GPS сателитна система структура и функции за ползване
Сегментът пространство на системата за GPS
NAVSTAR GPS сателитна система
Проследяване на съзвездието се осъществява от главния пункт за управление (гара магистър Control - MCS), който се намира на RAF Шрайвър, бр. Колорадо, САЩ. От него се контролират GPS навигационна система в глобален мащаб. Шривер военновъздушната база (Шривер) е поставянето на 50-американската космическа Connection - командни космически сили.
На приземния част на системата за GPS се състои от десет станции за мониторинг, които са разположени на островите на Хавай и Куаджалейн в Тихия океан, на остров Възнесение, Диего Гарсия остров в Индийския океан, както и Колорадо Спрингс, в Кейп Канаверал, бр. Флорида, и т.н. Броят на наземни станции непрекъснато нараства, при всички станциите за мониторинг с помощта на GPS приемници за пасивно проследяване на навигационни сигнали от всички сателити. Информация от станциите за мониторинг, се обработва в главния пункт за управление MCS и се използва за актуализиране на сателитна ефемериди. Зареждане на навигационни данни, състояща се от предвидените орбита и часовник корекции, направени за всеки спътник на всеки 24 часа.
Определяне на координати и GPS навигация.
В основата на идеята за определяне на координатите на GPS-приемника е да се изчисли разстоянието от няколко спътника, на мястото на което се счита за да бъде известен. Определяне на местоположението GPS-приемник в пространството се извършва въз основа на алгоритъма за измерване на разстояние от точката на наблюдение до спътника. Тя вариращи основава на изчисляване на разстоянието на разпространение на сигнала закъснение от спътника към приемника. Ако знаете, че времето за разпространение на радиосигнала, след което ги предава на пътя е лесно да се изчисли. Приемници работят в пасивен режим и се изчислява тяхната позиция, но това не означава, че координатите на GPS-приемника ще бъде известна на друг, освен неговия собственик. Всеки спътникова система GPS непрекъснато генерира радиовълни на две честоти - L1 = L2 = 1575.42MGts и 1227.60MGts. Всеки GPS-приемник разполага със собствен генератор, работещи на същата честота и модулиращия сигнал от същия закон, генераторът на спътника. По този начин, времето на забавяне между кодовите раздели на еднакви получени от спътник и независимо генерирани, е възможно да се изчисли време размножаване, и по този начин разстоянието до спътника.
Основният проблем при изчисляването на разстоянието до GPS сателитна система е свързан с часовник времето в сателита и приемника. Дори и една малка грешка може да доведе до огромна грешка при определяне на разстоянието. Всеки спътник носи много точен атомен часовник, който е вграден в нормална GPS-приемника не е възможно. За да се съпоставят разликата във времето и да се избегне огромни грешки в позиционирането, в системата за GPS въведен принципът на излишък за определяне на триизмерни координати на повърхността на Земята. GPS-приемник използва сигнали не са три, но поне четири сателита, и въз основа на допълнителни сигнали прави всички необходими промени в техните работни часа. Освен навигационни сигнали, спътникът непрекъснато предава различни сервизна информация. GPS-приемник получава, например, ефемеридата (точни данни за орбита на сателита), прогнозата за забавяне на разпространението на сигнала в йоносферата, както и информация за сателитна функционалност (така наречената "алманах", съдържащи се обновява на всеки 12,5 минути, информация за статуса и орбитите на всички спътници). Тези данни се предават в размер на 50 битов / сек при L1 или L2 честоти.
Разстоянието до навигационна система GPS сателитна обозначена като А, В и С приемем, че разстоянието А е известен един сателит. В този случай, не може да се определи координатите на GPS-приемник, тъй като тя може да се намира при всяка точка на сферата с радиус А, както е описано по сателит. Ако знаем разстоянието в приемника от втори спътник, определяне на координатите също не е възможно - обектът се намира някъде на кръга (показани в синьо), който е на кръстовището на две сфери. С известно разстояние до третия спътник намалява несигурността в координатите на две точки (маркирани с червени точки). Това е достатъчно, за да определи еднозначно координатите на GPS-приемника. Въпреки факта, че имаме две точки с координати, само един е на повърхността на Земята, а вторият, фалшиви, или е дълбоко в земята, било много високо над повърхността. По този начин, теоретично, за триизмерен GPS навигация достатъчно да знаем разстоянието от приемника на трите сателита, но както вече споменахме GPS-приемник използва сигнали не са три, но най-малко четири спътника и въз основа на допълнителни сигнали прави всички необходими промени, за да се подобри точността на навигацията.
Недостатъците на GPS навигация е, че при определени условия, сигналът не може да достигне до GPS-приемник, така че е практически невъзможно да се определи точното им място в задната част на апартамента вътре стоманобетонова сграда, в мазето или в тунел. Работната честота на GPS е в UHF банда радиовълни, обаче нивото на приемане на сигнала от спътника може да се влоши под плътна зеленина, в градските райони с гъста сгради или поради високата облак и това ще се отрази на точността на позициониране. Магнитни бури и наземни радио източници също са в състояние да попречи на нормалното приемане на GPS сигнали. Карти предназначена за GPS навигация, бързо остарели и не може да бъде точна, така че трябва да се вярва не само на данните от GPS-приемник, но и собствените си очи. Особено заслужава да се спомене е, че работата на глобалната GPS навигационна система е напълно зависима от Министерството на отбраната на САЩ и не може да бъде сигурен, че във всеки един момент САЩ не е било включително и смущения (SA - селективен наличност) или дори напълно да деактивирате граждански сектор GPS в определен регион, така че и като цяло. Кандидатите бяха. За щастие, има GPS алтернатива под формата на GLONASS (Русия) и Galileo (ЕС), които в бъдеще трябва да бъде широко разпространена.
кажи на приятел
Свързани статии