Sistemul prin satelit GPS-ul este, de asemenea, cunoscut sub un alt nume - NAVSTAR. Evident, povestea GPS ar fi incompletă fără informații despre ei înșiși sateliți.
Fiecare satelit are o greutate de 900 kg și are o dimensiune de aproximativ 5 m (cu baterii solare dezvăluite).
emițător de putere - nu mai mult de 50 de wați.
Fiecare satelit transmite semnale pe 3 frecvențe. Civil GPS-receptor utilizând frecvența „L1“, egală cu 1575,42 MHz.
orbitele prin satelit sunt situate între aproximativ 60 de grade nord și latitudine sudică. Acest lucru asigură faptul că semnalele de la cel puțin unele dintre sateliții pot fi primite peste tot, în orice moment. Chiar și la poli, puteți „vedea“ sateliții - adevărul, ei nu vor zbura direct deasupra capului. Aceasta, desigur, afectează geometria și. Prin urmare, precizia - dar numai putin.
Unul dintre principalele avantaje față de sistemele bazate pe sol pre-existente GPS este tot de vreme. Nu contează în ce scop utilizați de navigare, GPS-receptor este gata pentru a arăta locația - și doar când ai nevoie de ea.
Ce fel de informații trimite GPS-satelit?
semnalul său cuprinde așa-numitul "Cod pseudo-aleatoare" (PRN - pseudo-aleatoare de cod), efemeride (ephimeris) și un almanah (Almanahul). Codul pseudoaleator este utilizat pentru a identifica satelitul de transmisie. Toți sunt numerotate de la 1 la 32 și acest număr este afișat pe ecran, GPS-receptor în timpul funcționării. De ce este numărul de PRN-un număr mai mare decât numărul de sateliți (24)? Acest lucru facilitează menținerea GPS-net: noul satelit poate fi lansat, testate și ivveden în funcțiune înainte de a nu vechi. Acest satelit va fi atribuit un nou număr de (1-32).
Datele efemeride sunt transmise în mod constant de către fiecare satelit, conține informații importante, cum ar fi starea satelitului (de lucru sau nelucratoare), data și ora curentă. Fără acest lucru, GPS-receptor nu știe, în special, în ce zi și la ce oră este. În plus, după cum vom vedea, această parte a semnalului este esențială pentru a determina locația.
Datele almanah sugerează că, în cazul în care în timpul zilei, toate ar trebui să fie GPS-satelit. Fiecare dintre ele trece un almanah care conține parametrii orbitei sale, precum și toți ceilalți sateliți.
Acum, este, probabil, o imagine a modului GPS. Acesta ar trebui să devină un pic mai clar pentru tine. satelit Kazhdyay transmite un semnal care, vorbind la figurat, înseamnă: „I - numărul de satelit X, Y acum poziția mea, acest mesaj a fost trimis în timpul Z“. Desigur, este - o simplificare, dar va ajuta să înțeleagă ideea.
GPS-receptor recepționează mesajul și stochează efemeridele și almanah pentru o utilizare viitoare. Aceeași informație este utilizată pentru setarea sau ceasul receptorului de corecție. Astfel, pentru a determina locația receptorului GPS compară timpul este trimis un semnal de satelit cu momentul în care este primit pe Pământ. Această diferență de timp spune receptorul despre distanța unui anumit satelit. Dacă vom adăuga informațiile despre distanța, măsurată la alți câțiva sateliți, putem triangula locația ei. Aceasta este exact ceea ce face ca receptorul GPS.
Cu semnale de la cel puțin trei sateliți, se poate determina latitudinea și longitudinea - aceasta se numește o fixare bidimensional. În cazul în care patru sau mai mulți sateliți, receptorul GPS poate determina poziția în spațiul 3-dimensional, și anume, precizați latitudinea, longitudinea și altitudinea. urmărirea în mod constant locația pentru ceva timp, receptorul poate calcula, de asemenea, viteza și direcția de mișcare (ceea ce înseamnă așa-numita „viteza la sol“ și „curs pe teren“). Aceasta a fost o veste bună, acum - rău!
Ceea ce face ca GPS-receptor pentru a lucra mai mult de capacitățile lor maxime?
Există mai mulți factori care contribuie la determinarea erorii de locație nu este posibil să se obțină cea mai bună precizie. Primul și cel mai important dintre acestea este așa-numitul "Acces selectiv" (SA - Disponibilitatea selectiva). SA - este o reducere deliberată în exactitatea -navigatorov GPS civile, realizat de către Departamentul Apărării al SUA. SA conduce la o scădere a preciziei unui maxim de 100 de metri. Desigur, introducerea de eroare, de obicei, nu atinge această valoare, dar valoarea de 30 de metri și mai mult - nu sunt mai puțin frecvente.
De ce există o SA? Inițial, GPS-ul a fost proiectat și construit pentru scopuri militare. În ceea ce privește punerea sa în aplicare, a devenit clar că acesta poate fi utilizat cu succes pentru un număr de aplicații civile. La începutul anilor '80, în discursul său prezidențial, Ronald Reagan a anunțat că GPS-ul va fi disponibil pentru toată lumea - cu singura excepție că cea mai mare precizie va fi lăsată la armată. De atunci, la începutul lansarea regulată a sateliților cu SA. Astăzi, toate existente au GPS-satelit posibilitatea de a aplica și practica în SA. Un bob de adevăr în SA - nu oferă organizațiilor militare sau teroriste ale inamicului folosesc acuratețea GPS Makimalno.
Un alt factor care afectează acuratețea GPS este geometria prin satelit. În termeni simpli, conceptul de „geometrie prin satelit“ se referă la modul în care sunt aranjate în raport cu cealaltă și un receptor GPS. În cazul în care, de exemplu, receptorul „vede“ patru sateliți și toate patru sunt situate în partea de nord și vest, geometria satelit este destul de slabă. Și în măsura în care receptorul nu fie în măsură să determine locația.
De ce receptorul nu poate determina locația?
Deoarece toate distanțele măsurate la sateliți, se va afla într-o direcție globală. Acest lucru înseamnă că triangulația este slabă și că zona de intersecție a liniilor construite pentru a fi destul de mare (de exemplu, poziția probabilă a regiunii va avea un spațiu considerabil și indică coordonatele nu pot fi sigur). În acest caz, chiar dacă receptorul oferă unele valori de coordonate, exactitatea lor nu este suficient de bun (eventual 100-150 m).
Dacă aceste patru sateliți vor fi în direcții diferite, atunci precizia va crește în mod semnificativ. Să presupunem că acestea sunt distanțate în mod egal pe fiecare parte a orizontului - în partea de nord, est, sud și vest. Apoi, în mod evident, geometria va fi foarte bun. Zona definită de intersecția liniilor corespunzătoare vor fi mici, și putem fi siguri de corectitudinea locației calculate. În acest caz, chiar dacă luăm în considerare efectul SA, precizia poate să nu fie mai mică de 30 m.
geometria prin satelit este deosebit de important atunci când se utilizează receptorul GPS în mașină, printre clădiri înalte, în munți sau canioanele adânci. În cazul în care semnalele de la mai mulți sateliți sunt protejate, precizia poziției va depinde de sateliți „vizibile“ (și numărul lor - capacitatea de a face calcule în general). Cea mai mare parte a cerului este ascuns de obiecte artificiale sau naturale, cu atât mai dificil de a determina poziția. Modele bune GPS-receptor nu doar arată cât de mulți sateliți sunt în linia de vedere, dar, de asemenea, în cazul în care acestea sunt situate pe cer (direcția și altitudinea), astfel încât să puteți determina dacă semnalul nu este protejat de satelit.
O altă sursă de eroare este de satelit de la semnalele pe mai multe obiecte diferite. (Acasă, ne întâlnim cu fenomenul sub forma unei imagini aspect bifurcate pe ecranul televizorului.) În cazul în care semnalul GPS multipath apare în interacțiunea cu clădiri sau teren înainte de a ajunge la antena de recepție. Un astfel de semnal necesită mai mult timp pentru a ajunge la receptor decât intenționat. Această creștere a timpului face ca receptorul să creadă că satelitul se află la o distanță mai mare decât este de fapt, iar acest lucru crește eroarea în determinarea poziției. Astfel de reflecții, în cazul în care există, ei pot adăuga la aproximativ 5 m în eroare totală.
Există și alte surse de eroare?
Desigur. De exemplu, întârzierea de propagare razlichnyz datorită fenomenelor atmosferice. Sau o eroare de funcționare ceasul receptorului. Cu toate acestea, GPS-instrument proiectat astfel încât, dacă este posibil, să le compenseze și trebuie să spun, ei face față cu această sarcină destul de bine. Cu toate acestea, pot apărea încă puține distorsiuni. Pentru cei interesați, se poate observa că întârzierea semnalului înseamnă reducerea vitezei de propagare la trecerea ionosferă și troposferă Pământului. În spațiu, semnalele radio se propagă cu viteza luminii, dar în contact cu ei în atmosfera ionizata Pământului, ele sunt încetinit considerabil.
Doar cât de precisă GPSna practică?
Ordinare civile receptor GPS oferă o precizie de 20 până la 70 m, în funcție de SA existente în prezent, numărul de sateliți vizibili și geometria lor. dispozitive mai sofisticate și scumpe, în picioare câteva mii de dolari, poate fi o precizie de câțiva centimetri, folosind nu o oda, dar mai multe frecvențe radio. Cu toate acestea, precizia receptorului GPS civil, chiar obișnuită poate fi mărită la 4 m sau mai mult (în unele cazuri - până la 1 m), cu ajutorul așa-numitul Differential GPS (DGPS). DGPS folosește o suplimentare, fixat într-un receptor GPS pentru a determina punctul de corecție, semnalele de satelit. Deoarece mărimea corecției necesare este raportată la GPS-receptor?
În prezent, există mai multe servicii gratuite și plătite de acest gen din lume. De exemplu, US Coast Guard și US Army Corps a Inginerilor transmite prin GPS -Correction prin geamanduri de radio maritime. Ei lucrează într-o gamă de 283.5-325.0 kHz și le puteți utiliza în mod gratuit. Singura ta de cost, dacă doriți să utilizați serviciile acestor servicii, vor dobândi DGPS-receptor. Acest receptor este conectat la -navigatoru GPS cu ajutorul unui cablu cu 3 fire, la care corecția este transmisă sub formă de serie convențional într-un format numit RTCM SC-104.
Plătiți DGPS-servicii care operează în banda VHF, sau radiodifuziune exercitarea prin intermediul sateliților. Firește, în aceste cazuri, veți avea nevoie de un DGPS-receptor special pentru primirea de corecție și a le transfera la -navigator GPS. Pretul depinde de precizia cerută.
Ce -premnik GPS-ul este cel mai bun pentru tine?
Aici este, întrebarea mare, nu-i așa? Și, desigur, cel mai dificil, deoarece Răspunsul afectează mai mulți factori diferiți.
Acesta ar trebui să-l folosească? La urma urmei, cel mai dificil - este de a găsi un dispozitiv care este potrivit pentru nevoile dumneavoastra. Dacă aveți nevoie de un receptor care urmează să fie instalat în tabloul de bord al fuzelajului, manualul de navigator pentru recreere ar fi de nici un interes. Pentru a restrânge gama de căutare, trebuie să te uiți cu atenție ce sunt disponibile pentru nevoile dvs. specifice instrumentelor.
După aceea, în unele cazuri, puteți avea în continuare o gamă suficient de largă de modele. De exemplu, dacă preferați drumeții sau de vânătoare, va aborda instrumentul de design sigilat - dar cu același succes ca și cel al unui model portabil conceput pentru boaters și piloți amatori. În această situație, va trebui să examineze caracteristicile lor specifice, mai detaliat. Dacă nu o să zbori cu avionul, atunci toate informațiile suplimentare cu privire la aeroporturile din lume, stocate în memoria de un receptor GPS de aeronave manuală, nu ar justifica diferența de preț. Marine Navigatori cu cartușe înlocuibile care stochează datele exacte cu privire la navaids și adâncimi, în timp ce nu ajuta cu adevărat (dacă cu siguranță nu doriți să-l ispolhzovat, de asemenea, pe iaht).
Care este gama de preț. Odată ce aveți o listă scurtă de dispozitive adecvate, încă mai trebuie să decidă cu privire la un preț acceptabil. Examinați cu atenție fiecare model și să încerce să înțeleagă ce sunt mai scumpe modele, pe care nu este mai ieftin? Ai nevoie de funcții suplimentare sau accesorii inerente modele mai scumpe, sau destul de ieftine pentru sarcina?
Ce model iti place cel mai bine? Alegerea navigatorul dreapta - o majoritate de două treimi argumente raționale, și o treime - doar un sentiment. Dacă logica vă spune să se concentreze pe două sau trei modele, încercați să lucreze cu fiecare dintre ele. Uneori, diferența comoditatea de funcționare poate părea foarte mare. Unul dintre dispozitive pe care le pot introduce clar și confortabil, iar celălalt - mult prea complicat de folosit. Selectați GPS-receptor, care vă place cel mai bine! Cel mai probabil va fi în continuare fericit cu alegerea ta, și o lună și un an mai târziu!
Cine și cum să folosească GPS-ul.
În general vorbind, GPS-ul poate fi folosit peste tot, cu excepția locurilor în care nu poate primi semnale de satelit, de exemplu, în clădiri, în subteran, sub apă, etc. În aviație, utilizarea cea mai comună a GPS ca o navigare pe aeronave comerciale și de amatori. GPS-ul la mare, de asemenea, utilizat de obicei rybakaai și iubitorii de mare ca un dispozitiv de navigare. aplicații GPS bazate pe sol sunt foarte diverse.
Destul de interesant este utilizarea GPS-ului de către mulți oameni de știință și cercetători ca o sursă de timp exacte. Într-adevăr, așa cum sa menționat mai sus, definiția timpului de propagare a semnalului radio este baza însăși ideea de GPS. În acest scop, ceasul intern al receptorului este în mod constant sincronizat cu ceasuri atomice de precizie pe sateliți. Acest lucru asigură acuratețea măsurării timpului de micro- la nanosecunde. Prin urmare, atunci când se efectuează experimente științifice, este posibil peste tot absolyutnyo au timbre de timp exacte. Nu se poate uita că informațiile cu privire la situația într-o serie de experimente, de asemenea, ar putea fi de interes.
GPS-ul ocupă un loc important în activitatea serviciilor de salvare. GPS-ul poate reduce în mod semnificativ costurile asociate cu lucrările de explorare și de a reduce considerabil timpul operațiunilor de salvare. Folosit aceste servicii receptorul GPS costă în jur de 3000 $ și a oferi o precizie de până la 1 m. Sunt modele mai scumpe, oferind precizia de câțiva centimetri!
Scopurile pentru care GPS-ul este folosit de recreere amatori în aer liber, sunt la fel de variate ca tipurile de restul. Astăzi, GPS-ul devine extrem de popular în rândul excursioniști, de munte, de apă și de turism de schi, vanatoare, pescuit, ciclism și multe altele. Oricine trebuie să știe unde este și de unde a venit, cum a ajunge la destinație, cât de repede se mișcă, iar când a ajuns la poarta - se pot bucura cu ușurință de avantajele oferite de GPS.
În viitorul foarte apropiat, GPS-ul va deveni echipament standard de vehicul. Unele sisteme de bază, cum ar fi asistența tehnică și suna la poliție pe scena, au început deja să fie puse în aplicare (șoferul a apăsat butonul, GPS-receptor pentru a determina coordonatele și le-a trecut împreună cu apelul de semnal la centrul de expediere și - vyezdnayabrigada știe deja unde să meargă). De asemenea, a introdus alte sisteme care să fie afișate pe ecran poziția și pentru a ajuta complot un traseu prin labirintul de străzi și drumuri. Pentru a controla circulația vehiculelor de urgență (de exemplu, CIT) și pentru a combate furturile au început să fie folosit sistemul monitorizează în mod constant poziția unui obiect în mișcare pe mestosti hartă.