluşturulmasıdır. Üç boyutlu haritalar oldukça görseldir ve özellikle kentsel alanlarda daha iyi gezinmenizi sağlar (Şekil 9).
şekil 4 7 3D navigasyon tablosu Sonuç olarak, uydu navigatörlerinde ve LBS hizmetlerinde ultra yüksek çözünürlüklü ortorektifiye edilmiş görüntüleri kullanmanın büyük vaadini not ediyoruz. Sovzond şirketi, ALOS (ORTOREGION) ve WorldView-1, WorldView-2 (ORTO10) uzay aracından ortorektifiye edilmiş görüntülere dayanan ORTOREGION ve ORTO10 ürünleri üretmektedir. Bireysel sahnelerin ortorektifikasyonu, yer kontrol noktaları kullanılmadan rasyonel polinom katsayıları (RPC) yöntemi kullanılarak gerçekleştirilir, bu da iş maliyetini önemli ölçüde azaltır. Çalışmalar, özelliklerine göre, ORTOREGION ve ORTO10 ürünlerinin sırasıyla 1:25 000 ve 1:10 000 ölçeklerinde navigasyon haritalarının güncellenmesi için bir temel teşkil edebileceğini göstermiştir. Aslında fotoğraf haritaları olan ortofoto mozaikler , altyazılarla tamamlanan, doğrudan gezginlere de yüklenebilir.
Yüksek çözünürlüklü uydu görüntülerinin navigasyon sistemlerine ve LBS hizmetlerine entegrasyonu, işlevselliklerinde, kolaylıklarında ve kullanım verimliliklerinde büyük bir artışa olanak tanır.
Uçak anlamındaki "uydu" kelimesi, "baltayla uzayda ne olacak? .. Uzak bir yere giderse, o zaman etrafta uçmaya başlayacağını" düşünen Fyodor Mihayloviç Dostoyevski sayesinde dilimize girdi. neden olduğunu bilmeden Dünya, bir uydu şeklinde ... ". Yazarı böyle bir akıl yürütmeye neyin ittiğini bugün söylemek zor, ancak bir asır sonra - Ekim 1957'nin başında - gezegenimizin etrafında uçmaya başlayan bir balta bile değil, o zaman en karmaşık olan bir cihazdı. çok özel hedeflerle uzaya gönderilen ilk yapay uydu oldu. ... Ve diğerleri onu takip etti.
"Davranış" özellikleri
Bugün, herkes uzun zamandır uydulara alıştı - gece gökyüzünün sakin resmini ihlal edenler. Fabrikalarda yaratılıp yörüngeye fırlatıldılar, insanlığın iyiliği için "dönmeye" devam ediyorlar ve her zaman yalnızca dar bir uzman çevresi için ilginç kalıyorlar. Yapay uydular nedir ve bir kişi onlardan ne fayda sağlar?
Bildiğiniz gibi, bir uydunun yörüngeye girmesinin ana koşullarından biri hızıdır - düşük yörüngeli uydular için 7,9 km / s. Bu hızda dinamik denge oluşur ve merkezkaç kuvveti yerçekimi kuvvetini dengeler. Başka bir deyişle, uydu o kadar hızlı uçar ki, Dünya'nın yuvarlak olması nedeniyle kelimenin tam anlamıyla ayaklarının altından çıktığı için, dünya yüzeyine düşmek için zamanı yoktur. Uyduya bildirilen ilk hız ne kadar yüksekse, yörüngesi de o kadar yüksek olacaktır. Ancak Dünya'dan uzaklaştıkça dairesel yörüngedeki hız azalır ve yerdurağan uydular yörüngelerinde sadece 2,5 km/s hızla hareket ederler. Dünyaya yakın yörüngede bir uzay aracının (SC) uzun ve hatta sonsuz varlığı sorununu çözerken, onu her zamankinden daha yüksek bir yüksekliğe çıkarmak gerekir. Dünya atmosferinin de uzay aracı hareketini önemli ölçüde etkilediğini belirtmekte fayda var: deniz seviyesinden (atmosferin koşullu sınırı) 100 km'nin üzerindeki irtifalarda süper nadir olsa bile, onları gözle görülür şekilde yavaşlatıyor. Yani zamanla tüm uzay araçları uçuş irtifasını kaybeder ve yörüngede kalış süreleri doğrudan bu irtifaya bağlıdır.
Dünya'dan uydular sadece geceleri ve Güneş tarafından aydınlatıldıklarında görünürler, yani dünyanın gölge bölgesine düşmezler. Yukarıdaki faktörlerin hepsinin çakışması ihtiyacı, çoğu LEO uydusunun gözlem süresinin ortalama olarak girmeden 10 dakika önce ve Dünya'nın gölgesinden ayrıldıktan sonra aynı miktarda olmasına yol açar. İstenirse, karasal gözlemciler uyduları parlaklığa göre sistematize edebilirler (Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) burada ilk sıradadır - parlaklığı ilk kadire yaklaşıyor), yanıp sönme sıklığına göre (zorunlu veya özel olarak ayarlanmış döndürme ile belirlenir), hareket yönü (kutuptan veya diğer yönde). Uyduları gözlemleme koşulları, kapsama alanının renginden, güneş panellerinin varlığından ve aralığından ve ayrıca uçuş yüksekliğinden önemli ölçüde etkilenir - ne kadar yüksekse, uydu o kadar yavaş hareket eder ve daha az parlak ve fark edilir hale gelir.
Yüksek uçuş irtifası (Dünya'ya minimum mesafe 180-200 km'dir), Mir yörünge kompleksleri (2001'de yörüngeden çıkarıldı) veya ISS gibi nispeten büyük uzay araçlarının bile boyutunu gizler - hepsi parlak olarak görülebilir noktalar, az ya da çok parlaklık. Nadir istisnalar dışında, bir uyduyu basit bir gözle tespit etmek imkansızdır. Uzay aracının doğru bir şekilde tanımlanması amacıyla, dürbünlerden basit bir gözlemci tarafından her zaman erişilemeyen teleskoplara ve yörüngelerinin hesaplanmasına kadar çeşitli optik araçlar kullanılır. İnternet, amatör astronomun, uyduların yakın dünya yörüngesindeki konumuyla ilgili bilgilerin yayınlandığı bireysel uzay araçlarını tanımlamasına yardımcı olur. Özellikle, ISS'nin mevcut konumunu gerçek zamanlı olarak gösteren NASA web sitesine herkes girebilir.
Uyduların pratik kullanımına gelince, ilk fırlatmalardan başlayarak, hemen belirli sorunları çözmeye başladılar. Böylece, ilk uydunun uçuşu, Dünya'nın uzaydan manyetik alanını incelemek için kullanıldı ve radyo sinyali, sızdırmaz uydu muhafazasının içindeki sıcaklık hakkında veri taşıdı. Bir uzay aracının fırlatılması oldukça pahalı bir zevk olduğundan ve ayrıca uygulanması çok zor olduğundan, o zaman fırlatmaların her birine aynı anda birkaç görev atanır.
Her şeyden önce, teknolojik problemler çözülür: yeni tasarımların, kontrol sistemlerinin, veri iletiminin ve benzerlerinin geliştirilmesi. Kazanılan deneyim, uyduların sonraki kopyalarını daha gelişmiş oluşturmamıza ve yavaş yavaş, yaratılma maliyetlerini haklı çıkaran karmaşık hedef problemlerini çözmeye geçmemize izin veriyor. Ne de olsa, bu üretimin nihai amacı, diğerleri gibi, kar elde etmek (ticari fırlatmalar) veya savunma amaçlı operasyon sırasında uyduların en verimli şekilde kullanılması, jeopolitik ve diğer birçok görevi çözmektir.
Kozmonotiğin bir bütün olarak SSCB ile ABD arasındaki askeri-politik çatışmanın bir sonucu olarak doğduğu unutulmamalıdır. Ve elbette, ilk uydu ortaya çıkar çıkmaz, her iki ülkenin savunma departmanları, uzay üzerinde kontrol kurduktan sonra, o zamandan beri Dünya'nın yakın çevresindeki tüm nesnelerin sabit bir kaydını tuttu. Bu nedenle, muhtemelen, şu anda şu ya da bu şekilde çalışan uzay aracının tam sayısını biliyorlar. Aynı zamanda, sadece uzay aracının kendisi değil, aynı zamanda roketlerin, transfer bölmelerinin ve onları yörüngeye taşıyan diğer unsurların son aşamaları da izlenir. Yani, kesinlikle konuşursak, bir uydu yalnızca "zeka" - kendi kontrol, gözlem ve iletişim sistemi - olan bir şey değil, aynı zamanda uçuşun bir sonraki aşamasında uzay aracından ayrılan basit bir cıvata olarak kabul edilir.
ABD Uzay Komutanlığı kataloğuna göre, 31 Aralık 2003 itibariyle, Dünya'ya yakın yörüngede bu tür 28.140 uydu vardı ve sayıları giderek artıyor (10 cm'den büyük nesneler dikkate alınır). Zamanla, doğal nedenlerden dolayı, uyduların bir kısmı kaynaşmış kalıntılar şeklinde Dünya'ya düşer, ancak çoğu on yıllarca yörüngede kalır. Uzay aracı kaynaklarını tükettiğinde ve uçmaya devam ederken Dünya'dan gelen komutlara uymayı bıraktığında, yalnızca dünyaya yakın uzayda sıkışık olmakla kalmaz, hatta bazen tehlikeli hale gelir. Bu nedenle, yeni bir uzay aracını yörüngeye fırlatırken çarpışma ve felaketlerden kaçınmak için “eski” olanın nerede olduğunun sürekli olarak bilinmesi gerekir.
Uzay aracının sınıflandırılması oldukça zahmetli bir iştir, çünkü her uzay aracı benzersizdir ve yeni uzay aracı tarafından çözülen görevler sürekli genişler. Ancak uzay aracını pratik kullanım açısından ele alırsak, amaçlarına göre belirlenen ana kategorileri ayırt edebiliriz. Bugün en çok talep edilenler iletişim uyduları, navigasyon, Dünya'nın uzaktan algılanması ve bilimseldir. Askeri uydular ve keşif uyduları ayrı bir sınıf oluşturur, ancak özünde "barışçıl" muadilleriyle aynı sorunları çözerler.
iletişim uyduları
Sinyalciler, pratikte uyduların fırlatılmasından ilk yararlananlar arasındaydı. Transponder uydularının dünyaya yakın yörüngeye fırlatılması, yerleşik bölgelerin çoğunda tüm hava koşullarında istikrarlı iletişim sorununu çözmeyi mümkün olan en kısa sürede mümkün kıldı. İlk ticari uydu, 1964 yılında Amerika Birleşik Devletleri tarafından fırlatılan ve televizyon programlarının Amerika'dan Avrupa'ya kablolu iletişim hatları kullanılmadan iletilmesini sağlayan iletişim uydusu Echo-2 idi.
Aynı zamanda, Sovyetler Birliği'nde kendi iletişim uydusu "Molniya-1" oluşturuldu. Orbita istasyonlarının yer ağının konuşlandırılmasından sonra, büyük ülkemizin tüm bölgeleri Merkezi Televizyona erişim sağladı ve ayrıca güvenilir ve kaliteli telefon iletişimi düzenleme sorunu çözüldü. İletişim uyduları "Molniya", 39.000 km'lik bir apoje ile oldukça eliptik yörüngelerde bulunuyordu. Sürekli yayın amacıyla, farklı yörünge düzlemlerinde uçan bütün bir Molniya uydu takımyıldızı konuşlandırıldı. Orbita ağının yer istasyonları, servo sürücülerin yardımıyla uydunun yörüngedeki hareketini izleyen ve periyodik olarak görüş alanında olana geçiş yapan oldukça büyük antenlerle donatıldı. Zamanla, eleman tabanının iyileştirilmesi ve yerleşik ve yer sistemlerinin teknik parametrelerinin iyileştirilmesi sürecinde, bu tür uyduların birkaç nesli değişti. Ancak bugüne kadar Molniya-3 ailesinin uydularının takımyıldızları Rusya ve ötesinde bilgi aktarımı sağlıyor.
"Proton" ve "Delta" tiplerinde güçlü fırlatma araçlarının oluşturulması, iletişim uydularının sabit bir dairesel yörüngeye teslim edilmesini mümkün kıldı. Özelliği, 35.800 km yükseklikte, uydunun Dünya etrafındaki açısal dönüş hızının, Dünya'nın açısal dönüş hızına eşit olması gerçeğinde yatmaktadır. Bu nedenle, Dünya'nın ekvator düzleminde böyle bir yörüngede bulunan bir uydu, bir nokta üzerinde asılı gibi görünüyor ve 120 ° açıyla yerleştirilmiş 3 jeodurağan uydu, yalnızca hariç, Dünya'nın tüm yüzeyine genel bir bakış sağlıyor. kutup bölgeleri. Yörüngedeki belirli konumunu koruma görevi uydunun kendisine verildiğinden, yer-durağan uzay aracının kullanımı, yer tabanlı bilgi alma ve iletme araçlarını önemli ölçüde basitleştirmeyi mümkün kılmıştır. Antenleri sürücülerle besleme ihtiyacı ortadan kalktı - statik hale geldiler ve bir iletişim kanalı düzenlemek için, ilk kurulum sırasında bunları yalnızca bir kez ayarlamak yeterlidir. Sonuç olarak, karasal kullanıcı ağı önemli ölçüde genişletildi ve bilgi doğrudan tüketiciye akmaya başladı. Bunun kanıtı, hem büyük şehirlerde hem de kırsal alanlarda konut binalarında bulunan çok sayıda parabolik çanak antendir.
İlk başta, uzay sadece SSCB ve ABD için "müsait" olduğunda, ülkelerin her biri yalnızca kendi ihtiyaçlarını ve emellerini karşılamayı önemsedi, ancak zamanla herkesin uydulara ihtiyacı olduğu ve bunun sonucunda yavaş yavaş uluslararası projelere ihtiyaç duyulduğu ortaya çıktı. görünmeye başladı. Bunlardan biri, 1970'lerin sonlarında oluşturulan, herkesin erişebileceği küresel iletişim sistemi INMARSAT'tır. Ana amacı, gemilere açık denizlerde istikrarlı iletişim sağlamak ve kurtarma operasyonları sırasında eylemleri koordine etmekti. Artık INMARSAT uydu iletişim sistemi aracılığıyla mobil iletişim, küçük bir kasa boyutunda taşınabilir bir terminal aracılığıyla sağlanmaktadır. İçinde düz bir anten bulunan "bavulun" kapağını açtığınızda ve bu anteni uydunun varsayılan konumuna doğrulttuğunuzda, iki yönlü sesli iletişim kurulur ve veri alışverişi saatte 64 kilobit'e kadar hızlarda gerçekleşir. ikinci. Ayrıca, bugün dört modern uydu, yalnızca denizde değil, aynı zamanda Kuzey Kutup Dairesi'nden Güney Kutup Dairesi'ne uzanan devasa bir bölgeyi kapsayan karada da iletişim sağlıyor.
İletişim olanaklarının daha da minyatürleştirilmesi ve uzay gemilerinde yüksek performanslı antenlerin kullanılması, uydu telefonunun normal hücresel olandan çok farklı olmayan bir "cep" formatı almasına yol açtı.
1990'larda, birkaç mobil kişisel uydu iletişim sisteminin dağıtımı neredeyse aynı anda başladı. İlk önce, düşük yörüngeli olanlar ortaya çıktı - IRIDIUM (İridyum) ve GLOBAL STAR (Küresel Yıldız) ve ardından yer sabit olan - THURAYA (Thuraya).
Thuraya uydu iletişim sistemi şu ana kadar Afrika kıtasının çoğu, Arap Yarımadası, Orta Doğu ve Avrupa üzerinden iletişime izin veren 2 sabit uyduya sahiptir.
Yapıda benzer olan "Iridium" ve "Global Star" sistemleri, çok sayıda LEO uydusunun takımyıldızlarını kullanır. Uzay aracı dönüşümlü olarak abonenin üzerinden uçar, birbirini değiştirir, böylece sürekli iletişim sağlanır.
"İridyum", her biri 11 araç olmak üzere altı yörünge düzleminde bulunan dairesel yörüngelerde (Dünya yüzeyinden 780 km yükseklik, 86.4 ° eğim) dönen 66 uydu içerir. Bu sistem gezegenimizin %100'ünü kapsıyor.
Global Star, sekiz yörünge düzleminde uçan (Dünya yüzeyinden 1.414 km yükseklik, 52 ° eğim), her biri 6 araç, dairesel bölgeler hariç %80 kapsama sağlayan 48 uydu içerir.
Bu iki uydu iletişim sistemi arasında temel bir fark vardır. İridyum'da, Dünya'dan bir uyduya gelen bir telefon sinyali, bir zincir aracılığıyla bir sonraki uyduya, şu anda yer alıcı istasyonlardan birinin (ağ geçidi istasyonları) görüş aralığında bulunana ulaşana kadar iletilir. Böyle bir organizasyon şeması, yörünge bileşeninin konuşlandırılmasından sonra mümkün olan en kısa sürede, bir yer altyapısının oluşturulması için minimum maliyetle çalışmasına izin verir. "Global Star"da uydudan uyduya bir sinyalin yayınlanması sağlanmaz, bu nedenle bu sistem daha yoğun bir yer alıcı istasyon ağı gerektirir. Ve gezegenin bazı bölgelerinde bulunmadığından, sürekli bir küresel kapsama alanı yoktur.
Kişisel uydu iletişiminin kullanımının pratik faydaları bugün açık hale geldi. Böylece, Haziran 2004'te Everest Dağı'na tırmanma sürecinde, Rus dağcılar İridyum üzerinden telefon iletişimini kullanma fırsatına sahip oldular ve bu da bu zor ve tehlikeli olay sırasında dağcıların kaderini takip eden herkesin kaygı yoğunluğunu önemli ölçüde azalttı.
Mayıs 2003'te SoyuzTM-1 uzay aracının mürettebatıyla, Dünya'ya döndükten sonra, kurtarıcıların Kazak bozkırında 3 saat boyunca kozmonotları bulamadıkları bir acil durum, ayrıca ISS program yöneticilerini kozmonotlara İridyum uydusu tedarik etmeye sevk etti. telefon.
Navigasyon uyduları
Modern astronotiğin bir başka başarısı, küresel konumlandırma sisteminin alıcısıdır. Şu anda mevcut olan uydu küresel konumlandırma sistemlerinin - Amerikan GPS (NAVSTAR) ve Rus "GLONASS" - oluşturulması, 40 yıl önce Soğuk Savaş sırasında balistik füzelerin koordinatlarını doğru bir şekilde belirlemek için başladı. Bu amaçlar için, uydulara ek olarak - roket fırlatma kaydedicileri, görevi uzayda kesin koordinatlarını iletmek olan bir navigasyon uyduları sistemi uzaya yerleştirildi. Aynı anda birkaç uydudan gerekli verileri alan navigasyon alıcısı kendi konumunu da belirledi.
“Uzayan” barış zamanı, sistem sahiplerini önce havada ve suda, sonra karada sivil kullanıcılarla bilgi paylaşmaya zorladı, ancak navigasyon parametrelerinin bağlayıcılığını belirli “özel” durumlarda kabalaştırma hakkını saklı tuttu. dönemler. Böylece askeri sistemler sivil hale geldi.
GPS alıcılarının çeşitli türleri ve modifikasyonları deniz ve hava araçlarında, mobil ve uydu iletişim sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca GPS alıcısı, tıpkı Cospas-Sarsat sisteminin vericisi gibi, açık denize giden her yüzen araç için olmazsa olmaz bir ekipman. Avrupa Uzay Ajansı tarafından yaratılan 2005 yılında ISS'ye uçacak olan kargo uzay aracı ATV de GPS ve GLONASS verilerine göre istasyonla olan yörüngesini düzeltecek.
Her iki navigasyon uydu sistemi de yaklaşık olarak aynıdır. GPS, altı yörünge düzleminde (Dünya yüzeyinden 20.000 km yükseklik, 52 ° eğim) 4 dairesel yörüngede bulunan 24 uydunun yanı sıra 5 yedek araca sahiptir. GLONASS ayrıca, her biri üç düzlemde 8 olmak üzere 24 uyduya sahiptir (Dünya yüzeyinden 19.000 km yükseklikte, 65 ° eğim). Navigasyon sistemlerinin gerekli doğrulukla çalışması için uydulara atomik saatler kurulur, Dünya'dan düzenli olarak bilgi iletilir, her birinin yörüngedeki hareketinin doğasını ve yayılma koşullarını belirtir. radyo dalgaları.
Küresel konumlandırma sisteminin görünen karmaşıklığına ve ölçeğine rağmen, günümüzde kompakt bir GPS alıcısı herkes tarafından satın alınabilir. Uydulardan gelen sinyallere göre, bu cihaz sadece 5-10 metrelik bir doğrulukla bir kişinin yerini belirlemeye değil, aynı zamanda ona gerekli tüm verileri sağlamaya da izin veriyor: haritadaki konumu gösteren coğrafi koordinatlar, mevcut dünya saati , hareket hızı, yükseklik, yan ışıkların konumu ve ayrıca birincil bilgilerden elde edilen bir dizi hizmet işlevi.
Uzay navigasyon sistemlerinin avantajları o kadar tartışılmaz ki, Birleşik Avrupa muazzam maliyetlere rağmen kendi navigasyon sistemini GALILEO ("Galileo") yaratmayı planlıyor. Çin ayrıca navigasyon uydularından oluşan bir sistem kurmayı planlıyor.
Dünya uzaktan algılama uyduları
Minyatür GPS alıcılarının kullanımı, Dünya uzaktan algılama uyduları (ERS) olarak adlandırılan başka bir uzay aracı kategorisinin çalışmasını önemli ölçüde iyileştirmeyi mümkün kılmıştır. Dünya'nın uzaydan alınan önceki görüntüleri, belirli coğrafi noktalarla ilişkilendirmek için yeterince zor olsaydı, şimdi bu süreç herhangi bir sorun yaratmıyor. Ve gezegenimiz sürekli değiştiği için, uzaydan çekilmiş fotoğrafları asla tekrar edilmeyecek ve dünya yaşamının en çeşitli yönlerini incelemek için yeri doldurulamaz bilgiler sağlayacak.
Uzaktan algılama uydularının sayısı oldukça fazladır ve yine de grupları sürekli olarak yeni, daha gelişmiş cihazlarla doldurulur. Modern uzaktan algılama uyduları, 1960'larda ve 1970'lerde çalışanlardan farklı olarak, uzayda çekilen filmleri özel kapsüller içinde Dünya'ya döndürmek zorunda değildir - süper hafif optik teleskoplar ve CCD matrislerine dayalı minyatür fotodedektörler ile donatılmıştır. Saniyede yüzlerce megabit bant genişliğine sahip yüksek hızlı veri hatları olarak. Veri toplamanın verimliliğine ek olarak, alınan görüntülerin Dünya'da işlenmesini tamamen otomatikleştirmek mümkün hale geliyor. Sayısallaştırılmış bilgi artık sadece bir görüntü değil, ekolojistler, ormancılar, arazi araştırmacıları ve diğer birçok ilgili yapı için en değerli bilgidir.
Özellikle ilkbaharda elde edilen multispektral fotoğraflar, bitkilerin büyüme mevsimi boyunca topraktaki nem rezervine dayalı hasadı tahmin etmeyi - narkotik mahsullerin yetiştirildiği yerleri tespit etmeyi ve bunları yok etmek için zamanında önlem almayı mümkün kılmaktadır.
Ayrıca, Dünya yüzeyinin video görüntülerinin (fotoğrafların) tüketicilere satılmasına yönelik mevcut ticari sistemler de dikkate alınmalıdır. Bu tür ilk sistemler önce Amerikan sivil uyduları LANDSAT'ın ve ardından Fransızların - SPOT'un gruplandırılmasıydı. Belirli sınırlamalarla ve belirli fiyatlara uygun olarak, dünyanın dört bir yanındaki tüketiciler, Dünya üzerindeki ilgi alanlarının görüntülerini 30 ve 10 metre çözünürlükte elde edebiliyorlar. Mevcut, çok daha gelişmiş sivil uydular - ICONOS-2, QUICK BIRD-2 (ABD) ve EROS-AI (İsrail-ABD) - Amerikan hükümeti tarafından kısıtlamaların kaldırılmasından sonra, dünya yüzeyinin fotoğraflarını satın almanıza izin veriyor. Pankromatik modda 0,5 metreye kadar ve multispektral modda 1 metreye kadar çözünürlük.
Uzaktan algılama uydularına yakın meteorolojik uzay araçları var. Dünyaya yakın yörüngelerdeki ağlarının gelişimi, hava tahmininin güvenilirliğini önemli ölçüde artırdı ve geniş yer tabanlı hava istasyonları ağları olmadan yapmayı mümkün kıldı. Ve bugün tüm dünyada yayınlanan haber bültenleri, hareketli siklonlar, bulutlu yollar, tayfunlar ve meteorolojik uydulardan gelen verilere dayanarak oluşturulan diğer fenomenler eşliğinde, her birimizin doğal süreçlerin gerçekliğini kişisel olarak doğrulamamıza izin veriyor. Dünya'da meydana geliyor.
Uydular - "bilim adamları"
Genel olarak, yapay uyduların her biri, Dünya'dan çıkarılan çevreleyen dünyanın bir biliş aracıdır. Bilimsel uydular, yeni fikir ve tasarımları test etmek ve başka hiçbir şekilde elde edilemeyen benzersiz bilgileri elde etmek için bir tür test alanı olarak adlandırılabilir.
1980'lerin ortalarında NASA, uzayda dört astronomik gözlemevi oluşturmak için bir program benimsedi. Bazı gecikmelerle birlikte, dört teleskop da yörüngeye fırlatıldı. Çalışmaya ilk başlayan, Evreni görünür dalga boyu aralığında incelemek için tasarlanan "HUBBL" (1990), ardından gama ışınlarını kullanarak uzayı inceleyen "COMPTON" (1991), üçüncüsü "CHANDRA" (1999) idi. , X-ışınlarını kullanan ve kızılötesi menzili açıklayan bu kapsamlı SPITZER (2003) programını tamamladı. Dört gözlemevinin tümü, önde gelen Amerikalı bilim adamlarının adını aldı.
15 yıldır Dünya'ya yakın yörüngede faaliyet gösteren HUBBL, uzak yıldızların ve galaksilerin eşsiz görüntülerini Dünya'ya ulaştırıyor. Böyle uzun bir hizmet ömrü için, teleskop mekik uçuşları sırasında birkaç kez onarıldı, ancak 1 Şubat 2003'te Columbia'nın batmasından sonra uzay mekiklerinin fırlatılması askıya alındı. HUBBL'nin 2010 yılına kadar yörüngede kalması planlanıyor, ardından kaynağını tükettikten sonra imha edilecek. Gama ışını kaynaklarının görüntülerini Dünya'ya ileten KOMPTON, 1999 yılında varlığını sona erdirdi. CHANDRA, X-ışını kaynakları hakkında düzenli olarak bilgi sağlamaya devam ediyor. Bu teleskopların üçü de, Dünya'nın manyetosferinin üzerlerindeki etkisini azaltmak için bilim adamları tarafından oldukça eliptik yörüngelerde çalışmak üzere tasarlandı.
Soğuk uzak nesnelerden yayılan en zayıf termal radyasyonu yakalayabilen "SPITZER" ise, gezegenimizin etrafında dönen muadillerinin aksine, güneş yörüngesinde, yılda 7 ° yavaş yavaş Dünya'dan uzaklaşıyor. Uzayın derinliklerinden yayılan son derece zayıf termal sinyalleri algılamak için SPITZER, sensörlerini mutlak sıfırı sadece 3 ° aşan bir sıcaklığa soğutur.
Bilimsel amaçlarla, uzaya yalnızca hacimli ve karmaşık bilimsel laboratuvarlar değil, aynı zamanda cam pencerelerle donatılmış ve içinde köşe yansıtıcılar bulunan küçük küresel uydular da fırlatılır. Bu tür minyatür uyduların uçuş yollarının parametreleri, kendilerine yönlendirilen lazer radyasyonu kullanılarak yüksek derecede doğrulukla izlenir ve bu, Dünya'nın yerçekimi alanındaki en ufak değişiklikler hakkında bilgi elde etmeyi mümkün kılar.
Acil beklentiler
20. yüzyılın sonunda bu kadar hızlı bir gelişme gösteren uzay mühendisliği, bir yıl boyunca ilerlemeyi bırakmıyor. Yaklaşık 5-10 yıl önce teknik düşüncenin zirvesi gibi görünen uydular, yörüngedeki yeni nesil uzay araçlarının yerini alıyor. Ve yapay dünya uydularının evrimi giderek daha kısacık olmasına rağmen, yakın geleceğe bakıldığında, insansız astronotiğin gelişimi için ana beklentileri görmeye çalışabilirsiniz.
Uzayda uçan X-ışını ve optik teleskoplar, bilim adamlarına birçok keşif sunmuştur. Şimdi, bu cihazlarla donatılmış tüm yörünge kompleksleri fırlatmaya hazırlanıyor. Bu tür sistemler, içlerinde gezegenlerin varlığı için Galaksimizin yıldızları üzerinde büyük bir çalışma yapmayı mümkün kılacaktır.
Modern dünya tabanlı radyo teleskoplarının, optik aralıkta elde edilenden çok daha yüksek bir çözünürlükle yıldızlı gökyüzünün resimlerini aldığı bir sır değil. Bugün bu tür araştırma araçlarının uzaya fırlatılmasının zamanı geldi. Bu radyo teleskopları, Dünya'dan maksimum 350 bin km mesafeye sahip yüksek eliptik yörüngelere fırlatılacak ve bu, onların yardımıyla elde edilen yıldızlı gökyüzünün radyo emisyonunun kalitesini en az 100 kat iyileştirmeyi mümkün kılacaktır.
Son derece saf kristallerin üretimi için fabrikaların uzayda kurulacağı gün çok uzak değil. Ve bu sadece tıp için gerekli olan biyokristal yapılar için değil, aynı zamanda yarı iletken ve lazer endüstrileri için malzemeler için de geçerlidir. Bunların uydu olması muhtemel değildir - burada büyük olasılıkla ziyaret edilen veya robotik komplekslere ve ayrıca onlara demirlenen nakliye gemilerine, ilk ürünleri teslim etmeye ve dünya dışı teknolojinin meyvelerini Dünya'ya getirmeye ihtiyacınız olacak.
Diğer gezegenlerin kolonizasyonu çok uzak değil. Bu kadar uzun uçuşlarda kapalı bir ekosistem oluşturmadan yapamazsınız. Ve uzun mesafeli uzay uçuşlarını simüle eden biyolojik uydular (uçan seralar), çok yakın bir gelecekte dünya yörüngesinde görünecek.
En fantastik görevlerden biri, bugün teknik açıdan kesinlikle gerçek olsa da, küresel navigasyon ve dünya yüzeyinin santimetre hassasiyetle gözlemlenmesi için bir uzay sisteminin oluşturulmasıdır. Bu konumlandırma doğruluğu, yaşamın çok çeşitli alanlarında uygulamalar bulacaktır. Her şeyden önce, sismologlar, yer kabuğunun en küçük titreşimlerini izleyerek depremleri nasıl tahmin edeceklerini öğrenmeyi umarak buna ihtiyaç duyarlar.
Şu anda, uyduları yörüngeye fırlatmanın en ekonomik yolu tek kullanımlık fırlatma araçlarıdır ve kozmodrom ekvatora ne kadar yakınsa, fırlatma o kadar ucuz olur ve uzaya fırlatılacak yük o kadar büyük olur. Ve yüzer ve uçak fırlatıcıları zaten oluşturulmuş ve başarılı bir şekilde çalışıyor olsa da, kozmodromun etrafındaki iyi gelişmiş altyapı, uzun bir süre boyunca dünyaya yakın uzayın geliştirilmesinde dünyalıların başarılı faaliyetlerinin temeli olacaktır.
Alexander Spirin, Maria Pobedinskaya
Editörler, materyalin hazırlanmasındaki yardımlarından dolayı Alexander Kuznetsov'a minnettardır.
Büyükbabamın İkinci Dünya Savaşı'nda nerede savaştığını nasıl öğrenebilirim, hangi ödülleri aldı?
HP ProLiant DL380p Gen8 sunucu bellek seçenekleri HP sunucuları için bellek
Gizli "kahramanlar" - sled_vzayt Pavel Borisovich Yakimkin