Kako GPS sustav radi?

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





Što je GPS?

GPS ili Global Positioning System satelitski je navigacijski sustav koji korisniku pruža informacije o mjestu i vremenu u svim klimatskim uvjetima. GPS se koristi i za navigaciju u avionima, brodovima, automobilima i kamionima. Sustav daje kritične sposobnosti vojnim i civilnim korisnicima širom svijeta. GPS omogućuje kontinuirano trodimenzionalno pozicioniranje u stvarnom vremenu, navigaciju i mjerenje vremena širom svijeta.

Kako funkcionira GPS sustav?

GPS se sastoji od tri segmenta:




1) Svemirski segment: GPS sateliti

2) Kontrolni sustav kojim upravlja američka vojska,



3) Korisnički segment, koji uključuje i vojne i civilne korisnike i njihovu GPS opremu.

Svemirski segment:

Svemirski segment je broj satelita u zviježđu. Sastoji se od 29 satelita koji kruže zemljom svakih 12 sati na 12.000 milja nadmorske visine. Funkcija svemirskog segmenta koristi se za usmjeravanje / navigacijske signale i za pohranu i ponovni prijenos rute / navigacijske poruke koju šalje kontrolni segment. Ovim prijenosima upravljaju visoko stabilni atomski satovi na satelitima. GPS svemirski segment formira satelitsko sazviježđe s dovoljno satelita kako bi se osiguralo da će korisnici u bilo kojem trenutku imati najmanje 4 istodobna satelita s bilo koje točke na površini Zemlje.


GPSKontrolni segment:

Kontrolni segment sastoji se od glavne upravljačke stanice i pet nadzornih stanica opremljenih atomskim satovima koji se šire širom svijeta. Pet nadzornih stanica nadgleda GPS satelitske signale, a zatim šalje te kvalificirane informacije glavnoj upravljačkoj stanici gdje se abnormalnosti revidiraju i vraćaju na GPS satelite preko zemaljskih antena. Kontrolni segment naziva se i nadzornom stanicom.

kontrolni segment

kontrolni segment

Korisnički segment:

Korisnički segment sastoji se od GPS prijamnika koji prima signale sa GPS satelita i određuje koliko je udaljen od svakog satelita. Ovaj se segment uglavnom koristi za američku vojsku, sustave za navođenje projektila, civilne aplikacije za GPS na gotovo svim poljima. Većina civila to koristi od istraživanja do prijevoza do prirodnih resursa, a odatle do poljoprivrede i kartiranja.

Korisnički segment

Korisnički segment

Kako GPS određuje položaj:

Rad / rad sustava globalnog pozicioniranja temelji se na matematičkom principu 'trilateracije'. Položaj se određuje na temelju mjerenja udaljenosti do satelita. Sa slike, četiri satelita koriste se za određivanje položaja prijemnika na zemlji. Ciljno mjesto potvrđuje 4thsatelit. A tri satelita koriste se za traženje mjesta smještaja. Četvrti satelit koristi se za potvrđivanje ciljanog mjesta svakog od tih svemirskih vozila. Globalni sustav pozicioniranja sastoji se od satelita, kontrolne stanice te nadzorne stanice i prijamnika. GPS prijamnik uzima podatke sa satelita i koristi metodu triangulacije kako bi odredio točan položaj korisnika.

GPS krug

GPS se koristi na neke načine na nekoliko načina, kao što su:

  1. Da biste, na primjer, odredili položaje, trebate javiti pilotu helikoptera koordinate svog položaja kako bi vas pilot mogao pokupiti.
  2. Da biste se, na primjer, kretali s jednog mjesta na drugo, morate putovati od vidikovca do perimetra vatre.
  3. Na primjer, za izradu digitaliziranih karata dodijeljeno vam je da nacrtate obod požara i žarišta.
  4. Da bi se odredila udaljenost između dvije različite točke.

3 Prednosti GPS-a:

  • GPS satelitski navigacijski sustav važan je alat za vojne, civilne i komercijalne korisnike
  • Sustavi za praćenje vozila Navigacijski sustavi temeljeni na GPS-u mogu nam pružiti smjernice za skretanje
  • Vrlo velika brzina

2 nedostaci GPS-a:

  • GPS satelitski signali su preslabi u usporedbi s telefonskim signalima, pa ne rade dobro u zatvorenom, pod vodom, pod drvećem itd.
  • Najveća preciznost zahtijeva vidljivost od prijemnika do satelita, zato GPS ne radi baš najbolje u urbanom okruženju.

Korištenje GPS prijamnika:

Postoji nekoliko različitih modela i vrsta GPS prijamnika. Tijekom rada s GPS prijamnikom važno je imati:

  • Kompas i karta.
  • Preuzeti GPS kabel.
  • Neke dodatne baterije.
  • Znanje o kapacitetu memorije GPS prijamnika kako bi se spriječio gubitak podataka, smanjila netočnost podataka ili drugi problemi.
  • Vanjska antena kad god je to moguće, posebno ispod krošnje drveća, u kanjonima ili tijekom vožnje.
  • Postavite GPS prijamnik u skladu s incidentom ili agencijskim standardnim koordinatnim sustavom regulacije.
  • Bilješke koje opisuju što spremate u prijemnik.

GPS pogreška

Mnogo je izvora mogućih pogrešaka koje će pogoršati točnost položaja izračunatih GPS prijamnikom. Vrijeme putovanja zauzetog GPS satelitskim signalima može se mijenjati atmosferskim efektima kada GPS signal prolazi kroz ionosferu i troposferu se lomi, što uzrokuje da se brzina signala razlikuje od brzine GPS signala u svemiru. Drugi izvor pogreške je šum ili izobličenje signala koji uzrokuje električne smetnje ili pogreške svojstvene samom GPS prijamniku. Informacije o satelitskim orbitama također će uzrokovati pogreške u određivanju položaja, jer sateliti zapravo nisu mjesto na kojem je GPS prijemnik 'razmišljao' na temelju informacija koje je primio kada su odredili položaje. Male varijacije atomskih satova na brodu satelita mogu prevesti u velike pogreške položaja. Pogreška sata od 1 nanosekunde prevedena je u korisničku pogrešku od 3 metra ili 3 metra na zemlji. Učinak više staza javlja se kada se signali koji se prenose sa satelita odbiju od reflektirajuće površine prije nego što dođu do antene prijamnika. Tijekom ovog postupka prijamnik prima signal u pravocrtnoj putanji, kao i odgođeni put (više staza). Učinak je sličan duhu ili dvostrukoj slici na TV prijemniku.

Geometrijsko razrjeđivanje preciznosti (GDOP)

Satelitska geometrija također može utjecati na točnost GPS pozicioniranja. Taj se učinak naziva Geometrijsko razrjeđivanje preciznosti (GDOP). Što se odnosi na to gdje su sateliti jedan oko drugog i mjerilo je kvalitete satelitske konfiguracije. Može biti u mogućnosti mijenjati druge GPS pogreške. Većina GPS prijamnika odabire satelitsku konstelaciju koja će dati najmanje nesigurnosti, najbolju satelitsku geometriju.

GPS prijamnici obično izvještavaju o kvaliteti satelitske geometrije u smislu preciznog razrjeđivanja položaja ili PDOP. PDOP je dvije vrste, vodoravno (HDOP) i okomito (VDOP) mjerenje (zemljopisna širina, dužina i nadmorska visina). Možemo provjeriti kvalitetu satelitskog pozicioniranja prijemnika koji je trenutno dostupan prema PDOP vrijednosti. Nizak DOP ukazuje na veću vjerojatnost točnosti, a visoki DOP znači manju vjerojatnost točnosti. Drugi je pojam PDOP-a TDOP (Time Dilution of Precision). TDOP se odnosi na pomak satelitskog sata. Na GPS prijamniku možete postaviti parametar poznat kao PDOP maska. To će uzrokovati da prijamnik ignorira satelitske konfiguracije koje imaju PDOP veći od navedenog ograničenja.

Selektivna dostupnost (SA) :

Selektivna dostupnost događa se kada je DOD namjerno pogoršao točnost GPS signala uvodeći umjetne pogreške sata i efemerida. Tijekom primjene SA, to je bila najveća komponenta GPS pogreške, uzrokujući pogrešku do 100 metara. SA je komponenta usluge standardnog pozicioniranja (SPS).

Foto: