Kas teadsite, et GPS koosneb 24 satelliidist? Selles artiklis me näitame teile gps-i ajalugu, samuti selle areng loomisest tänapäevani.
GPS-i ajalugu
GPS, globaalne positsioneerimissüsteem, mille algne nimi on Navstar GPS: see on meetod, mille eesmärk on täpselt määrata iga inimese või auto asukoht Maal.
Selle süsteemi lõi Ameerika Ühendriikide kaitseministeerium. Praegu kuulub see Ameerika Ühendriikide kosmosejõududele. Soovitud asukoha saavutamiseks kasutab navigaator nelja või enama satelliidi kasutamist, samuti trilateratsiooni.
GPS vajab oma tööks vähemalt 24 satelliiti, mis asuvad Maa kohal orbiidil umbes 20000 XNUMX kilomeetri kõrgusel. See jaotab oma orbiidid nii, et tema käsutuses võib olla neli satelliiti, mis on tuvastatud kogu maa peal.
1960. aastateks suutis maapealse navigatsioonisüsteemina tuntud OMEGA süsteem, mis põhineb mõne maapealse jaama signaalidel, hõivata maailma raadionavigatsioonisüsteemis esikoha. Kuid kuna need süsteemid esitasid teatud piiranguid, nägid nad vajadust otsida navigeerimisel suuremat ja täpsemat vastust, alustades sellega GPS-i ajalugu.
Ameerika Ühendriikide relvajõud kasutasid neid navigeerimise edusamme GPS-i ajaloos, kasutades satelliite, mis võimaldasid visualiseerida täpseid ja täpseid asukohti.
Kasutatav süsteem pidi täitmiseks vastama teatud sätetele. omama globaalsust; sel juhul pidi maakera olema täielikult ümbritsetud, püsiv ja tema töö pidi olema pidev, ilma et atmosfääriseisund teda segaks või piiraks. Nagu ka energiline, et lubada sellel olla täpne.
1964. aastal töötati välja uus süsteem nimega Transit ja 1967. aastaks kasutas seda sõjavägi kommertskasutuseks.
Selle süsteemi struktureerisid kuus madala polaarorbiidiga satelliiti, mille kõrgus oli 1074 km. Need võimaldasid saavutada ülemaailmset katvust, kuid mitte püsivat. Selle asukohavõimalus ei olnud pidev, ligipääs satelliitidele anti ligikaudu iga kahe tunni järel. Asukoha arvutamiseks tuli seda jälgida iga 15 minuti järel, et vältida selle leviulatuse kaotamist.
1967. aastal arendas USA merevägi satelliidi nimega Timation, see näitas kindlat võimalust paigutada kosmosesse täpsed kellad, mis annaksid järjepidevaid andmeid, mis käis GPS-iga käsikäes.
1973. aastal ühendati programmid, millega USA merevägi ja õhuvägi töötasid ning käivitati nn navigatsioonitehnoloogia programm, mis tähendab Navigatsioonitehnoloogia programmi.
Aastatel 1978–1985 avalikustasid nad kaheksa Navstari katsesatelliiti. Pärast neid ilmusid uued põlvkonnad, kuni jõuti tähtkujuni, mida praegu tuntakse esialgse töövõimena, mille nimi anti 1993. aasta detsembris, kogu- ja kasuliku võimsusega 1995. aastaks.
2009. aastal töötas USA välja teenuse, mis võimaldas ametikoha kehtestada ja aidata ICAO-d, kes ei keeldunud pakkumist vastu võtmast. Nii kujunes vähehaaval välja gps-i ajalugu.
GPS-i ajaloos välja töötatud omadused ja vormid
- Sellel on 24 tähtkuju satelliiti, mis esindavad 4–6 orbiiti.
- Selle kõrgus on 20200 km.
- Selle periood on vahemikus 12 siderealist tundi.
- Selle kalle on umbes 55 °.
- Annab soodsa eluea 8 aastat.
- Selle leviala on ülemaailmne.
- Kasutajaruumil pole piiranguid.
- Koordinaatsüsteemis töötab see 8000-ga.
signaal GPS-i ajaloos
GPS-i ajaloos oleme leidnud, et see saadab oma 50 MHz mikrolaine edastusstruktuuris pidevalt navigeerimissõnumeid kiirusega 1600 bitti sekundis. FM-raadio jaoks saadetakse see vahemikus 86–109 MHz ja wi-fi puhul töötab see ligikaudu 5000 MHz ja 2500 MHz, iseenesest saadavad satelliidid L1600 signaali puhul 1 MHz ja L1228 signaali puhul 2 MHz.
See GPS-signaal annab kellaaja, igale nädalale vastava kellaaja, kasutades satelliidi sees olevat aatomkella, näitab ka iga nädala numbrit ja loob viite, mis võimaldab teil tuvastada, kas satelliidil on vigu.
Selle saated on 30 sekundit pikad ja saadaval on 1500 bitti andmeid. Andmenumbrid saadakse kiire pseudojuhusliku jälgimise abil, mis iseloomustab iga satelliiti.
Selle emissioon on ajastatud, see algab ja lõpeb samal ajal, nagu näitab satelliidi sees olev kell. Algul teavitatakse infovastuvõtjat olemasolevast ühendusest satelliidi kella ja GPS-i näidatud aja vahel ning teisel hetkel saadab info satelliidi täpse orbiidi saatjale.
GPS-süsteemi evolutsiooni viis
- L1-le lisatakse uus tsiviilkasutuse signaal.
- Samuti lisatakse L5-le uus tsiviilsignaal, mille sagedus on ligikaudu 1177 MHz.
- Lisaks kehtestatakse hooldusvorm eluturvateenuste uutele märkidele.
- Tagab parema signaalijaotuse.
- Parandab signaali tugevust.
- Seirekastide arvu suurendatakse, need tõusevad 12-ni.
- Juurdepääs seostele Galileo L1 kontiinumiga.
- Tutvuge gps-i kasutavate klientidega, olgu need sõjaväelased või tsiviilisikud.
- Määrab GPS III päringud vastavalt toimimisvormidele.
- See hõlbustab vajalike lubade hankimist tulevases ümberkujundamises, et rahuldada taotlusi, mida kasutajad on valmis esitama kuni 2030. aastani.
See süsteem on saavutanud suure edusammu, mis on võimaldanud aktiivselt määrata asukohta andmete mahus, mis võimaldab kliendil määrata täpselt tuntud Mobile Mappingu liikumise.
Selle meetodiga kasutatakse 3D-kartograafiat, läbi skanneri, millel on laser, tehakse kaamerate, andurite, gnss süsteemide mõõtmised, mis võimaldavad täpselt tuvastada, käsikäes selle kolme asukohatehnoloogiaga: IMU, GNSS ja Odomeeter, kes. nad saavutavad signaali ulatuse isegi nendes kohtades, kus see pole hea.
kuidas gps töötab
GPS-i ajalugu on näidanud suuri edusamme, nende funktsioone on värskendatud, nende hulgas tasub esile tõsta:
- GPS tähistab oma funktsioonide raames mustrit nimega efemeriidid, mistõttu saadab igaüks eraldi oma, milles satelliidi eluiga paika pannakse. kuidas see ruumis on, selle aeg, doppleri sisu jne.
- Eraldi satelliidid näitavad, et teabe vastuvõtja asub sfääri pinnal kindlas ruumis, selle põhjaosa on sama satelliit ja selle raadio on vastuvõtjast täpsel kaugusel.
- Kui kahe satelliidi poolt väljastatud teave on vastu võetud, saab luua kontuuri, mis on kahe sfääri tulemus mõnes konkreetses ruumis, milles vastuvõtja asub.
- Info vastuvõtmisel satelliidilt number kolm kaob viga, mis takistab kellade omavahelist seostamist ja gps-i kasusaajaid, saavutades täpse 3D-asendi.
Kui soovite end mõne muu tehnoloogilise teemaga rikastada, kutsun teid järgima linki Satelliittehnoloogia
GPS-i väljastatava teabe usaldusväärsus
Kuna GPS-il on sõjaväeline liin, siis USA-s hoiab kaitseministeerium tõenäosust eeldada väikest juhuslikku, mida saab muuta vahemikus 15–100 m. Hetkel seda ajendatud viga aga ei kasutata, GPS-i saadetav täpne ja täpne info on seotud konkreetsel ajal vaadeldavate satelliitide arvuga.
Kui saadud info jääb seitsme ja üheksa satelliidi vahele ja need on ebaühtlased, nende mõõtmised on allpool, võib see 2% ajast jääda 95 meetri vahele, vastupidisel GDPS süsteemi kasutamisel on selle mõõtmise täpsus palju parem, kuna see moodustab 97% asjaoludest.
GPS-i edastatavate andmete usaldusväärsus sõltub selle asukoha vormist, et mõõta täpselt ja täpselt vastuvõtjate asukohta.
Nagu näeme, on GPS-i ajaloos toimunud palju edusamme.
GPS-i vea päritolu teie ajaloos
Teave, mida GPS mõõdab hetkel vajab, satelliidi asukoht ja vastuvõetava signaali viivitus. Selle täpsus on tingitud asukoha täpsusest ja signaali viivitusest.
Viivituse tuvastamisel seostab teabe vastuvõtmise eest vastutav isik satelliidi saadetud bittide arvu isikliku tõlgendusega. Kui seeria tingimused on omavahel seotud, loovad elektroonilised komponendid ebavõrdsuse 1% biti ajaga; seega levivad gps-i väljastatavad signaalid valguse kiirusel, mis teeb umbes kolmemeetrise vea, GPS-signaali kasutamisel peetakse seda väga väikeseks veaks.
Täpsust saab parandada kasutades P(Y) signaali, mis näitab sama tulemust, mis esindab 1% ajast, P(Y) signaal suure jõudlusega näitab täpset järeldust umbes 30 sentimeetrit.
GPS-i mõõtmiste täpsust mõjutavad elektroonikast tulenevad vead. Neid mõõtmisviise saab täiustada reaalajas kasutatava tarkvara ja meetodite kasutamisega.
Kui soovite teada saada GPS-i arengust, kutsun teid vaatama järgmist audiovisuaalset sisu.
GPS-i ajaloo veapiiri piires võime kaaluda:
- Signaali emissiooni viivitus ionosfääris ja troposfääris.
- Signaalid, mida jagatakse samal ajal hoonetes ja mägedes ning tagastatakse.
- Vead orbiitidel, kus samade info ei ole täpne.
- Vaadeldavate satelliitide arv.
- Ebavõrdsus vaadeldavate satelliitide asukohas.
- Sisemiste GPS-kellade vead.
Elemendid, mis sekkuvad väljastatavate andmete vigadesse.
GPS-i ajaloos ilmnenud vigade elemendid on seotud:
Unikaalsed satelliidi vead GPS-i ajaloos
- Vead orbiitidel: orbiitide juhtimiseks on vajalikud piisavad elemendid, kuna satelliitidel puudub otseliin kleperi orbiidile, mida peetakse normaalseks, mille tagajärjeks on protsessi katkemine orbiitide teadmatuse tõttu. energia, mis mõjutab iga satelliiti.
- Vead sisemises kellas: see on seotud sisemiste kellade aja muutumisega, mis on põhjustatud ostsillaatorite kadumisest ja nendest, mis on põhjustatud suhteliste efektide liikumisest, mis toob kaasa suure erinevuse määratud aeg ja satelliit.
- Positsioonivead: asukohast tuleneb turvalisuse puudumine, mis tuleneb asukoha täpsuse puudumisest ja valitud satelliitidest.
Vead edastusvormides gps-i ajaloos
- Ionosfääri tugevduse vead: See on seotud GPS-i sagedusega, selle tugevdamise viga ilmneb 50 meetrist 1 meetrini, ionosfääri tugevus sõltub iga tehtud mõõtmise regulaarsusest ja ligikaudsest mõjust.
- Vead troposfääri tugevduses: need vead tähistavad 2–25 meetrit, mis on mõõtmise regulaarsusest eraldatud. Seda viga saab aga parandada teiste troposfäärimudelite abil.
- Multipath: see võimaldab signaalil jõuda kahe erineva allika kaudu, kuigi see võib põhjustada signaali katkemise. Multipath kasutamist märgatakse pindade mõõtmisel, selle kuju alahindamiseks võib kasutada antenni, mis töötab erinevatest keskkondadest vastuvõetavate signaalidega.
Vead, mis on otseselt seotud teabe vastuvõtmisega gps-i ajaloos
- Mürad: Müra on seotud teabe hulga ja selle täpseks saamiseks kuluva ajaga, seda tuleb järgida mõõtmiste täpseks saamiseks.
- Antenni teabekeskused: Kui antenni rollis avastatakse mõõtmisel teadaolev viga, siis punktid tühistatakse, kui mõõtmised on täpsed, joondatakse antennid soovitud tulemuste saamiseks samas suunas.
GPS-i ühendamine mobiiltelefonidega
Praeguseks on gps-i kasutamine telefonides saavutanud suure buumi, see on juurutatud nutitelefonidesse, olles väga kasulik aadressi küsimisel, gps-i kasutamine on andnud aluse tarkvarameetodile erinevatele tüüpidele ja mudelitele, samuti erinevat tüüpi ettevõtted, mis nõuavad mobiiltelefonide kasutamist.
See annab meile võimaluse kaardi kaudu teada kohti, kus sõbrad ja pere asuvad, piisab vaid vajaliku platvormi olemasolust.
GPS-i lisamine kelladesse
Tehnika areng on tänapäeval võimaldanud teed anda GPS-iga nutikelladele, neid saab kasutada nutitelefonidega, kui viidata näiteks spordikelladele või käevõrudele, millel pole ekraane.
Sarnaselt nutitelefonidega võimaldab see teada saada soovitud inimeste asukohta, vajalik on vaid vajaliku rakenduse ja platvormi olemasolu.
Relatiivsusteooria ja GPS
GPS-satelliitide puhul peavad kellad olema seotud asukohaga maapinnal, seega tuleb arvestada üld- ja erirelatiivsusteooriat, mille mõjud on järgmised: aeg, sageduse muutused ja ekstsentrilisus.
Teisest küljest võngub satelliidi kiirus ajaliselt vahemikus 1 osa 10-st, selle laienemise tulemuseks on satelliidi kella ligikaudu 5 osa kümnest kiirem.
Mis puudutab ruumilist ja üldrelatiivsusteooriat, siis alates relatiivsusteooriast, kuna see on pidevalt liikumises ja kõrgus, mida see esindab, mõjutab kellade kiirust, siis üldrelatiivsusteooria väidab, et kell, mis on lähemal sellele, mida ta tahab mõõta, on palju aeglasem kui üks. see on kaugemal, kui seostame selle otse gps-iga, siis see, mida soovite saada, on maale lähemal kui satelliitidele.
GPS-i kasutamine on nüüdseks muutunud suurepäraseks vahendiks nii suhetes kui ka töös, mistõttu on selle ulatuse tundmiseks ja sellest maksimumi võtmiseks vaja teada selle toimimist algusest peale.