Co je to GPS?
GPS nebo Global Positioning System je satelitní navigační systém, který uživateli poskytuje informace o poloze a čase za všech klimatických podmínek. GPS se používá také pro navigaci v letadlech, lodích, automobilech a nákladních automobilech. Tento systém poskytuje kritické schopnosti vojenským i civilním uživatelům po celém světě. GPS poskytuje nepřetržité, trojrozměrné určování polohy, navigaci a načasování v reálném čase po celém světě.
Jak funguje systém GPS?
GPS se skládá ze tří segmentů:
1) Vesmírný segment: satelity GPS
2) Řídicí systém provozovaný americkou armádou,
3) Segment uživatelů, který zahrnuje vojenské i civilní uživatele a jejich GPS zařízení.
Vesmírný segment:
Vesmírný segment je počet satelitů v souhvězdí. Skládá se z 29 satelitů obíhajících kolem Země každých 12 hodin ve výšce 12 000 mil. Funkce vesmírného segmentu se využívá k směrování / navigaci signálů a k ukládání a opětovnému vysílání zprávy o trase / navigaci odeslané řídicím segmentem. Tyto přenosy jsou řízeny vysoce stabilními atomovými hodinami na satelitech. Vesmírný segment GPS je tvořen družicovou konstelací s dostatečným množstvím satelitů, aby uživatelé mohli mít v dohledu z jakéhokoli bodu na povrchu Země alespoň 4 simultánní satelity.
Kontrolní segment:
Kontrolní segment:Řídicí segment se skládá z hlavní řídicí stanice a pěti monitorovacích stanic vybavených atomovými hodinami rozmístěnými po celém světě. Těchto pět monitorovacích stanic monitoruje satelitní signály GPS a poté odesílá tyto kvalifikované informace hlavní řídící stanici, kde jsou revidovány abnormality a posílány zpět do satelitů GPS pozemními anténami. Řídicí segment označovaný také jako monitorovací stanice.
kontrolní segment
Uživatelský segment:
Uživatelský segment se skládá z přijímače GPS, který přijímá signály ze satelitů GPS a určuje, jak daleko je od každého satelitu. Tento segment se používá hlavně pro americkou armádu, raketové naváděcí systémy, civilní aplikace pro GPS téměř ve všech oblastech. Většina civilistů to používá od průzkumu přes dopravu k přírodním zdrojům a odtud k zemědělským účelům a mapování.
Segment uživatelů
Jak GPS určuje polohu:
Práce / provoz globálního pozičního systému je založen na matematickém principu „trilaterace“. Poloha se určuje od měření vzdálenosti k satelitům. Z obrázku jsou čtyři satelity použity k určení polohy přijímače na Zemi. Cílové umístění je potvrzeno 4thdružice. A tři satelity se používají ke sledování polohy místa. Čtvrtý satelit se používá k potvrzení cílového umístění každého z těchto vesmírných vozidel. Globální poziční systém se skládá ze satelitu, řídicí stanice a monitorovací stanice a přijímače. Přijímač GPS bere informace ze satelitu a používá metodu triangulace k určení přesné polohy uživatele.
GPS se při některých událostech používá několika způsoby, například:
- Chcete-li například určit umístění polohy, musíte radiovému pilotovi vrtulníku vyladit souřadnice vaší polohy, aby vás pilot mohl vyzvednout.
- Chcete-li například navigovat z jednoho místa na druhé, musíte cestovat z rozhledny do obvodu požáru.
- Chcete-li například vytvořit digitalizované mapy, máte za úkol vykreslit obvod ohně a horká místa.
- Určit vzdálenost mezi dvěma různými body.
3 Výhody GPS:
- Satelitní satelitní navigační systém GPS je důležitým nástrojem pro vojenské, civilní a komerční uživatele
- Systémy pro sledování vozidel Navigační systémy založené na GPS nám mohou poskytnout směr po odbočce
- Velmi vysoká rychlost
2 Nevýhody GPS:
- Satelitní signály GPS jsou ve srovnání se signály z telefonu příliš slabé, takže nefunguje tak dobře uvnitř, pod vodou, pod stromy atd.
- Nejvyšší přesnost vyžaduje přímou viditelnost z přijímače na satelit, proto GPS nefunguje v městském prostředí příliš dobře.
Používání přijímače GPS:
Existuje několik různých modelů a typů přijímačů GPS. Při práci s přijímačem GPS je důležité mít:
- Kompas a mapa.
- Stažený kabel GPS.
- Některé baterie navíc.
- Znalosti o kapacitě paměti přijímače GPS, aby se zabránilo ztrátě dat, snížení nepřesnosti dat nebo jiným problémům.
- Externí anténa, kdykoli je to možné, zejména pod baldachýnem stromu, v kaňonech nebo při řízení.
- Nastavení přijímače GPS podle souřadnicového systému incidentu nebo standardního regulačního systému agentury.
- Poznámky, které popisují, co ukládáte do přijímače.
Chyba GPS
Existuje mnoho zdrojů možných chyb, které sníží přesnost pozic vypočítaných přijímačem GPS. Cestovní doba GPS signálů GPS může být změněna atmosférickými efekty, když signál GPS prochází ionosférou a troposférou, která se láme, což způsobí, že se rychlost signálu bude lišit od rychlosti signálu GPS ve vesmíru. Dalším zdrojem chyb je šum nebo zkreslení signálu, které způsobuje elektrické rušení nebo chyby inherentní samotnému přijímači GPS. Informace o oběžných drahách družic také způsobí chyby při určování pozic, protože satelity ve skutečnosti nejsou tam, kde si GPS přijímač „myslel“ na základě informací, které obdržel při určování pozic. Malé variace atomových hodin na palubě satelitů se mohou projevit chybami velké polohy, chyba hodin 1 nanosekunda se projeví chybou 1 stopy nebo 0,3 metru na zemi. Vícecestný efekt nastane, když se signály vysílané ze satelitů odrazí od reflexního povrchu, než se dostanou k anténě přijímače. Během tohoto procesu přijímá přijímač signál přímou cestou i zpožděnou cestou (více cest). Efekt je podobný přízraku nebo dvojitému obrazu na televizoru.
Geometrické ředění přesnosti (GDOP)
Satelitní geometrie může také ovlivnit přesnost určování polohy GPS. Tento efekt se označuje jako Geometric Dilution of Precision (GDOP). Což znamená, že satelity jsou kolem sebe a je měřítkem kvality konfigurace satelitu. Může být schopen upravit další chyby GPS. Většina přijímačů GPS vybírá družicovou konstelaci, která poskytne nejmenší nejistotu, nejlepší geometrii satelitu.
Přijímače GPS obvykle hlásí kvalitu geometrie satelitu, pokud jde o Position Dilution of Precision nebo PDOP. PDOP je dvou typů, horizontální (HDOP) a vertikální (VDOP) měření (zeměpisná šířka, délka a nadmořská výška). Můžeme zkontrolovat kvalitu satelitního umístění přijímače je aktuálně k dispozici pomocí hodnoty PDOP. Nízký DOP označuje vyšší pravděpodobnost přesnosti a vysoký DOP označuje nižší pravděpodobnost přesnosti. Dalším termínem PDOP je TDOP (Time Dilution of Precision). TDOP odkazuje na posun satelitních hodin. Na přijímači GPS lze nastavit parametr známý jako maska PDOP. To způsobí, že přijímač ignoruje satelitní konfigurace, které mají PDOP vyšší než zadaný limit.
Selektivní dostupnost (SA) :
Selektivní dostupnost nastává, když DOD záměrně snížil přesnost signálů GPS a zavádí umělé chyby hodin a efemerid. Během implementace SA to byla největší součást chyby GPS, která způsobila chybu až 100 metrů. SA je součástí standardní služby určování polohy (SPS).
Fotografický kredit:
