cruser.pl /
jak działa nawigacja satelitarna GPS
Zasady Działania Nawigacji GPS
Działanie nawigacji polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego z satelitów do odbiornika. Znając prędkość fali elektromagnetycznej oraz znając dokładny czas wysłania danego sygnału można obliczyć odległość odbiornika od satelitów. Sygnał GPS zawiera w sobie informację o układzie satelitów na niebie oraz informację o ich teoretycznej drodze i odchyleń od niej. Odbiornik GPS w pierwszej fazie aktualizuje te informacje w pamięci oraz wykorzystuje w dalszej części do ustalenia swojej odległości od poszczególnych widzianych satelitów. Wykonując przestrzenne liniowe wcięcie wstecz mikroprocesor odbiornika może obliczyć pozycję geograficzną (długość, szerokość geograficzną oraz wysokość elipsoidalną) i następnie podać ją w wybranym układzie odniesienia z bardzo dużą dokładnością.
System GPS jest utrzymywany i zarządzany przez Departament Obrony USA. Korzystać z jego usług może w zasadzie każdy - wystarczy tylko posiadać odpowiedni odbiornik GPS. System GPS jest darmowy i taki ma pozostać zgodnie z polityką Stanów Zjednoczonych. System pracuje na obszarze całej Ziemi, bo w każdym punkcie globu widoczne są zawsze przynajmniej cztery satelity. Satelity krążą po orbitach na wysokości około 20183 km.
Segment kosmiczny składa się obecnie z 32 (stan na 28.12.2008r.) satelitów umieszczonych na orbitach kołowych. Około 28 satelitów jest stale czynnych a pozostałe są testowane bądź wyłączone z przyczyn technicznych. System wielu nadajników jest bardzo kosztowny, Amerykanie regularnie muszą umieszczać na orbicie kolejne w zastępstwie tych, które zeszły z właściwej orbity lub uległy awarii. Jednakże ze względu na zyski dla gospodarki światowej, a w szczególności amerykańskiej, system został nieodpłatnie udostępniony dla zastosowań cywilnych. Ciekawostką jest fakt, że na każdym satelicie jest zainstalowana aparatura szpiegowska NUDET (Nuclear Detection) przeznaczona do natychmiastowego wykrywania wybuchów.
Zanim kupisz nawigację dowiedz się także:
Jak dobrze wybrać urządzenie do nawigacji GPS
Jak odblokować Windows w urządzeniu GPS
Czym różnią się modele nawigacji Cruser
Aby określić pozycję w trójwymiarowej przestrzeni i czas systemu konieczny jest jednoczesny odbiór z przynajmniej czterech satelitów. Odbiornik oblicza trzy pseudoodległości do satelitów oraz odchyłki czasu (różnicy między tanim i niedostatecznie dokładnym wzorcem kwarcowym zainstalowanym na odbiorniku i precyzyjnym zegarem atomowym na satelicie). Dokładne współrzędne satelity są transmitowane w depeszy nawigacyjnej. W przypadku możliwości odbioru tylko z trzech satelitów niektóre odbiorniki mogą pracować w trybie 2D z ustawioną przez użytkownika wysokością elipsoidalną.
Kamienie Milowe w Historii Rozwoju Systemu GPS
- 1973 Zatwierdzenie podjęcia prac nad stworzeniem satelitarnego systemu nawigacyjnego
- 1974...1979 Faza testu systemu GPS
- 1977 Pierwsze testy urządzeń nawigacyjnych jeszcze przed wprowadzeniem satelitów na orbity okołoziemskie. Próby i testy przeprowadzone zostały przy pomocy pseudosatelitów, którymi były naziemne stacje nadawcze imitujące satelity.
- 1978...1985 Wprowadzenie na orbity jedenastu Block I-satelitów
- 1979 Podjęcie decyzji o budowie kompletnego systemu GPS. Krótko po tym zostały środki finansowe na ten projekt zmniejszone i program został ponownie opracowany. Na skutek niedostatecznie działającego systemu, w roku 1988 wrócono do opcji 24 satelitów.
- 1980 Start pierwszego Block I-satelity z sensorami do rozpoznania wybuchów atomowych, po podpisaniu porozumienia między USA i Związkiem Radzieckim o zaprzestaniu prób z bombami atomowymi na ziemi, w wodzie i w kosmosie.
- 1980...1982 W tych latach finanse GPS były w stałym zagrożeniu, z uwagi na brak koncepcji jego przyszłościowego finansowania. Groziło to przerwaniem realizacji tego projektu.
- 1983 Po zestrzeleniu samolotu koreańskich linii lotniczych Arline 007 nad terytorium Związku Radzieckiego, czego przyczyną była pomyłka pilota uznano, że GPS musi być także wykorzystywany przez służby cywilne.
- 1986 Katastrofa Space Shuttle "Challenger" odbiła się także na projekcie GPS. W między czasie uznano, że nośnikiem satelitów Block II GPS na orbity ma być Space Shuttle. Po tym wypadku wrócono do wcześniej planowanego wprowadzania satelitów na orbity przez rakiety Delta.
- 1989 Pierwszy satelita BLOK II został wprowadzony na orbitę rozpoczynając swoją pracę.
- 1990...1991 Chwilowo wyłączono SA (selective availability) w czasie wojny w rejonie zatoki irańskiej, celem wykorzystania cywilnych nawigatorów (za mała ilość wojskowych urządzeń). Dnia 01.07.1991 S.A. został powtórnie włączony.
- 08.12.1993 Do wiadomości publicznej podano, że GPS jest gotowy do eksploatacji
- Marzec 1994 Ostatni satelita Block II został wprowadzony na orbitę zamykając prace nad uruchomieniem systemu GPS.
- 17.07.1995 System GPS osiągnął pełną operatywność
- 01.05.2000 Tego dnia wyłączono definitywnie S.A., co pozwala na korzystanie z dokładności nawigacji 20 m zamiast dotychczas 100m.
- 20.03.2004 Start pięćdziesiątego satelity GPS.
- 25.09.2005 Na orbitę zostaje wprowadzony satelita typu IIR-M (Block 2 Replacement Modernized; unowocześniony Block II, satelita rezerwowy). Ten satelita, jako pierwszy umożliwia użycie M-sygnałów dla wojska i L2C-sygnałów dla służb cywilnych.
Inne Systemy Pozycjonowania
Inny pracujący obecnie system pozycjonowania to GLONASS. Jest on zarządzany przez Rosyjskie Siły Kosmiczne. GLONASS dostarcza dwa rodzaje sygnału wojskowy oraz cywilny pracujący z dokładnością 60 m. W skład systemu wchodzą 24 satelity oraz naziemna stacja kontroli. System ten jest jednak niedostatecznie stabilny ze względu na niską żywotność satelitów, ponadto używa innego geodezyjnego układu odniesienia i odmiennego wzorca czasu (UTC) niż GPS (UTC USNO, gdzie nie wprowadza się sekund przestępnych). W wyniku tego jest mało popularny.
Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) jest w trakcie budowy własnego systemu nawigacji. Nosi on nazwę Galileo i składać się będzie z 30 satelitów. Zegary zastosowane w europejskich satelitach mają umożliwić osiągnięcie dokładności pozycjonowania w granicach 50 cm (dla użytkowników komercyjnych). Pierwsze testy Galileo rozpoczęły się w 2005 roku, a system ma być w pełni sprawny do roku 2012.
Compass - chiński projekt, którego pierwszy satelita został wystrzelony w 2000 roku. Dawna nazwa projektu to Beidou. Mimo przystąpienia Chin do projektu Galileo w 2003 roku, prace są kontynuowane i zapowiadane jest uruchomienie systemu w 2008 roku. Dokładność publicznej usługi jest rzędu 10 metrów. Jest to jeden z niewielu systemów, który zakłada dwustronną transmisję informacji (także od urządzenia do satelity). Docelowo projekt ma obejmować cały świat (Beidou 2).
Indian Regional Navigational Satellite System (IRNSS) Projekt Indyjski, ma obejmować Indie i obszar 1000-2000 km wokół. Finansowanie projektu zostało zatwierdzone w 2006 roku, zakładany czas ukończenia projektu to 6-7 lat.
Opracowanie: Damian Lenart na podstawie źródła: Wikipedia.org
Testy i Rankingi
Dowiedz Się Więcej
Testy
i rankingi GPS
Porównaj
modele Cruser
Pobierz
oprogramowanie
Jak dobrze wybrać nawigację GPS
Jak działa nawigacja satelitarna GPS
Jak odblokować system Windows
Zdjęcia
Foto: Satelita GPS
Rys: Podczas normalnej eksploatacji po każdej z sześciu różnych orbit poruszają się cztery satelity GPS. W sumie daje to zawsze przynajmniej 24 działające satelity. Istnieje również sześć satelitów rezerwowych, po które można sięgnąć w przypadku awarii jednego lub kilku satelitów bazowych
Nasze kanały informacyjne:
