Таблиця функцій навігаторів з описом кожної
GPS - початкові букви назви глобальної системи визначення координат - Global Positioning System.
Що це за система?
Це система, що дозволяє з точністю не гірше 100 м визначити місце розташування об'єкта, тобто визначити його широту, довготу і висоту над рівнем моря, а також напрямок і швидкість його руху. Крім того, за допомогою GPS можна визначити час з точністю до 1 наносекунди.
З чого складається GPS?
GPS складається з сукупності певної кількості штучних супутників Землі (супутникової системи NAVSTAR) і наземних станцій спостереження, об'єднаних в загальну мережу. Як абонентського обладнання служать індивідуальні GPS-приймачі, здатні приймати сигнали з супутників і за прийнятою інформації обчислювати своє місце розташування.
Що являє собою супутникова система NAVSTAR?
До складу супутникової системи NAVSTAR входять 24 ШСЗ, що знаходяться на 6 різних кругових орбітах, які розташовані під кутом 60o один до одного. Період обертання одного супутника - 12 годин. Вага кожного супутника близько 787 кг, розмір більше 5 м, включаючи сонячні батареї. На борту кожного супутника встановлений атомний годинник, що забезпечують точність 10-9 сек, обчислювально кодує пристрій і передавач потужністю 50 Вт, що випромінює на частоті 1575.42 МГц.
Вартість споруди і запуску 24 супутників - 12 мільярдів доларів.
Яку інформацію супутники передають на Землю?
Кожну мілісекунду супутники передають на Землю:
- свій статус (повідомлення про справність або несправність);
- поточну дату;
- поточний час;
- дані альманаху;
- точний час відправлення всієї сукупності повідомлень.
Що таке альманах?
Це інформація про те, в якому місці небесної сфери повинен знаходитися кожен супутник в будь-який момент часу протягом доби, тобто орбітальні дані всіх супутників.
Як відбувається визначення координат?
GPS-приймач на підставі отриманої з супутників інформації визначає відстань до кожного супутника, їх взаємне розташування і обчислює свої координати за законами геометрії. При цьому, для визначення 2-х координат (широта і довгота) досить отримати сигнали з трьох супутників, а для визначення висоти над рівнем моря - з чотирьох.
Як GPS-приймач визначає відстань до супутників?
Оскільки швидкість поширення радіосигналів постійна і дорівнює швидкості світла, відстань до супутників визначається по затримці часу прийому повідомлення GPS-приймачем щодо часу відправлення повідомлення з борту супутника. Звичайно, для точного визначення цієї затримки годинник на супутниках і годинник в GPS-приймачі повинні бути синхронні, що забезпечується синхронізацією годинника приймача за інформацією, що міститься, як вказувалося вище, в сигналах супутників.
Які джерела похибки при визначенні місця розташування?
Що являє собою GPS-приймач?
Система GPS дозволяє визначити місце розташування в будь-якій точці на суші, на морі і в навколоземному просторі. Залежно від області застосування, діапазон якої досить широкий, а також від вартості, яка може коливатися від сотень до декількох тисяч доларів, виконання GPS-приймачів також вельми різноманітно. В цілому весь спектр моделей можна розділити на чотири великі групи:
Персональні GPS приймачі індивідуального застосування. Ці моделі відрізняються малими габаритами і широким набором сервісних функцій: від базових навігаційних, включаючи можливість формування і розрахунку маршрутів слідування, до функції прийому і передачі електронної пошти.
Автомобільні GPS приймачі, які призначені для установки в будь-якому наземному транспортному засобі і мають можливість підключення зовнішньої приймально-передавальної апаратури для автоматичної передачі параметрів руху на диспетчерські пункти.
Морські GPS приймачі, оснащені ультразвуковим ехолотом, а також додатковими змінними картриджами з картографічною і гідрографічної інформацією для конкретних берегових районів.
Авіаційні GPS приймачі, використовувані для пілотування літальних апаратів, включаючи комерційну авіацію.
Чи існують інші системи визначення місця розташування?
Так. Вітчизняної військово-космічною промисловістю створена альтернативна супутникова система ГЛОНАСС. Однак, незважаючи на більш високу точність визначення місця розташування, її надійність і споживчі характеристики істотно нижче, ніж у NAVSTAR, і на сьогоднішній день широкого поширення ця система не отримала.