Global Positioning System (GPS)
Такие системы обеспечивают круглосуточную информацию о трехмерном положении, скорости и времени для пользователей, обладающих соответствующим оборудованием и находящихся на или вблизи земной поверхности.
Система глобального позиционирования
Система глобального позиционирования (англ. Global Positioning System, сокр. GPS) — радиосистема определения местоположения, использующая навигационные спутники.
Основной принцип использования системы — определение местоположения путём измерения моментов времени приёма синхронизированного сигнала от навигационных спутников антенной потребителя.
Система глобального позиционирования (англ. Global Positioning System, сокр. GPS) — радиосистема определения местоположения, использующая навигационные спутники.
Основной принцип использования системы — определение местоположения путём измерения моментов времени приёма синхронизированного сигнала от навигационных спутников антенной потребителя.
Статья
Все о системе глобального позиционирования
История создания
Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 1950-е годы. В тот момент, когда в СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные во главе с Ричардом Кершнером наблюдали сигнал, исходящий от советского спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот.
Реализована эта идея была через 20 лет. В 1973 году была инициирована программа DNSS, позже переименованная в Navstar-GPS и затем, в 1973 году в GPS, когда система стала использоваться не только для военных, но и для мирных целей.. Первоначально GPS разрабатывалась для военных целей, но в 1980-х годах система стала доступной для гражданского использования. Первый спутник программы вывели в свободный полет в 1974 году. Последний передатчик был отправлен в 1993 году.
Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 1950-е годы. В тот момент, когда в СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные во главе с Ричардом Кершнером наблюдали сигнал, исходящий от советского спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот.
Реализована эта идея была через 20 лет. В 1973 году была инициирована программа DNSS, позже переименованная в Navstar-GPS и затем, в 1973 году в GPS, когда система стала использоваться не только для военных, но и для мирных целей.. Первоначально GPS разрабатывалась для военных целей, но в 1980-х годах система стала доступной для гражданского использования. Первый спутник программы вывели в свободный полет в 1974 году. Последний передатчик был отправлен в 1993 году.
Состав GPS-системы
В состав GPS-системы входят 3 основных сегмента: космический, наземный и пользовательский.
1. Космический сегмент состоит из 28 автономных спутников, равномерно распределенных по орбитам. Каждый спутник излучает на 2 частотах специальный навигационный сигнал, в котором зашифровано 2 вида кода. Один из них доступен лишь немногим пользователям, к примеру, военным и федеральным службам США. Кроме этих 2 сигналов, спутник излучает и третий, информирующий пользователя о дополнительных параметрах, таких как состоянии спутника, его работоспособности и др.
2. Параметры орбит спутников периодически контролируются сетью наземных станций слежения, с помощью которых:
- Вычисляются баллистические характеристики,
- Регистрируются отклонения спутников от расчетных траекторий движения,
- Определяется собственное время бортовых часов спутников, осуществляется мониторинг исправности навигационной аппаратуры и др.
3. Третий сегмент GPS-системы это GPS-приемники, выпускаемые и как самостоятельные приборы, и как платы для подключения к ПК, бортовым компьютерам и другим аппаратам.
В состав GPS-системы входят 3 основных сегмента: космический, наземный и пользовательский.
1. Космический сегмент состоит из 28 автономных спутников, равномерно распределенных по орбитам. Каждый спутник излучает на 2 частотах специальный навигационный сигнал, в котором зашифровано 2 вида кода. Один из них доступен лишь немногим пользователям, к примеру, военным и федеральным службам США. Кроме этих 2 сигналов, спутник излучает и третий, информирующий пользователя о дополнительных параметрах, таких как состоянии спутника, его работоспособности и др.
2. Параметры орбит спутников периодически контролируются сетью наземных станций слежения, с помощью которых:
- Вычисляются баллистические характеристики,
- Регистрируются отклонения спутников от расчетных траекторий движения,
- Определяется собственное время бортовых часов спутников, осуществляется мониторинг исправности навигационной аппаратуры и др.
3. Третий сегмент GPS-системы это GPS-приемники, выпускаемые и как самостоятельные приборы, и как платы для подключения к ПК, бортовым компьютерам и другим аппаратам.
Основные возможности GPS-системы:
- определение местонахождения мобильного абонента;
- определение наиболее короткого и удобного пути до пункта назначения;
- определение обратного маршрута;
- определение скорости движения (максимальной, минимальной, средней);
- определение времени в пути (прошедшего и сколько потребуется еще) и др.
- определение местонахождения мобильного абонента;
- определение наиболее короткого и удобного пути до пункта назначения;
- определение обратного маршрута;
- определение скорости движения (максимальной, минимальной, средней);
- определение времени в пути (прошедшего и сколько потребуется еще) и др.
Основные принципы работы GPS-системы
В основе определения координат GPS-приемника лежит вычисление расстояния от него до нескольких спутников, расположение которых считается известным. В геодезии метод вычисления положения объекта по измерению его удаленности от точек с заданными координатами называется трилатерацией.
Координаты подвижного абонента определяются с помощью стандартного навигационного GPS-приемника, встроенного в терминал пользователя. Навигационный приемник сигналов для системы GPS состоит из приемного модуля и малогабаритной антенны с малошумным усилителем.
Захватив сигнал, навигационный приемник автоматически вычисляет координаты объекта, скорость сигнала и всемирное время, и формирует отчет. Сведения о местонахождении объекта передаются по спутниковым каналам связи в диспетчерский пункт.
В основе определения координат GPS-приемника лежит вычисление расстояния от него до нескольких спутников, расположение которых считается известным. В геодезии метод вычисления положения объекта по измерению его удаленности от точек с заданными координатами называется трилатерацией.
Координаты подвижного абонента определяются с помощью стандартного навигационного GPS-приемника, встроенного в терминал пользователя. Навигационный приемник сигналов для системы GPS состоит из приемного модуля и малогабаритной антенны с малошумным усилителем.
Захватив сигнал, навигационный приемник автоматически вычисляет координаты объекта, скорость сигнала и всемирное время, и формирует отчет. Сведения о местонахождении объекта передаются по спутниковым каналам связи в диспетчерский пункт.
Применение GPS-системы
Еще в 1983 г. президент США официально отменил режим селективного доступа и заявил, что GPS-система должна быть доступна каждому. Теперь каждый любительский GPS-терминал может определять координаты с точностью в несколько метров.
GPS-cистема используется во всем мире для решения как военных, так и гражданских навигационных задач. С ее помощью:
Благодаря появлению недорогих GPS-приемников процедура определения координат на местности стала простой и доступной, что дало своеобразный импульс и к развитию систем электронной картографии.
Кроме того, поддерживается глобальное позиционирование, когда пользователи могут отслеживать свое местонахождение на карте во время движения.
Еще в 1983 г. президент США официально отменил режим селективного доступа и заявил, что GPS-система должна быть доступна каждому. Теперь каждый любительский GPS-терминал может определять координаты с точностью в несколько метров.
GPS-cистема используется во всем мире для решения как военных, так и гражданских навигационных задач. С ее помощью:
- Контролируются транспортные и грузовые перевозки;
- Отслеживается местонахождение потерянных или угнанных транспортных средств;
- Ведется поиск людей в чрезвычайных ситуациях;
- Проводятся исследования миграции животных;
- GPS-приемники встраивают в автомобили, сотовые телефоны и наручные часы;
- GPS-приемниками оборудованы все морские суда.
Благодаря появлению недорогих GPS-приемников процедура определения координат на местности стала простой и доступной, что дало своеобразный импульс и к развитию систем электронной картографии.
Кроме того, поддерживается глобальное позиционирование, когда пользователи могут отслеживать свое местонахождение на карте во время движения.
