Uydu navigasyonunun temelleri. Navigasyon uydu sistemlerinin temel özellikleri

Ana unsurlar

Navigasyon uydu sisteminin ana unsurları:

Özel radyo sinyalleri yayan birkaç (2 ila 30'dan fazla) uydudan oluşan orbital gruplandırma;
Toprak yönetimi ve kontrol sistemi (toprak segmenti), uyduların akım konumunu ölçme blokları ve onlara bilgi aktarma ve yörüngeler hakkındaki bilgileri ayarlamak için bilgilerin iletilmesi;
Koordinatları belirlemek için kullanılan resepsiyon istemci ekipmanı ("uydu gezginleri");
İsteğe bağlı olarak: Koordinatların belirlenmesinin doğruluğunu önemli ölçüde artırmanın mümkün olmasını sağlayan radyo fenerlerinin toprak sistemi.
İsteğe bağlı olarak: Koordinatların belirlenmesinin doğruluğunu önemli ölçüde artırmak için kullanıcıların değişikliklerini iletmek için bir bilgi radyo sistemi.

Çalışma prensibi

Uydu navigasyon sistemlerinin işletimi prensibi, konumu büyük bir doğrulukla bilinen uydulara (elde edilmesi gereken), tesiste (elde edilmesi gereken) olan mesafenin ölçülmesine dayanır. Tüm uyduların pozisyonları denir almanakÖlçüm başlamadan önce herhangi bir uydu alıcısı olmalıdır. Genellikle alıcı, son kapatma işleminden bu yana ve modası geçmiş değilse - anında kullanırsa, ALMANAC'u hafızada kaydeder. Her uydu tüm Almanac'ı sinyaline iletir. Böylece, birkaç sistem uydusuna olan mesafeleri, Almanac'a dayanan geleneksel geometrik yapılar kullanılarak, nesnenin boşluğundaki konumunu hesaplayabilirsiniz.

Uydudan alıcı antenine olan mesafeyi ölçme yöntemi, radyo dalgalarının yayılma oranının tanımına dayanmaktadır. Her uyduyu dağıttığın radyo sinyalinin zamanını ölçme olasılığı için navigasyon sistemi Sistem saati ile doğru bir şekilde senkronize edilmiş atomik saatler kullanarak tam zaman sinyallerini kaydırır. Bir uydu alıcısı kullanırken, saati sistem saati ile senkronize edilir ve daha fazla sinyal alarak, gecikme, sinyalin kendisinde bulunan radyasyon süresi ile sinyal alımı süresine göre hesaplanır. Bu bilgiye sahip olan navigasyon alıcısı, anten koordinatlarını hesaplar. Diğer tüm hareket parametreleri (seyahat eden hız, seyir), nesnenin belirli koordinatlarla iki veya daha fazla puan arasında hareket etmesi için harcanan zamanın ölçülmesine dayanarak hesaplanır.

Gerçekte, sistemin çalışması çok daha karmaşıktır. Aşağıda, onları çözmek için özel teknik teknikler gerektiren bazı problemler:

Çoğu navigasyon alıcısında atomik saatlerin eksikliği. Bu eksiklik genellikle en az üç (iyi bilinen bir yükseklikte 2 boyutlu navigasyon) veya uyduların dört (3 boyutlu navigasyon) ile bilgi edinme gerekliliği ile ortadan kaldırılır; (En az bir uyduda bir sinyal varsa, geçerli zamanı iyi doğrulukla belirleyebilirsiniz).
Uyduların yörüngelerini etkileyen, dünyanın yerçekimi alanının heterojenliği;
Radyo dalgalarının yayılmasının hızının ve yönünün bazı limitlere göre değişebileceği, atmosferin homojeneği;
Kentte özellikle belirgin olan kara nesnelerinden yansıma sinyalleri;
Yüksek güçlü vericileri uydulara yerleştirmenin imkansızlığı, bu nedenle sinyallerinin alımının sadece dış mekanlarda doğrudan görünürlükte mümkündür.

Gezinme sistemlerini uygula

Navigasyona ek olarak, uydu sistemleri tarafından elde edilen koordinatlar aşağıdaki endüstrilerde kullanılır:

GeoDesy: Navigasyon sistemlerinin yardımıyla, noktaların kesin koordinatları belirlenir.
Haritacılık: navigasyon sistemleri sivil ve askeri haritada kullanılmaktadır.
Navigasyon: Navigasyon sistemlerini kullanmak hem deniz hem de yol navigasyonu yapıldı
Uydu taşıma izleme: navigasyon sistemlerinin yardımıyla, pozisyonun izlenmesi, araç hızı, hareketleri üzerindeki kontrolü
Hücresel İletişim: İlk cep telefonları 90'lı yıllarda GPS ile ortaya çıktı. Bazı ülkelerde (örneğin, ABD), bu, 911'i çağıran bir kişinin konumunu derhal belirlemek için kullanılır. Rusya'da, 2010'da benzer bir projenin uygulanması - ERA-GLONASS.
Tektonik, tektonik plakalar: navigasyon sistemlerinin yardımı ile, plakaların hareketleri ve salınımları gözlenir
Aktif Dinlenme: Navigasyon sistemlerinin kullanıldığı çeşitli oyunlar, örneğin, geocaching vb.
GeoTeging: Yerleşik veya harici GPS alıcıları sayesinde koordinatları "bağladım" gibi bilgiler

Modern durum

Aşağıdaki uydu navigasyon sistemleri şu anda çalışıyor veya dağıtım için hazırlanmıştır:

KÜRESEL KONUMLAMA SİSTEMİ.

ABD Savunma Bakanlığı'na aittir. Bu gerçek, bazı eyaletlere göre, ana dezavantajıdır. GPS navigasyonunu destekleyen cihazlar dünyanın en yaygın olanıdır. Ayrıca, Navstar'ın önceki adı altında da bilinir.

Glasas

Rusya Savunma Bakanlığına aittir. Sistem, karasal teçhizatın ifadelerine göre, GPS ile karşılaştırıldığında bazı teknik avantajlar olacaktır. 1996'dan sonra, uydu grubu azaldı ve 2002 yılına kadar neredeyse tamamen azaldı. Tamamen 2011'in sonunda tamamen restore edildi. Küçük bir müşteri ekipmanı prevalansı vardır. 2025 yılına kadar sistemin derin modernizasyonu olması gerekiyordu.

Baideou

Çin tarafından dağıtılan GNSS alt sistemi sadece bu ülkede kullanım için tasarlanmıştır. Özellik - Geostationary yörüngesinde bulunan az sayıda uydu. İÇİNDE şu anda Yörüngede sekiz navigasyon uyduları görüntülenir. Planlara göre, 2012 yılına kadar Asya-Pasifik bölgesini ve 2020 yılına kadar, uyduların sayısı 35'e yükseltildiğinde, Baideou sistemi küresel olarak çalışabilecek. Bu programın uygulanması 2000 yılında başlamıştır. İlk uydu 2007'de yörüngeye girdi.

Galileo.

Avrupa sistemi, bir uydu grubu oluşturma aşamasında yer almaktadır. Bir uydu grubunun 2020 yılına kadar tamamen dağıtılması planlanmaktadır.

İrnss.

Hint navigasyon uydu sistemi, gelişme durumunda. Sadece bu ülkede kullanım için varsayılmaktadır. İlk uydu 2008 yılında başlatıldı.

Qzss.

Başlangıçta, Japon QZS'leri 2002 yılında, Japonya'da gezinmek için mobil iletişim, yayın ve yaygın kullanım için bir dizi hizmetle ticari bir sistem olarak tasarlandı. Japonya'da ve Güneydoğu Asya'nın komşu alanlarında. QZS'ler için uydunun ilk lansmanı 2008 yılı için planlandı. Mart 2006'da, Japon hükümeti ilk uydunun ticari kullanım için tasarlanmayacağını ve ilgi alanlarında alınan kararların gelişimi için tamamen bütçe fonlarına başlayacağını açıkladı. navigasyon problemlerinin çözümünün sağlanması. Yalnızca ilk uydunun testinin başarıyla tamamlanmasından sonra ikinci aşamaya başlayacaktır ve aşağıdaki uydular daha önce planlanan tutarı tamamen sağlayacaktır.

Navigasyon uydu sistemlerinin temel özellikleri

parametre, yöntem	Srns glonass	Gps navstar	On galileo.
Na numarası (yedek)	24 (3)	24 (3)	27 (3)
Orbital Uçak Sayısı	3	6	3
Orbital düzlemde NA numarası	8	4	9
Yörünge türü	Dairesel (E \u003d 0 ± 0.01)	Dairesel	Dairesel
Yükseklik Yörünge, Km	19100	20183	23224
Yörüngenin hesaplanması, derece	64.8 ± 0.3.	~55 (63)	56
Ortalama güneşli zamanla nominal dolaşım dönemi	11H 15 dakika 44 ± 5C	~ 11H 58 dk	14 saat 4 dak. ve 42 s.
NS sinyallerinin ayrılması yöntemi	Sıklık	Kodu	Kod frekansı
Radyo sinyallerinin taşıyıcı frekansları, MHz	L1 \u003d 1602.5625 ... 1615.5 l2 \u003d 1246.4375 ... 1256.5	L1 \u003d 1575.42 l2 \u003d 1227.60 l5 \u003d 1176.45	E1 \u003d 1575.42 E5 \u003d 1191.795 E5B \u003d 1176.46 E5B \u003d 1207.14 E6 \u003d 12787.75
rangefinder kodunun (veya segmentinin) tekrarlama süresi	1 ms.	1 ms (C / A kodu)	veri yok
rangefinder kodunun türü	M-Sırası (ST kodu 511 Zn.)	Altın kodu (C / A-Kod 1023 zn)	M sekansı
raverstall Saat Frekansı, MHz	0.511	1.023 (C / A-Kodu) 10.23 (P, Y kodu)	E1 \u003d 1.023 E5 \u003d 10.23 E6 \u003d 5.115
Dijital Bilgi İletim Hızı (Sırasıyla, Si- ve D-Kodu)	50 zn / s (50Hz)	50 zn / s (50Hz)	25, 50, 125, 500, 100 Hz
Süperframın süresi, min	2,5	12,5	5
SüperCadre'deki çerçeve sayısı	5	25	veri yok
Çerçevedeki satır sayısı	15	5	veri yok
Zaman referans sistemi	Uts (su)	Uts (USNO)	UTS (GST)
Koordinat referans sistemi	PZ-90 / PZ90.2	WGS-84.	ETRF-00.
Efemirid yazın.	Geosentrik Koordinatlar ve Türevleri		Modifiye Kepler Elemanları
Dünya'nın merkezine yönden radyasyon sektörü	0'da ± 19	L1 \u003d ± 21 0 l2 \u003d ± 23.5	veri yok
Sektör Dünya	± 14.1 0'da	± 13.5 ila 0	veri yok

Sistemlerin teknik detayları

Mevcut Uydu Navigasyon Sistemlerinin (GPS ve GLONASS) bazı özelliklerini göz önünde bulundurun:

Diferansiyel boyut

Ayrı uydu alıcıları modelleri üretmeyi mümkün kılar. Büyük doğrulukla (santimetre) iki nokta arasındaki "diferansiyel boyut" mesafeleri. Bunun için, navigasyonun konumu kısa bir süre ile iki noktada ölçülür. Aynı zamanda, her ölçümün her bir ölçümün bir toprak ayar sistemi olmadan yaklaşık 10-15 metre ve böyle bir sistemle 10-50 cm'lik bir doğruluğa sahip olsa da, ölçülen mesafenin ölçülmesine müdahale eden faktörler (Uydu yörüngelerinin hatası, bu yerde atmosferin homojenliği, vb.) Bu durumda karşılıklı olarak düşülür. Ek olarak, alıcının koordinatlarını on santimetre ile ölçme hassasiyetini artırmanıza olanak sağlayan açıklıklı bilgileri ("Koordinatlara Diferansiyel Değişiklik") gönderen birkaç sistem vardır. Diferansiyel değişiklik, geostationary uydulardan veya toprak baz istasyonlarından gönderilir, (Sinyal kod çözme, yalnızca servise ilişkin aboneliklerden sonra "aboneliklerden sonra" Sinyal kod çözme mümkündür ") veya ücretsizdir.

Ayrıca bakınız

Psödo koltuklu

Notlar

Linkler

Uydu navigasyon sorunlarına adanmış Uluslararası Uydu Navigasyon Forumu Etkinliği

Ormancılık için mobil GIS GPS navigasyon, orman uydu veri kontrolü uydu anlık görüntüleri, Leskhoz haritası, Cep telefonunda vergi açıklaması.

Navigasyon Sistemleri

Uydu

Tarihi	Transit Cicad / Cyclon
Mevcut Global	Gps glonass
Mevcut bölgesel	BEDOWOW / Pusula Galileo
Tasarımlar	Irnss qzss.

Zemin

Omega Alpha Loran-C Martı Decca Celif

Uydu seyir sistemi
Sistemler	GPS GLONASS GALILEO BEIDOW
GPS cihazları	Alıcı Tracker Logger
Yonga setleri	Sirfstar III Sirfatlasiv Sirfatlasv
Protokoller	Nmea.
Teknolojiler	A-GPS. S-GPS.
Projeler	KİŞİLER İÇİN GEOKSHING ARAMA Altergeo. GPS-Trace Orange
Kartografi hizmetleri

Uydu navigasyon sistemleri GPS ve GLONASS, doğrudan amaçlanan amaçlarına karşılık gelen bazı gereklilikler temelinde oluşturulmuştur. Kürlülüğünü ima etti; meteorolojik koşullardan bağımsızlık, arazi kabartma, nesnenin hareketliliği derecesi; İşin Sürekliliği ve Saatin Yuvarlanması Kullanılabilirliği; gürültü bağışıklığı; Competrator ekipman kompaktlığı vb.

Özellikle sivil hava trafik yönetimi, gemilerin gezinmesi, kurtarma çalışması gibi, GLONASS ve GPS sistemleri kavramının geliştirilmesinden sonra gelişen Sivil Uygulamaları SNS, hizmetin uygunluğu, bütünlüğü ve sürekliliği için gereksinimleri geliştirmiştir. Bu önemli terimlerin tanımını verelim:

Kullanılabilirlik (hazırlık), kullanımı ve kullanım sürecinde SNS çalışabilirliğinin olasılığıdır.

Bütünlük, belirli bir süre boyunca veya daha hızlı bir şekilde sistem arızası olasılığının derecesidir.

Servis sürekliliği, sistemin sürekli çalışmasını belirli bir süre içinde sürdürme olasılığıdır.

Belirli bir zaman aralığı altında, bir kural olarak, en önemli olan bir süre ile anlaşılmaktadır. pratik nokta Vizyon, örneğin, iniş uçağındaki uçağı. Şu anda, sivil uygulamalar arasında, en kritik SNS, uçağın navigasyon sağlaması da dahil olmak üzere hava trafiği ile kontrol edilir. Erişilebilirlik gereksinimleri, uçuş aşamalarına ve hava trafiğinin yoğunluğuna bağlıdır. Rota uçuşunda bulunabilirlik, 0,9999 ... 0,999999'dan daha kötü olmamalıdır; Zo-havaalanında uçarken ve inişe binmemiş bir yaklaşım 0,999999'dan daha kötü değil. Bütünlük gereksinimleri, ICAO gereksinimlerine uygun olarak elde edilir, 0,999999995 değerleri, izin verilen önleme süresi 1 saniyeden fazla. Bu veriler, SNA tüketicilerinin güvenilirliğinin gerekçelerinin ne kadar büyük olduğunu göstermektedir.

SNA GLONASS ve GPS'de, yapısal düzeyde yüksek operasyonel özellikler, üç ana segmentte ortaklaşa işleyerek elde edilir:

Uzay segmenti;

Kontrol segmenti;

Tüketici segmenti.

Ana segmentlere ek olarak, diferansiyel alt sistem (DGPS) ve bir dizi yardımcı eleman olarak böyle bir işlevsel ek var. Özel kanallar Arazi ve uzay iletişimi, yörüngede uydu çıkarmanın vb.

SNA GLONASS ve GPS kavramının temeli, navigasyon tanımlarının bağımsızlığı ve kusursuzluğuydu. Bağımsızlık, verilen veriler verilen istenen navigasyonun tanımını ifade eder, ancak modern elektronik gelişimi düzeyinde, bu tür komplikasyonlar artık önemli değil. Sistemin niteliği, tüketicinin ekipmanındaki tüm hesaplamaların yalnızca NCA'dan bilinen bu yörüngesel koordinatları önceden pasif olarak alınan sinyaller temelinde hesaplandığı anlamına gelir. Buna karşılık, tüketiciden NCA'ya bir talebi aktarma ihtiyacı eksikliği, tüketici ekipmanını çok kompakt ve ekonomik hale getirmenizi sağlar.

Uzay segmenti.

SNA'nın işleyişinin yerini ve istikrarı doğruluğu büyük ölçüde uyduların karşılıklı orbital konumuna ve sinyallerinin parametrelerine bağlıdır. Kural olarak, tüketicinin görünürlük bölgesinde en az 3-5 NCAS olması gerekir. Uygulamada, yörünge yapısı, çoğu tüketici için 6 NCA'ların sürekli olarak görünmesi ve tüketicinin, alıcının hesap makinesinde belirtilen belirli bir algoritma üzerindeki optimal takımyıldayı seçme kabiliyetine sahip olması böyle bir şekilde inşa edilmiştir. Mevcut NCA'ya ek olarak, tamamlanan SNA'nın kompozisyonunda birkaç yedek uyduya sahiptir, bu da başarısız olmak üzere başarısız olarak tanıtılabilen veya belirli bir bölgenin kapsama derecesini artırmak için. Oyunculuk NCAS, bir toprak kontrol istasyonundan bir komutla yeniden toplanabilir (sınırlı limitlerde). Halen yaklaşık 20.000 km yüksekliğe sahip aktif ortam yörüngeleri, her bir NCA'nın her bir NCA'nın, radyo navigasyon alanının sürekliliğini ve optimal NCA takımyıldızı seçerken yeterli yedekliliğin sürekliliğini sağlayan her bir NCA'nın sinyallerini almanızı sağlar. GPS ve GLONASS sistemleri genellikle ağ snas olarak adlandırılır, çünkü NCA'nın orbital koordinatlarındaki ve yayılan sinyallerin parametrelerinin karşılıklı senkronizasyonu, operasyonları için temel öneme sahiptir. NCA grubunu ağa birleştirin.

NCA'nın ana değeri, NCA'nın sağlığını konumlandırma ve izleme probleminin tüketicisini çözmek için gerekli olan sinyallerin oluşumu ve radyasyonudur. Standart NCA şunları içerir: bir navigasyon sinyali ve telemetri bilgilerini iletmek için radyo iletme ekipmanı; Toprak kontrol kompleksi komutlarını almak için radyo ekipmanı; antenler; onboard EMV; gemide standart ve frekans; solar paneller; Şarj edilebilir pil; Yörüntülü Oryantasyon Sistemleri vb. Modern NCAS, toprak nükleer patlamalarını ve savaş kontrol sistemlerinin unsurlarını tespit etmek için dedektörler gibi eşlik eden ekipman taşıyabilir.

Yayılan NCA sinyalleri, çeşitli bulgu ve servis bileşenlerini içerir. Aralık bulma bileşeni, navigasyon parametrelerini belirlemek için doğrudan tüketiciler tarafından kullanılır - NCA, tüketici hızı vektörü, mekansal yönelim vb. Servis bileşeni, uydular, zaman ölçeği, kazanma venografları, servis kolaylığı vb. Koordinatları hakkında bilgi içerir. Temel olarak, resmi bilgiler bir komut ve ölçüm kompleksi hazırlanmaktadır ve bir iletişim oturumu sırasında NCA'nın yan anısına yerleştirilir. Ve sadece önemsiz bir parçası, gemide ekipman oluşturulur. Resmi bilgileri komuta kompleksinden, panodaki bilgisayarın hafızasına aktarma prosedürü, genellikle veri yüklemesi denir.

Rangefinder bileşeni, standart ve yüksek doğruluk bileşenlerini içerir. Standart ölçüm doğruluğu tüm tüketiciler için mevcuttur ve yalnızca yalnızca yetkili, yani. askeri kontrollerin iznine sahip olmak. Erişim ayırma, yüksek hassasiyetli sinyalleri kodlayarak elde edilir.

Askeri operasyon koşulları altında, SNS sinyalini (sıkışmayı) bastırmak için kasıtlı müdahalenin formülasyonunda girişimler ve (sahte), yani Sinyal ikameleri ve adaptörün alım ekipmanına giriş, üçüncü taraf vericilerle açıkça yanlış bilgidir. Edebiyatın nadiren nadiren nadir gördüğü için, SNA ile ilgili olarak "Sahte" teriminin net bir yorumunu karşılamaktadır, özellikle de dayatılmaya karşı korunmakla ilgili olduğu vurgulanmalıdır.

Kontrol segmenti.

Yönetim segmenti, bir bilgisayar merkezi ile birlikte bir ana istasyondan oluşur; ana istasyonla ve kendileri aralarında iletişim kanalları ile ilişkili kontrol ve ölçüm istasyonları (KISA) grupları; Arazi referans süresi ve frekansı. Kontrol ve ölçüm istasyonları, jeopolitik faktörler ve ekonomik fizibilite ile tutarlı, dünyanın yüzeyinde mümkün olduğunca eşit olarak yerleştirilecek sabittir. KIS (anten faz merkezi) koordinatları, en erişilebilir doğruluğa sahip üç boyutta tanımlanır. NCA görünürlük bölgesinde yayılmadiğinde, uyduyu izlerken, navigasyon sinyallerini kabul eder, birincil bilgi işlemlerini gerçekleştirir ve verileri ana standarttan değiştirir. Ana istasyonda, tüm Kisa'dan, matematiksel işleme ve çeşitli koordinat ve düzeltici verilerin hesaplanması gereken bir bilgi koleksiyonu vardır.

İndirilecek veriler, her bir iletişim oturumuyla ve uzun vadeli olarak güncellenen operasyoneldir. Acil bir durum durumunda, programlanmamış iletişim oturumlarını gerçekleştirmek ve NCA'ya konan veri yüklemek, kitlerden birinin görünürlük bölgesinde.

Yer standardı ve frekansı ve frekansı, yerleşik standartlardan daha yüksek hassasiyete sahiptir ve SNA'da meydana gelen tüm işlemleri senkronize etmek ve onboard standartlarının düzeltilmesi için tasarlanmıştır.

Bağımsızlık ve kusursuz bir kombinasyon SNS sınırsız verir verim - İsteğe bağlı sayıda tüketici, herhangi bir zamanda SNA sinyallerini kullanabilir.

Tüketici segmenti.

Tüketici segmentleri üç bölüme ayrılabilir: askeri örgütler; Sivil organizasyonlar; Özel yüzler. Tüketici ekipmanının amacına bakılmaksızın, NCA radyo sinyallerinin ve birincil işlemlerinin gerçekleştiği bir radyo frekansı yoluna sahiptir ve ikincil sinyal işleme amaçlı hesap makinesi, navigasyon bilgilerinin tahsis edilmesi, algoritmanın hesaplanması için uygulanması Optimum takımyıldız ve mekansal koordinatların ve tüketici hızı vektörünün hesaplanması. Genellikle, NCA'nın ve aralığın mevcut koordinatları belirlenir, daha sonra tüketicinin coğrafi koordinatları hesaplanır. Tüketici hızı vektörü, bilinen uydu hızı vektörü olan Doppler NCA frekansı kaymalarını ölçerek hesaplanır. Kritik olmayan taşıma uygulamaları için, hız vektörü koordinatlardaki fark üzerinde iki sabit zamanda hesaplanabilir. Ayrıca, alıcının atanmasına bağlı olarak, bilgiler ekran cihazına, iletim kanalına veya dış aktüatör mekanizmalarının kontrol birimine girebilir.

Mevcut NCA koordinatlarının belirlenmesi.

Radyo etiketi navigasyon sistemleriyle (Autumeration, Rangefinder yöntemi) ile benzerliğe rağmen, SNS'nin de önemli farklılıkları vardır. Radyo fenerlerinin koordinatları değişmez ve önceden bilinirken, NCA'nın koordinatları sürekli bulmaya ihtiyaç duyar. Hızları olan büyük kalıcı olmayan hızlarla hareket eden mevcut NCA koordinatlarının belirlenmesi, karmaşık bir teknik ve hesaplamalı görevdir.

SNA'nın yapımına ilişkin mevcut bir yaklaşımla, mümkün olan maksimum hesaplama miktarı zemin kontrol kompleksine aktarmaya çalışıyor. Ölçüm istasyonları sınırlı bölgelerde bulunur ve NCA'nın sürekli gözlemini sağlamaz. Mevcut gözlemlerin ana komuta istasyonunun hesaplama merkezindeki sonuçlarına göre, NCA yörüngelerinin parametreleri hesaplanır. Eliminasyon algoritmaları üzerinde matematiksel işlemlere tabi tutulurlar. Ardından, işlenmiş verilere dayanarak, yörünge parametrelerinin sabit (anket) anlarında, aşağıdaki tahminlerin geliştirilmesine kadar zamanın tahminleri.

Yörüngenin ve türevlerinin öngörülen parametreleri ephemeris olarak adlandırılır. Ephemeris iletişim oturumu sırasında, NCA'ya ve daha sonra efemeridleri ve karşılık gelen zaman etiketleri içeren bir navigasyon mesajı biçiminde iletilir. İddia edilen yörünge parametrelerini ve NCA'nın tam olarak koordinatlarını zaman içinde referans noktalarında tanımak, tüketicinin isteğe bağlı bir süre boyunca NCA koordinatlarını hesaplayabilir. Efemerid'e ek olarak, navigasyon mesajı Almanac tarafından atılır - SNA'nın mevcut durumu hakkında bir bütün olarak, görünür NCA'yı aramak için kullanılan ve optimum takımyıldızı seçmek için kullanılan karmaşık efemeritler dahil bir dizi bilgi kümesidir.

Genellikle kabul edilen zaman birimleri.

Uydu navigasyon sistemlerinin inşaat ve işleyiş ilkelerinin dikkate alınması, zaman önlemlerinin birimleri ile ilgili temel kavramları tanıdıktan önce imkansızdır. Bu birimler, NCA'nın mekansal konumunu belirlemek için kullanılır, NCA sinyallerinin tek bir zaman ölçeğine vb.

İki zaman sayıda zaman grubu arasında ayrım yapmak için gelenekseldir:

Astronomik;

Naestronomik.

Ana astronomik referans birimi, 86400'lerde kırılmış ve arazinin, toprak yüzeyinde bulunan sabit bir gözlemci için, göksel alandaki belirli bir sabit referans noktasına göre ekseni etrafını dolaşan ekseni etrafında bir tam tersine çevirir. . Astronomik günün karakteristik bir özelliği, seçilen referans noktasına bağlı olarak (güneşin görünür diskinin merkezi, bahar ekinoks noktası, vb. Noktası), günün farklı süreleri vardır ve isme göre farklılık gösterir.

Yıldız günü. Bahar Equinox'un açısından ardışık iki üst doruk noktası arasında ölçülen zaman aralığı, yıldızlı günler veya aksi takdirde, dünyanın sirkülasyonunun yıldız dönemi denir. Belirli bir Meridian'da ölçülen süre, bu Meridian'ın yerel saati denir. Bu nedenle, Starday durumunda, Meridian'ın yerel saati hakkında konuşurlar.

Yerel saat, Bahar Equinox'un göksel meridyenlere göre pozisyonunun zaman açısıyla ölçülür. Göksel Meridyen kapsamında, Dünya'nın Meridian'ın gök küresinin koşullu yüzeyindeki projeksiyonu anlaşılıyor, bu nedenle saat açısı coğrafi boylama benzer, gözlemcinin saat yönünün tersine saat yönünde saat yönünde sayılıyor ve saatlerce ölçülür, dakika, saniye.

Dünyanın dönme eksesinin, koni - önler boyunca hareketlerden ve küçük salınımlar - nutasyonlar arasındaki hareketlerden oluşan yavaş periyodik hareketler gerçekleştirdiği bilinmektedir. Preekresyon ve ulus, yıldızların tanımında bir hata yapar, çünkü bunlardan dolayı, bahar ekinoks noktası taşınır. Keşke hesaplanırken prekizlik hesaplanırsa, ortalama süre elde edilir. Ne zaman, prekizlik ile birlikte, ikincisi dikkate alınır, ardından gerçek yıldızlı zaman elde edilir. Greenwich Meridyen'de ölçülen yıldızlı zamanlı Greenwich Star Time denir.

Uydu GPS navigasyonu uzun zamandır konumlandırma sistemleri oluşturmak için bir standart olmuştur ve çeşitli izleyicilerde ve gezginlerde aktif olarak kullanılır. Arduino GPS projeleri, teorik vakıfların bilgisine ihtiyaç duymayan çeşitli modüllerle entegre edilmiştir. Ancak bu mühendis ilkeyi ve şemayı bulmak için ilginç olmalıdır gPS işlemleriBu teknolojinin olanaklarını ve sınırlamalarını daha iyi anlamak için.

GPS Operasyon Şeması

GPS, ABD Savunma Bakanlığı tarafından geliştirilen bir uydu navigasyon sistemidir, bu da kesin koordinatları ve zamanı tanımlar. Tüm hava koşullarında dünyanın herhangi bir noktasında çalışır. GPS, üç bölümden oluşur - uydular, Dünya ve Sinyal Alıcıları için istasyonlar.

Son yüzyılın 50'sinde bir uydu navigasyon sistemi oluşturma fikri. Sovyet uydularının lansmanını gözlemleyen bir Amerikan bilim adamı grubu, uydunun sinyalin sinyaline yaklaştığında, sinyal frekansının mesafesi boyunca arttığını ve azaldığını fark etti. Bu, uydunun konumunu ve hızını ölçmenin, yeryüzündeki koordinatlarını bilmesini ve bunun tersi olduğunu anlamayı mümkün kılmıştır. Navigasyon sisteminin geliştirilmesinde büyük bir rol, düşük yeryüzündeki yörüngede uyduların lansmanı ile oynandı. Ve 1973'te, DNSS programı oluşturuldu ("Navstar"), bu programa göre, yeryüzünün yakınında yörüngede uydular başlatıldı. ADI GPS programı aynı 1973'te aldı.

GPS sistemi şu anda sadece askeri alanda değil, sivil amaçlar için de kullanılmaktadır. Küreler gPS Uygulamaları çok:

Mobil Bağlantı;
Plakaların tektoniği - plakaların salınımlarının izlenmesi;
Sismik aktivitenin belirlenmesi;
Uydu Taşıma Takibi - Konumu, araç hızını izleyebilir ve hareketlerini kontrol edebilirsiniz;
Jeodesy - Arazi arazilerinin kesin sınırlarının belirlenmesi;
Haritacılık;
Navigasyon;
Oyunlar, geothythic ve diğer eğlence alanları.

Sistemin en önemli dezavantajı, belirli koşullar altında sinyallerin imkansızlığı olarak kabul edilebilir. GPS çalışma frekansları ondalık dalga aralığında uzanır. Bu, sinyal seviyesine yol açar, yüksek bulutluluk, yoğun ağaç yaprakları nedeniyle azalabilir. Radyo kaynakları, susturucu ve nadir durumlarda manyetik fırtınalar bile normal sinyal şanzımanına da girebilir. Verilerin belirlenmesinin doğruluğu, uydular zeminin üstünde yükseltildiği için iç mekanlarda bozulacaktır.

GPS olmadan navigasyon.

Ana GPS rakibi, Rus GLONASS sistemidir (Global Navigation uydu sistemi). Sistem 2010'dan beri tam çalışmasına başladı, 1995'ten itibaren aktif olarak kullanmaya çalışır. İki sistem arasında birkaç fark var:

Farklı kodlamalar - Amerikalılar CDMA'yı kullanır, Rus sistemi FDMA kullanır;
Farklı Boyutlar - Glonass cihazları daha karmaşık bir model kullanır, bu nedenle cihazların güç tüketimi ve boyutları artar;
ORBIT - Rus sistemindeki uyduların düzenlenmesi ve hareketi, bölge ve daha doğru koordinatların ve zamanın daha doğru bir şekilde belirlenmesini sağlar.
Uydu servisi hayatı - Amerikan uyduları daha iyi yapılır, bu yüzden daha uzun süredir hizmet ederler.

GLONASS ve GPS'e ek olarak, daha az popüler navigasyon sistemleri var - Avrupa Galileo ve Çince Beidou.

Gps açıklaması

GPS Operasyon Prensibi

GPS sistemi aşağıdaki gibi çalışır - sinyal alıcısı uydudan alıcıya sinyal yayılma gecikmesini ölçer. Elde edilen sinyalden, alıcı uydunun bulunduğu yerde veri alır. Uydudan alıcıya olan mesafeyi belirlemek için, sinyal gecikmesi ışık hızı ile çarpılır.

Geometri açısından, navigasyon sisteminin çalışması aşağıdaki gibi gösterilebilir: ortasında uydular, kesişmeli ve kullanıcı bulunur. Kürelerin her birinin yarıçapı sırasıyla buna olan mesafeye eşittir. görünür uydu. Üç uydudan gelen sinyaller, enlem ve boylamda veri elde etmeyi mümkün kılar, dördüncü uydu, nesnenin yüzeyin üzerindeki yüksekliği hakkında bilgi verir. Elde edilen değerler, kullanıcı koordinatını bulabileceğiniz denklem sistemine indirgenebilir. Böylece, kesin bir yer elde etmek için, uyduya aralığın 4 ölçümünü gerçekleştirmek için gereklidir (eğer uygunsuz sonuçları hariç tutursanız, yeterli ölçüm).

Elde edilen denklemlerde yapılan değişiklikler, uydunun hesaplanan ve gerçek pozisyonu arasında bir tutarsızlık yapar. Bunun bir sonucu olarak meydana gelen hata ephemeris denir ve 1 ila 5 metre arasında değişmektedir. Girişim, atmosferik basınç, nem, sıcaklık, iyonosfer ve atmosferin etkisi de katkıda bulunur. Tüm hataların toplam seti, hatayı 100 metreye kadar getirebilir. Bazı hatalar matematiksel olarak elimine edilebilir.

Tüm hataları azaltmak için, Diferansiyel GPS modunu kullanın. İçinde, alıcı, gerekli düzeltmeleri radyo kanalından koordinatlara alır. baz istasyonu. Toplam ölçüm doğruluğu 1-5 metreye ulaşır. Diferansiyel modda, elde edilen verilerin ayarlanması için 2 yöntem vardır - bu, koordinatın kendilerinin kendilerinin düzeltilmesi ve navigasyon parametrelerinin düzeltilmesidir. Tüm kullanıcıların aynı uydulara göre çalışması gerektiğinden, ilk yöntem uygun değildir. İkinci durumda, cihazın karmaşıklığı kendisi önemli ölçüde artmaktadır.

1 cm'ye kadar olan ölçüm doğruluğunu arttıran yeni bir sistem sınıfı var. Doğruluğun üzerindeki büyük bir etki uydular için talimatlar arasında bir açı vardır. Büyük bir köşeyle, konum daha fazla doğrulukla belirlenecektir.

Ölçüm doğruluğu ABD Savunma Bakanlığı tarafından yapay olarak azaltılabilir. Bunu yapmak için, navigasyon cihazlarında özel bir S / A modu yüklenir. Mod, kesin koordinatların belirlenmesinde, düşmana avantajları sağlamamak için askeri amaçlar için tasarlanmıştır. Mayıs 2000'den beri rejim sınırlı erişim İptal edildi.

Tüm hata kaynakları birkaç gruba ayrılabilir:

Yörüngeleri hesaplarken hata;
Alıcı ile ilişkili hatalar;
Sinyalin engellerden tekrarlanan yansıması ile ilişkili hatalar;
İyonosfer, troposferik sinyal gecikmeleri;
Uyduların konumunun geometrisi.

Temel özellikleri

GPS sistemi, 24 yapay toprağın yapay uyduları, yer izleme istasyonları ağı ve navigasyon alıcıları içerir. Gözlem istasyonları, yörüngelerin parametrelerini belirlemek ve kontrol etmek, balistik özellikleri hesaplamak, hareketin yörüngelerinden sapmaların ayarlanması, uzay aracı borunun kontrolü.

GPS navigasyon sistemlerinin özellikleri:

Uydu sayısı - 26, 21 ana, 5 yedek;
Orbital Uçak Sayısı - 6;
Orbit Yüksekliği - 20.000 km;
Uyduların ömrü 7.5 yıldır;
Çalışma frekansları - L1 \u003d 1575.42 MHz; L2 \u003d 12275,6 MHz, güç 50 W ve 8 W, sırasıyla;
Navigasyon tanımının güvenilirliği -% 95.

Gezinme alıcıları birkaç türdür - taşınabilir, sabit ve havacılık. Alıcılar ayrıca bir dizi parametre ile karakterize edilir:

Kanal sayısı - modern alıcılar 12 ila 20 kanaldan kullanılır;
Anten tipi;
Kartografik desteğin varlığı;
Ekran tipi;
Ek fonksyonlar;
Çeşitli Özellikler - malzemeler, güç, nem koruması, hassasiyet, hafıza ve diğer.

Gezginin kendisinin ilkesi - her şeyden önce, cihaz navigasyon uydusuna başvurmaya çalışıyor. Bağlantı ayarlandığı anda, ALMANAC iletilir, yani bir navigasyon sistemi içinde bulunan uydu yörüngeleri hakkında bilgidir. Tek başına bir uydu ile iletişim, kesin bir yer elde etmek için yeterli değildir, böylece kalan uydular, sapmaları, öfke katsayıları ve diğer parametreleri belirlemek için gerekli efemeritlerini iletir.

Soğuk, sıcak ve sıcak start GPS Navigator

Navigator'u ilk kez açma veya uzun bir aradan sonra, veri elde etmek için uzun bir beklentiye başlar. Uzun zamandır Beklentiler, Gezgin hafızasında almanak ve efemerid olmadığı gerçeğinden kaynaklanmaktadır, bu nedenle cihaz, verileri almak veya güncellemek için bir dizi eylem gerçekleştirmelidir. Bekleme süresi veya sözde soğuk başlangıç \u200b\u200bzamanı, çeşitli göstergelere bağlıdır - alıcının kalitesi, atmosferin durumu, gürültü, görünürlük bölgesindeki uydu sayısı.

Çalışmanızı başlatmak için, Navigator gerekir:

Bir uydu bulun ve onunla iletişim kurmak;
Almanac'ı alın ve hafızaya kaydedin;
Uydudan ephemeridleri edinin ve onları kurtarın;
Daha fazla üç uydu bulun ve onlarla bağlantı kurun, onlardan ePhemerides alın;
Ephemerid ve uydu yerleri kullanarak koordinatları hesaplayın.

Sadece dönemin tamamını geçtikten sonra, cihaz çalışmaya başlayacaktır. Böyle bir fırsat ve denilen soğuk başlangıç.

Sıcak başlangıç, soğuktan önemli ölçüde farklıdır. Navigator'un hafızasında halihazırda halihazırda mevcut olan Almanac ve Ephemerida. Almanac için veri 30 gün boyunca geçerlidir, Ephemerid - 30 dakika içinde. Bundan, cihazın kısa bir süre için kapatıldığını takip eder. Sıcak bir çalışmada, algoritma daha kolay olacaktır - Cihaz uyduyla iletişim kurar, gerekirse, efemeridleri günceller ve yeri hesaplar.

Sıcak bir başlangıç \u200b\u200bvar - bu durumda, almanaklar ilgilidir ve efemeridlerin güncellenmesi gerekir. Bu sefer sıcak bir başlangıçtan biraz daha fazla harcanır, ancak soğuktan önemli ölçüde azdır.

Kendi yapımı GPS modüllerinin satın alınması ve kullanımındaki kısıtlamalar

Rus mevzuatı, üreticilerin alıcıları belirleme doğruluğunu azaltmalarını gerektirir. Yetersiz doğrulukla çalışmak, yalnızca kullanıcının özel bir lisansı varsa yapılabilir.

Ban B'nin altında Rusya Federasyonu Bilginin alınması için tasarlanmış özel teknik araçlar vardır (STS NPI). Bunlar, taşıma hareketi ve diğer nesnelerin hareketi üzerinde seyredilen GPS izleyicileri içerir. Yasadışı ana özelliği teknik araçlar - onun gizliliği. Bu nedenle, cihazı satın almadan önce, özelliklerini dikkatlice incelemek gerekir, görünümVarlık için gizli fonksiyonlar, hem de gerekli uygunluk sertifikalarını görün.

Bir cihazın satıldığı şeyin de önemlidir. Demonte bir formda, cihaz STS NPI'ye ait olmayabilir. Ancak toplanırken, bitmiş cihaz zaten yasaklanabilir.

Konumunuzun, hem karada hem de denizde, ormanda ya da şehirdeki tanımı, son yüzyılların olduğu gibi bugün aynı güncel. Radyo dalgalarının açılışının dönemi, navigasyon görevini önemli ölçüde basitleştirdi ve birçok yaşam ve aktivite alanında insanlık için yeni umutlar açtı ve Koordinatların belirlenmesinde çok büyük bir atılım olasılığının açılmasıyla, Dünyadaki nesne konumu yapıldı. Koordinatları belirlemek için, yörüngede bulunan uydulardan gerekli bilgileri alan bir uydu navigasyon sistemi kullanılır.

Şimdi, dünyada iki global koordinat tanımı sistemi var - Rus GLONASS ve AMERİKAN NAVSTAR, GPS olarak bilinen (kısaltma başlığı Global Pozisyon sistemi - Global Konumlandırma Sistemi).

Glonass uydu navigasyon sistemi Sovyetler Birliği'nde icat edildi. Geçen yüzyılın başlarında ve ilk testler 1982'de yapıldı. Savunma Bakanlığı'nın emriyle geliştirildi ve operasyonel küresel yer navigasyonu için uzmanlaştı. -Moving nesneleri.

Amerikan GPS navigasyon sistemi, yapısındaki, randevu ve işlevsellik, GLONASS'a benzer ve ayrıca ABD Savunma Bakanlığı'nın emriyle geliştirilmiştir. Zemin nesnesinin koordinatları olarak yüksek doğrulukla belirleme ve geçici ve yüksek hızlı bağlanma yapabilme yeteneğine sahiptir. Navstar, orbit 24 navigasyon uydularında, dünyanın tüm yüzeyinde sürekli bir gezinme alanı sağlar.

Uydu navigasyon sistemi Alıcısı (GPS Navigator veya) uydulardan sinyaller alır, onlara olan mesafeleri ölçer ve ölçülen aralıkta, koordinatlarını belirleme görevini çözer - enlem, boylam ve 4 veya daha fazla uydudan sinyal alırken - deniz seviyesinden yükseklikler , hız, yön (kurs) yola çıktı. Navigator, sinyal alımı olan bir alıcı, işlemeleri ve navigasyon hesaplamaları için bir bilgisayar, navigasyon ve servis bilgilerini görüntülemek için bir ekran ve cihazın çalışmasını kontrol etmek için bir klavye içerir.

Bu tür alıcılar, direksiyon kütüklerinde ve panolarda kalıcı bir kurulum için tasarlanmıştır. Ana özellikleri şunlardır: uzak bir anten ve beslenme varlığı dış kaynak doğru akım. Alfanümerik ve grafik bilginin gösterimine sahip genellikle büyük sıvı kristal tek renkli ekranlardır.

:

Küçük gemiler için tasarlanmış yüksek özelliklere sahip kompakt su geçirmez GPS / DGPS / WAAS alıcısı. Şirketten bu GPS alıcısı, ek DGPS / WAAS diferansiyel değişiklikleri kabul edebilir ve işleyebilir. Bu özellik, radyo işaretinden veya Geostationary uydularından düzeltmeleri sağlar, 5 metrenin üzerindeki doğruluk kullanın.

Yeni (d) Diferansiyel değişikliklerin yerleşik alıcısı GPS Navigator. Conta teknolojisi, yüksek aralıklı rotalar yaratmanızı sağlar. Uzun mesafeler ve ortodromik (GC) için locodromic kursu (RL) seçmek mümkündür.

Döşeme teknolojisi ile yol, çok çeşitli rotalar yaratmanıza olanak sağlar. Uzun mesafeler ve ortodromik (GC) için locodromic kursu (RL) seçmek mümkündür.

Sabit alıcılar geniştir fonksiyonellik, özellikle denizde kullanım için profesyonel cihazlar. Çok miktarda hafızaya sahipler, çeşitli navigasyon görevlerini çözme olasılığı ve arayüzleri, geminin navigasyon sistemine dahil olma olasılığını sağlar.

:

Bu, her türlü için tasarlanmış modern bir GLONASS / GPS navigasyon uydu uydu uydu uzatmasıdır.

Deniz navigasyonu alanındaki en son başarılarla radyo kompleksi uzmanları tarafından geliştirilmiştir. RK-2006, GLONASS ve GPS gibi halihazırda konuşlandırılmış uydu gruplarının sinyallerini alabilme yeteneğine sahiptir, ancak aynı zamanda Avrupa ve Asya konumlandırma sistemlerinin vaat edilmesi, bu, koordinatlarını belirlemek için bu gürültü bağışıklığı ve herhangi bir sistem tarafından korunan bir güvenlik sağlar. gemi ve onun kursu ve hızı.

Deniz Radyo Navigasyon Ekipmanları Güney Koreli Üreticisi'nden Global Navigation Uydu Sistemleri GPS ve Glonass Alıcısı SAMYUNG ENC CO., LTD - SGN-500.

Kombine alıcılarda GLONASS ve GPS kullanırken (hemen hemen tüm GLONASS alıcıları birleştirilir) Koordinatların belirlenmesinin doğruluğu, çok sayıda görünür ka ve iyi karşılıklı konumu nedeniyle neredeyse her zaman "mükemmel "dir.

Navigasyon bilgilerini görüntüleyin

GLONASS / GPS alıcılarında, bilgileri görüntülemenin iki yolu kullanılır: alfanümerik ve grafik (bazen "psödografik" terimi) kullanılır.

Alınan bilgileri görüntülemek için alfasayısal yöntem:

rakamlar (koordinatlar, hız yoluyla geçti vb.)
dijital verileri açıklayan edebi kombinasyonlar - genellikle kelime öbekleri (örneğin, MOV - "Yönetim Kurulu Üzerinden" veya Rusça - "Adam Davana!"
kelimeleri azaltma (örneğin, SPD - Hız - Hız, Trk - Track - Route), WayPoint adları. GPS tekniğinin ilk aşamasında saf formundaki bilginin alfanümerik gösterimi kullanılmıştır.

Ekranın grafik yöntemi, taşıyıcının hareketinin (gemi, araba, insan) hareketinin niteliğini temsil eden ekranda oluşan çizimler kullanılarak gerçekleştirilir. Çeşitli firmaların cihazlarındaki grafikler neredeyse aynıdır ve bir kural olarak, detaylı olarak değişir. En yaygın çizimler:

elektronik pusula (manyetik ile karıştırılmaması!)
grafik Motion Pointer
İz hareketi, rotalar
yol noktaları için semboller
gemi koordinatları
yol noktasında yön
hız

Özellikler:

Konum Koordinatlarının Belirlenmesinin Doğruluğu

Yerin koordinatlarını belirleme doğruluğu temel gösterge Herhangi bir navigasyon sistemi, değerinden bağımsız olarak, geminin döşenen rotayı ne kadar doğru takip edeceğini ve yakındaki mele veya taşlara girecektir.

Aletlerin doğruluğu genellikle standart hatanın (SCS) değeri ile değerlendirilir - ölçümlerin% 72'sinin düşmesi veya% 95'e karşılık gelen maksimum bir hata. Çoğu üretici firması, en fazla 50 metrelik hataya karşılık gelen 25 metrelik GPS alıcılarını tahmin ediyor.

Navigasyon özellikleri

GLONASS / GPS alıcılarının navigasyon yetenekleri, içinde bulunan cihaz, rotalar ve rota noktaları tarafından hafızaya alınan yol noktaları sayısını karakterize eder. Parçaların altında, modernin yüzeyindeki karakteristik noktaları gezinebileceği anlaşılmaktadır, modele bağlı olarak, 500 ila 5.000 yol noktasına ve 20-30 puandan 20-30 puandan 20-50 rota.

Herhangi bir alıcıdaki yol noktalarına ek olarak, seyahat ettiğini kaydetmek ve korumak için bir puan stoğu vardır. Bu miktar, profesyonel gezginlerde 1000 ila birkaç on binlerce puandan ulaşabilir. Kaydedilen parça geri dönmek için kullanılabilir.

Eşzamanlı olarak izlenen uyduların sayısı

Bu gösterge, gezinticinin kararlılığını ve en yüksek doğruluğu sağlama olasılığını karakterize eder. Konumun iki koordinatını belirlemek için - boylam ve enlem - 3 uyduları aynı anda izlemeniz ve dördün yüksekliğini belirlemeniz gerekir. Modern GLONASS / GPS NavigasyonlarıGiyilebilir bile, sırasıyla 8 veya 12 uydu, sinyalleri eşzamanlı olarak kabul etme ve izleme yeteneğine sahip 8 veya 12 kanallı alıcıya sahiptir.

Bugün GPS'nin ne olduğu hakkında konuşacağız, bu sistem nasıl çalışıyor. Bu teknolojinin gelişimine dikkat edeceğiz, İşlevsel özellikler. Ayrıca, sistemin çalışmalarında etkileşimli kartların hangi rolü oynadığını tartışın.

GPS görünümünün tarihi.

Küresel bir konumlandırma sisteminin ortaya çıkmasının veya koordinatların belirlenmesinin tarihi, ilk Sovyet uydusunun uzaya fırlatılması sırasında Amerika Birleşik Devletleri'nde uzakta 50'lerde başlamıştır. Başlatmayı takip eden Amerikan bilim adamlarının tuzu, bir mesafede, uydunun eşit bir şekilde sinyal sıklığını değiştirdiğini fark etti. Verilerin derin bir analizinden sonra, bir uydu yardımı ile, daha ayrıntılı olarak konuşursak, konumunu ve yayınlanan sinyali, dünyadaki insan hareketinin temelini ve hızını doğru bir şekilde belirleyebilirler. Tam insan koordinatlarını belirlerken, uydunun tam tersi, yörüngede hızı ve temeli olarak. Yetmiş yılların sonuna kadar, ABD Savunma Bakanlığı GPS sistemini kendi amaçları için başlattı ve birkaç yıl içinde sivil uygulamalar için hazır hale geldi. GPS sistemi şimdi nasıl çalışır? Tam olarak aynı ilke ve temellere göre tam olarak çalıştığı gibi.

Uydu ağı

Yirmiden fazla dört uydudan fazla bir yörüngede yer alan yörüngede bağlayıcı radyo sinyallerini iletir. Uyduların sayısı değişir, ancak yörüngede kesintisiz çalışmaları sağlamak için her zaman doğru sayıdır, artı bazıları stokta bulunur, böylece bir arıza durumunda, işlevlerini kendilerine almak için bir arıza durumunda. Her birinin hizmet ömrü yaklaşık 10 yaşında olduğundan, yeni, yükseltilmiş sürümlerin piyasaya sürülmesi başlatıldı. Uyduların dönmesi, 20 bin km'den daha az bir yükseklikte toprak etrafındaki altı yörüngede meydana gelir, GPS istasyonları tarafından kontrol edilen birbirine bağlı bir ağ oluşturur. Tropik adalarda son zamanlar vardır ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ana odak noktası ile ilişkilendirilir.

GPS Navigator nasıl çalışır?

Bu ağ sayesinde, sinyalin uydulardan geçmedeki gecikmeyi hesaplayarak ve koordinatları belirlemek için bu bilgileri kullanarak konumu bulabilirsiniz. GPS sistemi şimdi nasıl çalışır? Alandaki herhangi bir navigasyon şebekesi gibi - tamamen ücretsizdir. Tüm hava koşullarında ve günün herhangi bir saatinde yüksek verimlilik ile çalışır. Olması gereken tek satın alma, GPS Navigator'un kendisi veya GPS işlevlerini destekleyen bir cihazdır. Aslında, gezinticinin çalışma prensibi, uzun kullanılmış bir navigasyon şemasına dayanır: İşaretçi nesnesinin nerede olduğunu tam olarak biliyorsanız, referans noktasının rolü için en uygun olanı ve ondan olan mesafeyi, çizin noktasının konumunuzu işaret ettiği bir daire. Çemberin yarıçapı büyükse, daha sonra düz bir çizgi ile değiştirin. Böyle bir çizgileri belirteçlere doğru olası konumdan geçirin, doğrudan Kavşak Noktası haritadaki koordinatlarınızı gösterecektir. Bu durumda yukarıda belirtilen uydular, bu işaretleyici nesnelerinin rolünü yaklaşık 18 bin km uzaklıkta bulunur. Bunların yörüngesinde dönmesi ve büyük bir hızda ortaya çıkmasına rağmen, konum sürekli izlenir. Her navigatör, istenen frekansa programlanan ve uydu ile doğrudan etkileşime giren bir GPS alıcısına sahiptir. Her radyo sinyalinde belli bir miktar Uydunun Teknik Durumu ile ilgili bir bildiri içeren kodlanmış bilgiler, yerin yörüngesinde yer ve saat dilimi (tam zaman). Bu arada, tam zamanlı bilgi, koordinatlarınızda veri elde etmek için en çok ihtiyaç duyulur: Radyo sinyalinin geri dönüşü ve alımı arasındaki sürenin zaman hesaplaması, radyo dalgasının kendisinin ve mesafesinin hızıyla çarpılır. Navigasyon enstrümanınızın ve yörüngede uydu arasında kısa vadeli hesaplamalar ile hesaplanır.

Senkronizasyon karmaşıklığı

Bu navigasyon prensibine dayanarak, koordinatlarınızı kolayca belirlemek için, işaretlerinizi kolayca bulacak olan ve sonunda - bulunduğunuz yerdeki yerlere dayanarak sadece iki uydunun gerekli olabileceği varsayılabilir. Ancak, ne yazık ki, teknik nedenlerle başka bir uydunun bir işaretleyici olarak kullanılmasını gerektirir. Asıl sorun, uydularla yeterli senkronizasyona izin vermeyen GPS alıcısının saatidir. Bunun nedeni, zaman ekranındaki farktır (gezgin ve uzayda). Uydularda, atomik olarak pahalı yüksek kaliteli saatler vardır, bu da zamanını en üst doğrulukla hesaplamalarına izin verirken, sıradan alıcılar hakkında, bu tür kronometreler sadece imkansızdır, çünkü kullanım alanları, maliyet, operasyondaki karmaşıklık olmazdı Onları her yere uygulamalarına izin verin. 0,001 saniyede küçük bir hata bile, koordinatları 200 km'den daha fazla tarafa kaydırabilir!

Üçüncü marker

Böylece, geliştiriciler, normal kuvars saatlerini GPS Navigors'larında bırakmaya karar verdiler ve daha kesin bir şekilde konuşursak, daha önce iki uydu oryantasyonu yerine - sırasıyla, sonraki kesişme için çok sayıda çizgi. Sorunun çözümü, zekice basit bir çıkış üzerine inşa edilmiştir: Tüm satırların üç belirteçten kesiştiği ile, olası yanlışlıklarda bile, ortadaki bir üçgen şeklinde bir bölge oluşturulur. yer. Ayrıca, alıcının zamanındaki farkı ve her üç uydunun (farkın aynı olacaktır) farkı tanımlamanıza olanak tanır (bunun için aynı olacaktır), çizgilerin tamamen merkezdeki çizgilerin kesişimini ayarlamanıza olanak tanır, basitçe konuşurken, GPS'inizi belirler. koordinatlar.

Bir frekans

Ayrıca, tüm uyduların cihaz bilgilerinize bir frekansta gönderildiği ve oldukça sıradışı olduğu belirtilmelidir. Bir GPS-Navigator nasıl çalışır ve tüm bilgilerin nasıl doğru algıladığı, eğer tüm uydular sürekli ve aynı anda ona bilgi gönderir mi? Hatta oldukça basit. Kendimizi belirlemek için bir uydudaki vericiler, şifreli kodun bulunduğu standart bilgilere bir radyo sinyalinde gönderilir. Uydunun maksimum özelliklerini bilgilendirir ve cihazınızın veritabanına girilir ve ardından verileri uydudan NAVIGATOR veritabanıyla kontrol etmenizi sağlar. Ne zaman bile büyük miktarlar Reach bölgesindeki uydular belirlemek çok hızlı ve kolaydır. Bütün bunlar tüm diyagramın tamamını basitleştirir ve GPS Navigorcors'ta daha küçük kullanmanıza ve daha düşük alım antenlerini kullanmanızı sağlar; bu, maliyeti azaltır ve cihazların tasarımını ve boyutlarını azaltır.

Gps kartları

GPS kartları cihazınıza ayrı olarak yüklenir, çünkü hareket etmek istediğiniz alanın seçimini etkiler. Sistem yalnızca gezegendeki koordinatlarınızı oluşturur ve zaten kart özelliği, ekrandaki grafik sürümünü, hangi koordinatların uygulanacağı, arazide gezinmenize olanak tanır. GPS bu durumda nasıl çalışır? Ücretsiz olarak, böyle bir durumda kalmaya devam ediyor, bazı çevrimiçi mağazalardaki kartlar (sadece değil) hala ödenir. Genellikle, kartlarla çalışmak için ayrı uygulamalar genellikle GPS Navigator'u olan cihaz için oluşturulur: Hem ödenmiş hem de ücretsiz. Kartın türü hoş bir şekilde sürprizler ve yolun A noktasından B noktasına mümkün olduğunca bilgilendirici olarak ve tüm olanaklarla ayarlamanıza olanak sağlar: Neler göreceksiniz, varış yerinin en kısa yolu, sesli asistanyönü ve diğerlerini belirten.

Ek GPS Ekipmanları

GPS sistemi, yalnızca istediğiniz yolu belirtmek için değil. Beacon'un sözde olabileceği nesneyi veya bir GPS izleyicisinin çevrelemenizi sağlar. Nesnenin bulunduğu yeri hakkında bilgi aktarmak için GSM, 3GP veya diğer iletişim protokollerine dayanan bir sinyal ve vericinin alıcısından oluşur. servis merkezleriKontrolü yapmak. Birçok endüstride kullanılırlar: güvenlik, tıbbi, sigorta, taşıma ve diğerleri. Ayrıca, sadece arabaya bağlı olan otomotiv izleyicileri de vardır.

Sorunsuz seyahat etmek

Her gün haritanın değerleri ve kalıcı bir pusula geçmişe daha ileri gidiyor. Modern teknolojiler Bir kişinin, en heyecan verici ve ilginç yerleri görürken, minimum zaman kaybı, çaba ve fon kaybı için yolunu açmasına izin verin. Bugün bir asır önce harika olan şey, bugün gerçekleşti ve pratik olarak her biri şundan yararlanabilir: Askeri, denizcilerden ve uçakların turistlere ve kuryelere kadar. Şimdi bu sistemlerin ticari, eğlence, reklam endüstrileri için kullanımı, her girişimcinin küresel dünya haritasında kendisini gösterebileceği büyük bir popülerlik kazanıyor ve onu bulmak zor olmayacak. Bu makalenin, GPS ile ilgilenen herkese, nasıl çalıştığına göre, hangi prensibin koordinatlarının belirlenmesinin, güçlü ve zayıf yönlerinin ne olduğuna göre nasıl çalıştığını umuyoruz.