Vă mulțumim pentru sprijinul acordat!
Un pic de istorie.
Așa cum se întâmplă de multe ori cu proiecte high-tech, a inițiat elaborarea și punerea în aplicare a unui sistem de GPS (Global Positioning System - Global Positioning System) a devenit armata. Proiectul este o rețea prin satelit pentru a determina coordonatele în timp real, oriunde în lume, a fost numit (sistem de navigație cu calendarul și variind - sistemul de navigație determinare a timpului și a distanței) NAVSTAR, în timp ce acronimul GPS a venit mai târziu, atunci când sistemul a început să fie utilizate nu numai în apărare, dar, de asemenea, în scopuri civile.
Încercați să înțeleagă, în termeni generali, cum de a construi Global Positioning System, apoi apăsați pe un număr de aspecte ale utilizatorului. Examinarea, de asemenea, începe de la principiul stabilirii intervalului sistemului de navigație de bază spațiu de lucru.
Măsurarea Algoritm distanță din punct de vedere la satelit.
Ea variind în funcție de calculul distanței de propagare a semnalului de întârziere timp de la satelit la receptor. Dacă știți timpul de propagare a semnalului radio, apoi le-a trecut la calea este ușor de calculat prin simpla înmulțirea timp cu viteza luminii.
Fiecare sistem prin satelit GPS-ul generează în mod continuu unde radio de două frecvențe - L1 = L2 = 1575.42MGts și 1227.60MGts. puterii emițătorului este de 50 wați și, respectiv, 8. Semnalul de navigație este un PRN cod pseudoaleator fazovomanipulirovanny (cod Pseudo de numere aleatorii). PRN este de două tipuri: în primul rând, C / A-cod (cod grosier de achiziție - codul dur), folosite în receptoarele civile, al doilea P-cod (cod de precizie - codul exact) este utilizat în scopuri militare, precum și, uneori, pentru a rezolva problemele geodezie și cartografie. Frecventa L1 este modulat ca C / A și P-cod, există frecvență L2 numai pentru transmiterea P-cod. Pe lângă acestea, există și un Y-cod este un P-cod criptat (în sistem cifru timp de război poate fi modificat).
Perioada repetiția de cod este destul de mare (de exemplu, P-cod este egal cu 267 de zile). Fiecare receptor GPS are propriul generator, care funcționează pe aceeași frecvență și semnalul de aceeași baseband lege ca generator al satelitului. Astfel, intervalul de timp între secțiunile de cod identice primite de la satelit și generat în mod independent, este posibil să se calculeze timpul de propagare și deci distanța la satelit.
Una dintre problemele tehnice majore metoda descrisă mai sus este ceasul de sincronizare din satelit și receptor. Chiar si mic de standardele de eroare convențională poate duce la o mare eroare în determinarea distanței. Fiecare satelit poarta un ceasuri atomice extrem de precise. Este clar că pentru a stabili o piesă similară în fiecare receptor nu este posibilă. Prin urmare, unele redundanță în datele necesare pentru referințe lipsite de ambiguitate la zona (mai mult pe acest lucru mai târziu) este utilizat pentru a corecta erorile în determinarea coordonatelor erorilor construite în radio cu ceas.
Cu excepția semnalelor de navigație, satelitul transmite continuu informații aeriene de diferite tipuri. Receptorul recepționează, de exemplu, efemeridele (precis orbital prin satelit de date), întârziat de propagare a semnalului de predicție în ionosferă (deoarece viteza modificărilor de lumină cu trecerea diferitelor straturi atmosferice), precum și informații cu privire la sănătate prin satelit (așa-numitul „Almanahul“ conținând actualizate la fiecare 12.5 informații minut privind statutul și orbitele tuturor sateliților). Aceste date sunt transmise la o viteză de 50 biți / s la frecvențe L1 sau L2.
Principii generale de poziționare cu GPS.
Baza ideii de determinare a coordonatelor GPS-receptor este de a calcula distanța de la ea la mai mulți sateliți, din care locația este asumată cunoscută (aceste date sunt conținute în almanahul primit de la satelit). În metoda topografie pentru calcularea poziției obiectului prin măsurarea distanței față de punctul cu coordonatele date numite trilateration.
Dacă distanța A este cunoscută unui satelit, receptorul nu poate determina coordonatele (poate fi amplasat în orice punct al sferei de rază A, descris în jurul satelitului). Lăsați distanța cunoscută în receptor dintr-un al doilea satelit. În acest caz, determinarea coordonatelor nu este posibilă și - obiectul este localizat undeva pe cercul (este prezentat în albastru în figura 2), care este intersecția a două sfere. Distanța C la al treilea satelit reduce incertitudinea în coordonatele a două puncte (notate cu două puncte albastre groase în Figura 2). Acest lucru este suficient pentru a determina în mod unic coordonatele - faptul că cele două posibile puncte de receptor de locație, doar unul este pe pământ (sau în imediata apropiere a acestuia), iar al doilea, fals, este fie adânc în pământ, sau foarte ridicat deasupra ei de suprafață. Astfel, teoretic, pentru o navigație tridimensională este suficient să se cunoască distanța de la receptor la trei sateliți.
Cu toate acestea, toate nu este atât de simplu în viață. Argumentele de mai sus au fost făcute pentru cazul în care distanța de la punctul de observație a sateliților sunt cunoscute cu certitudine absolută. Desigur, indiferent cât de ingineri a excelat întotdeauna apare o eroare (cel puțin indicat în secțiunea anterioară sincronizarea incorectă a ceasului receptor și viteza luminii prin satelit, în funcție de starea atmosferei și altele asemenea). Prin urmare, pentru a determina coordonatele tridimensionale ale receptorului implicate nu trei, cel puțin patru sateliți.
După primirea semnalului de la patru (sau mai multe) sateliți, căutările receptor pentru intersecția zonelor respective. În cazul în care nici un astfel de punct, procesorul receptor începe prin aproximări succesive să se adapteze la orele de atâta timp cât nu va reuși intersecția tuturor zonelor la un moment dat.
Trebuie remarcat faptul că precizia de poziționare este asociat nu numai cu un calcul precis al distanței de la receptor la sateliți, dar magnitudinea de sateliți de referință de locație de eroare în sine. Pentru a controla și coordona orbitele sateliților, există stații de urmărire a patru sol, sisteme de comunicații și centrul de control, controlat de Departamentul Apararii al SUA. stații de urmărire monitorizează în mod constant sistemul și toate sateliți transmite date pe orbitele lor în centrul de control, în cazul în care elementele rafinate calculate traiectoriile și corecțiile ceas prin satelit. Acești parametri sunt introduse în almanah și transmise de sateliți, iar cei, la rândul său, trimite informații către toate receptoarele de operare.
Pe lângă cele de mai sus, există o mulțime de sisteme speciale care măresc precizia de navigație - de exemplu, circuit special de procesare a semnalului reduce eroarea de (semnal direct prin satelit interacțiune cu reflectate, de exemplu, clădiri) interferență. Nu vom îngropa în caracteristicile funcționării acestor dispozitive, nu complica inutil textul.
După desființarea modului descris mai sus de acces selectiv receptoarelor civile „sunt legate de zona“, cu o precizie de 3-5 metri (înălțimea este determinată cu o precizie de circa 10 metri). Aceste cifre corespund recepția simultană a semnalelor de la sateliți 6-8 (cele mai multe dispozitive moderne au receptor cu 12 canale permite prelucrarea simultană a informațiilor de la sateliți 12).
reduce Calitativ eroarea (câțiva centimetri) într-un mod de măsurat în coordonate permite așa-numita corecție diferențială (DGPS - GPS Differential). Modul diferențial este utilizarea a două receptoare - unul este încă la un punct cunoscut si este numit „de bază“, iar al doilea, ca și mai înainte, este mobil. Datele obținute receptor de bază, utilizat pentru corectarea informațiilor colectate de către un dispozitiv mobil. Corecția poate fi realizată în timp real, iar când „off-line“ de prelucrare a datelor, cum ar fi un calculator.
Trebuie remarcat faptul că principalii clienți ai corecție diferențială sunt servicii geodezice si topografice - pentru utilizatorul privat DGPS nu este de interes, din cauza costului ridicat (pachetul Omnistar în Europa costă mai mult de 1500 $ pe an) și echipamente de greoaie. Și este puțin probabil ca în viața de zi cu zi, există situații în care este necesar să se cunoască coordonatele lor geografice absolute cu o precizie de 10-30 cm.
În cele din urmă, o parte poveste a aspectelor „teoretice“ ale funcționării GPS, aș spune că România și, în cazul navigației prin satelit a căzut propria cale și este în curs de dezvoltare propriul sistem GLONASS (Sistem de navigație globală prin satelit). Dar, din cauza lipsei de investiții adecvate în prezent pe orbită sunt doar șapte luni de douăzeci și patru de necesare pentru funcționarea normală a sistemului ...
ghidul de note subiective GPS scurte.
Când dispozitivul începe procesul de colectare de informații de la sateliți, și animație nepretențios (filare glob) apare pe ecran. După inițializarea inițială (care are loc în câteva minute deschis), pe display apare harta cerului primitiv cu numere de sateliți vizibili, iar următoarea - histograma care indică puterea semnalului fiecărui satelit. De asemenea eroare indicat de navigație (în metri) - mai mulți sateliți vede aparatul, astfel încât, desigur, va fi mai mult determinarea exactă a coordonatelor.
Interfata GPS II + este construit pe principiul „transforma paginile de“ pagini (pentru ea chiar are un buton pagina speciala). „Pagina Sateliți“ a fost descrisă mai sus, și, în plus față de aceasta, există „Navigare în pagină“, „carte“, „Întoarcerea acasă“, „pagina de meniu“ și multe altele. Trebuie remarcat faptul că dispozitivul nu este dezvăluită rusificat, dar chiar și cu o slabă cunoaștere a limbii engleze poate înțelege munca lui.
În pagina apare navigare: coordonatele geografice absolute, distanța parcursă, instantanee și viteza medie, altitudinea, timpul și mișcarea, în partea de sus a ecranului, busola electronică. Trebuie să spun că înălțimea este determinată cu mult mai mare precizie decât cele două coordonate orizontale (în acest sens, există o notă specială în manualul), care împiedică utilizarea GPS-ului, de exemplu, pentru a determina înălțimea paragliding. În schimb, viteza instantanee calculată extrem de precise (în special pentru obiecte în mișcare rapidă), ceea ce face posibilă utilizarea dispozitivului pentru determinarea vitezei snowmobilul (vitezometre, care au tendința de a minți în mod semnificativ). Pot da un „sfat rău“ - a lua o mașină, deconectați vitezometrul (că el în medie mai puțini kilometri - după efectuarea plății este adesea proporțională cu distanța parcursă), iar viteza și distanța parcursă este determinată de GPS (deoarece el poate efectua măsurători atât în mile și kilometri ).
Viteza medie este determinată de mai multe țări algoritm - timp în jos (în cazul în care viteza instantanee este zero) în calcule nu iau în considerare (este mai logic, în opinia mea, ar fi ușor să împartă distanța parcursă de timpul total de călătorie, dar creatorii GPS II + ghidat de un alt consideraţii).
Distanța parcursă este afișată pe „hartă“ (destul de dispozitiv de memorie 800 km - cu un termen mare șterge automat cea mai veche etichetă), așa că, dacă doriți, puteți vedea schema peregrinărilor lor. Scara hărții variază de la zeci de metri până la sute de kilometri, care este, fără îndoială, foarte convenabil. Cel mai remarcabil este faptul că există coordonatele principalelor centre populate ale lumii în memoria dispozitivului! SUA, desigur, este reprezentată mai detaliat (de exemplu, toate părțile din Boston sunt prezente pe hartă cu numele) decât România (aici numai pentru localizarea orașe precum București, Tver, Podolsk, etc). De exemplu, imaginați-vă că sunteți în călătorie de la Moscova la Brest. Găsiți în memoria navigator „Brest“, apăsați un buton special „GO TO“, și afișează direcția locală a mișcării dumneavoastră; direcția globală la Brest; numărul de kilometri (într-un curs drept), restul până la destinație; Viteza medie și ora estimată a sosirii. Și astfel oriunde în lume - cel puțin în Republica Cehă, chiar și în Australia, cel puțin în Thailanda ...
Nu mai puțin util este așa-numita funcție de resetare. Dispozitivul de memorie poate înregistra până la 500 de puncte (puncte intermediare). Fiecare punct utilizatorul poate apela la discreția sa (de exemplu, DOM, dacha și altele) sunt de asemenea furnizate diverse piktrogrammki pentru informații de afișare. Inclusiv revenirea funcției la punctul (fie pre-înregistrate), proprietarul navigator primește aceleași caracteristici ca și în cazul descris mai sus, cu Brest (adică distanța până la punctul, timpul estimat de sosire și restul). Eu, de exemplu, a fost un astfel de caz. Ajuns la Praga cu mașina și stând în hotel, prietenul meu și m-am dus la centrul orașului. Lăsând mașina în parcare, a mers să rătăcească. După trei ore de mers pe jos fără rost și cină în restaurant, ne-am dat seama că nu-mi amintesc unde am lăsat mașina. Pe stradă noaptea, noi - pe una din străzile mici ale unui oraș necunoscut ... Din fericire, înainte de a părăsi masina, am scris locația sa în Navigator. Acum, prin apăsarea câteva butoane de pe dispozitiv, am constatat că mașina se află la 500 de metri distanță, iar în decurs de 15 minute, am ascultat muzică liniștit, la poziția cu mașina la hotel.
În plus față de marca de circulație este înregistrată pe o linie dreaptă, care nu este întotdeauna confortabil într-un mediu urban, oferă funcția TrackBack Garmin - se întoarce pe drum. Aproximativ vorbind, curba de mișcare este aproximat printr-un număr de secțiuni drepte și etichetele sunt plasate la punctele de fractură. Fiecare porțiune de navigator rectilinie ghideaza utilizatorul la cel mai apropiat tag-ul după atingerea ei ca o comutare automată la următoarea etichetă. caracteristică extrem de la îndemână atunci când conduceți o mașină pe teren necunoscut (semnalul de la sateliți, prin construirea, desigur, nu se trece, prin urmare, pentru a obține date cu privire la coordonatele lor într-o carcasă dens, este necesar să se uite mai mult spațiu sau mai puțin deschise).
Nu se va îngropa în continuare în descrierea funcțiilor dispozitivului - crede-mă, altele decât cele descrise în ea există o mulțime de loțiuni plăcute și necesare. O schimbare orientarea de afișare care este - (. Vezi Fig.3) aparatul poate fi utilizat atât în orizontală (automobile) și în poziție verticală (mers pe jos).
Unul dintre principalele farmecele ale utilizatorului GPS, cred că lipsa de taxe pentru utilizarea sistemului. Cumparata odată ce dispozitivul - și bucurați-vă!
Concluzie.
Dar, în orice unguent zbura în unguent acolo. În acest caz, ca și ultimul act legile romane. Nu trebuie să vorbim despre aspectele juridice ale GPS-navigatoare utilizare în România (ceva despre el poate fi găsit aici), observ doar că dispozitivele de navigație teoria de precizie (cu care, fără îndoială, sunt chiar amatori GPS-receptoare) au interzis, și proprietarii lor vor fi confiscarea dispozitivului și o amendă considerabilă.