Lo sapevi che il GPS è composto da 24 satelliti? In questo articolo te lo mostreremo la storia del gps, così come la sua evoluzione dalla sua creazione ad oggi.
Cronologia GPS
Il GPS, Global Positioning System, che ha il nome originale Navstar GPS: è un metodo che cerca di individuare esattamente la posizione sulla Terra di qualsiasi persona o auto.
Questo sistema è stato creato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Attualmente appartiene alla United States Space Force. Per raggiungere la posizione desiderata, il navigatore impiega l'utilizzo di quattro o più satelliti, oltre alla trilaterazione.
Per il suo funzionamento, il GPS ha bisogno di almeno 24 satelliti circa a sua disposizione in orbita sopra la Terra, ad un'altitudine di circa 20000 chilometri. Distribuisce le sue orbite in modo tale da poter disporre di quattro satelliti individuati nell'intera terra.
Negli anni '1960 il sistema OMEGA, noto come Sistema di Navigazione Terrestre, basato sui segnali dati da alcune stazioni terrestri, riuscì ad occupare il primo posto nel sistema di radionavigazione mondiale. Tuttavia, poiché questi sistemi presentavano alcune restrizioni, hanno visto la necessità di cercare una risposta maggiore nella navigazione che fosse più accurata, iniziando così la storia del GPS.
Le forze armate degli Stati Uniti hanno sfruttato questi progressi nella navigazione nella storia del gps utilizzando satelliti che gli hanno permesso di visualizzare posizioni esatte e puntuali.
Il sistema utilizzato doveva soddisfare determinate disposizioni per essere eseguito. Avere la globalità; in questo caso il globo doveva essere completamente inglobato, essere persistente e il suo lavoro doveva essere continuo, senza essere disturbato o limitato dallo stato atmosferico. Oltre ad essere energico per permettergli di essere preciso.
Nel 1964 era in lavorazione un nuovo sistema chiamato Transit, e nel 1967 fu utilizzato dai militari per uso commerciale.
Questo sistema era strutturato da sei satelliti in orbita polare bassa, con 1074 km di altitudine. Hanno permesso di ottenere una copertura mondiale, ma non persistente. La sua possibilità di localizzazione non era costante, l'accesso ai satelliti veniva fornito all'incirca ogni due ore. Per calcolare la sua posizione, doveva essere monitorato ogni 15 minuti per evitare che perdesse la sua portata.
La Marina degli Stati Uniti, nel 1967, avanzò con un satellite chiamato Timation, che mostrò l'assertiva possibilità di posizionare orologi esatti nello spazio che fornissero dati coerenti, un progresso che andava di pari passo con il GPS.
Nel 1973 i programmi con i quali la Marina e l'Aeronautica Militare degli Stati Uniti lavoravano furono uniti e fu lanciato il cosiddetto Navigation Technology Program, che significa Navigation Technology Program.
Dal 1978 al 1985 hanno presentato e avuto otto satelliti per esperimenti Navstar. Dopo di loro sono comparse nuove generazioni, fino a raggiungere la costellazione che oggi è nota come capacità operativa iniziale, nome dato nel dicembre 1993, con una capacità totale e utile entro l'anno 1995.
Nel 2009 gli Stati Uniti hanno sviluppato un servizio che ha permesso di stabilire la posizione e di aiutare l'ICAO, che non ha rifiutato di accettare l'offerta. Così a poco a poco si è formata la storia dei gps.
Caratteristiche e forme che si sono sviluppate nella storia del gps
- È dotato di 24 satelliti di costellazione che rappresentano da 4 a 6 orbite.
- Ha un'altitudine di 20200 km.
- Il suo periodo è compreso tra 12 ore siderali.
- Ha un'inclinazione di circa 55°.
- Fornisce una vita favorevole di 8 anni.
- La sua copertura è mondiale.
- La capacità dell'utente non ha limiti.
- All'interno del suo sistema di coordinate funziona con 8000.
segnale nella cronologia gps
Nella storia del gps scopriamo che invia continuamente un messaggio di navigazione a circa 50 bit al secondo nella sua struttura di trasferimento a microonde a 1600 MHz. Per la radio FM viene inviato tra 86 e 109 MHz e per il wi-fi funziona con un approssimativo di 5000 MHz e 2500 MHz, di per sé i satelliti nel loro insieme inviano 1600 MHz per il segnale L1 e 1228 per il segnale L2.
Questo segnale gps fornisce l'ora, l'ora che corrisponde a ogni settimana, utilizzando un orologio atomico che si trova all'interno del satellite, mostra anche il numero di ogni settimana e disegna un riferimento che permette di scoprire se il satellite ha qualche guasto.
Le sue trasmissioni durano 30 secondi con 1500 bit di dati disponibili. I numeri dei dati sono stabiliti dal tracciamento pseudo-casuale ad alta velocità che caratterizza ciascun satellite.
La sua trasmissione è a tempo, inizia e termina contemporaneamente, come indicato dall'orologio all'interno del satellite. In un primo momento, il ricevitore di informazioni viene informato del collegamento esistente tra l'orologio del satellite e l'ora indicata dal GPS e in un secondo momento invia le informazioni al trasmettitore dell'orbita esatta del satellite.
modo di evoluzione del sistema gps
- Su L1 viene aggiunta una nuova segnaletica per uso civile.
- Allo stesso modo, a L5 viene aggiunto un nuovo segnale civile con un approssimativo di 1177 MHz.
- Viene inoltre istituita una forma di cura per le nuove insegne dei servizi Security for Life.
- Fornisce una migliore distribuzione del segnale.
- Migliora la potenza del segnale.
- Viene effettuato un aumento delle caselle di monitoraggio, che salgono a 12.
- Accedere all'interrelazione con il continuum L1 di Galileo.
- Incontra le linee di clienti, militari o civili nell'uso dei gps.
- Determina le richieste gps III in base alle forme di operazione.
- Facilita le autorizzazioni necessarie nella futura trasformazione per soddisfare le richieste che gli utenti sono disposti a fare fino al 2030.
Questo sistema ha ottenuto un grande progresso che ha permesso di stabilire attivamente una posizione nell'ambito dei dati, che consente al cliente di determinare con precisione il movimento del noto Mobile Mapping.
Con questo metodo si utilizza la cartografia 3D, attraverso uno scanner dotato di laser, si effettuano misurazioni di telecamere, sensori, sistemi gnss, che permettono di identificare con precisione, di pari passo con le sue tre tecnologie di localizzazione: IMU, GNSS e Odometer, chi raggiungere una portata del segnale, anche in quei luoghi in cui non è buona.
come funziona il gps
La storia dei gps ha mostrato grandi progressi, al loro interno sono state aggiornate le loro funzioni, tra queste vale la pena evidenziare:
- All'interno delle sue funzioni, il GPS segna un pattern chiamato effemeridi, motivo per cui ognuno invia il proprio individualmente, in cui si stabilisce la vita del satellite. come è nello spazio, il suo tempo, il suo contenuto doppler, tra gli altri.
- I satelliti separati mostrano che quello incaricato di ricevere le informazioni si trova in uno spazio specifico sulla superficie della sfera, il suo nord è lo stesso satellite e la sua radio è l'esatta distanza dal ricevitore.
- Una volta ricevute le informazioni emesse da due dei satelliti, si può stabilire un contorno che è il risultato delle due sfere in uno spazio specifico, in cui si trova il ricevitore.
- Quando si ricevono le informazioni dal satellite numero tre, l'errore che impedisce la correlazione tra gli orologi e i beneficiari gps scompare, ottenendo una precisa posizione 3D.
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Affidabilità delle informazioni emesse da un gps
Poiché il GPS ha una linea militare, negli Stati Uniti il Dipartimento della Difesa mantiene la probabilità di assumerne una piccola a caso, che potrebbe essere modificata tra 15 e 100 m. Tuttavia, al momento questo errore guidato non viene utilizzato, le informazioni esatte e precise inviate dal GPS sono relative al numero di satelliti che possono essere osservati in un determinato momento.
Se le informazioni ricevute sono comprese tra sette e nove satelliti e sono incoerenti, le loro misurazioni sono inferiori, potrebbero essere comprese tra 2 metri nel 95% delle volte, se invece si utilizza il sistema GDPS, la precisione della sua misurazione è molto meglio, poiché rappresenta il 97% delle circostanze.
L'affidabilità dei dati forniti da un gps dipende dalla sua forma di posizione, per misurare con precisione e precisione la posizione dei ricevitori.
Come possiamo vedere, ci sono molti progressi che si verificano nella storia del GPS.
Origine dell'errore GPS nella cronologia
Le informazioni di cui un gps ha bisogno in questo momento, la posizione del satellite e il ritardo nel segnale ricevuto. La sua precisione è dovuta alla precisione della posizione e al ritardo del segnale.
Nel rilevare il ritardo, l'addetto alla ricezione delle informazioni mette in relazione una serie di bit inviati dal satellite con una personale interpretazione. Quando i termini delle serie sono correlati, i componenti elettronici stabiliscono una disuguaglianza dell'1% in un po' di tempo; quindi i segnali emessi dal gps si estendono alla velocità della luce, che stabilisce un guasto di circa tre metri, è considerato un guasto molto piccolo quando si utilizza il segnale gps.
La precisione può essere migliorata utilizzando un segnale P(Y), che mostra lo stesso risultato, che rappresenta l'1% delle volte, il segnale P(Y), ad alte prestazioni, mostra una conclusione precisa di circa 30 centimetri.
La precisione delle misurazioni gps è influenzata dai guasti che derivano dall'elettronica. Questi metodi di misurazione possono essere migliorati con l'uso di software e metodi utilizzati in tempo reale.
Se vuoi conoscere l'evoluzione del GPS, ti invito a guardare il seguente contenuto audiovisivo.
All'interno del margine di errore nella storia del gps, possiamo considerare:
- Ritardo nell'emissione del segnale nella ionosfera e nella troposfera.
- Segnali condivisi contemporaneamente negli edifici e nelle montagne e restituiti.
- Difetti nelle orbite, dove le informazioni delle stesse non sono esatte.
- Numero di satelliti osservabili.
- Disuguaglianza nella posizione dei satelliti che possono essere visualizzati.
- Errori negli orologi GPS interni.
Elementi che intervengono negli errori dei dati emessi.
Gli elementi coinvolti negli errori che si sono verificati nella storia del gps sono relativi a:
Errori satellitari unici nella cronologia dei gps
- Errori nelle orbite: Sono necessari elementi adeguati per pilotare le orbite, poiché i satelliti non hanno una linea diretta con l'orbita di Kleper, che è quella che è considerata normale, ciò ha la conseguenza che il processo si interrompe per mancanza di conoscenza di l'energia che influenza ogni satellite.
- Guasti nell'orologio interno: È legato all'alterazione del tempo degli orologi interni che sono causati dalla perdita degli oscillatori e quelli che sono causati dal movimento degli effetti relativi, che porta di conseguenza una grande differenza tra i l'ora stabilita e il satellite.
- Errori di posizione: è la mancanza di sicurezza che deriva dalla posizione come inferenza dalla mancanza di precisione della posizione e dei satelliti scelti.
Errori nelle forme di trasmissione nella storia del gps
- Difetti nel rinforzo ionosferico: è correlato alla frequenza GPS, l'errore nel suo rinforzo appare da 50 metri a 1 metro, la forza ionosferica dipende dalla regolarità e dall'effetto approssimativo di ogni misurazione effettuata.
- Difetti nel rinforzo troposferico: Questi errori segnano un margine compreso tra 2 e 25 metri, questo è separato dalla regolarità della misurazione. Tuttavia, questo errore può essere corretto utilizzando altri modelli troposferici.
- Multipath: questo modo consente al segnale di arrivare utilizzando due diverse sorgenti, sebbene ciò possa causare l'interruzione del segnale. L'uso del Multipath si nota quando si misurano le superfici, per sottovalutarne la forma si può utilizzare un'antenna che funzioni con i segnali che riceve da ambienti diversi.
Errori direttamente correlati alla ricezione delle informazioni nella cronologia gps
- Rumori: Il rumore è correlato alla quantità di informazioni e al tempo necessario per ottenerle con precisione, questo deve essere seguito per ottenere misurazioni accurate.
- Centri informazioni antenne: se viene rilevato un errore noto nel ruolo dell'antenna nella misurazione, i punti vengono cancellati, quando le misurazioni sono accurate, le antenne vengono allineate nella stessa direzione per ottenere i risultati desiderati.
Incorporazione di gps su telefoni cellulari
Attualmente l'uso del gps nei telefoni ha acquisito un grande boom, è stato introdotto negli smartphone, risultando molto utile nella richiesta di un indirizzo, l'utilizzo del gps ha dato vita a un metodo software per diverse tipologie e modelli, oltre a i diversi tipi di attività che richiedono l'uso di telefoni cellulari.
Ci dà la possibilità di conoscere i luoghi in cui si trovano amici e parenti attraverso una mappa, è solo necessario disporre della piattaforma richiesta.
Incorporazione del GPS negli orologi
L'avanzare della tecnologia oggi ha permesso di dare il via agli smartwatch con GPS incluso, utilizzabili con gli smartphone se ci riferiamo, ad esempio, agli orologi sportivi o ai bracciali che non hanno lo schermo.
Come gli smartphone, questo ci permette di conoscere la posizione delle persone che vogliamo, è solo necessario disporre dell'applicazione e della piattaforma necessarie.
La teoria della relatività e il GPS
Nei satelliti GPS, gli orologi devono essere correlati alle posizioni a terra, quindi è necessario considerare la teoria della relatività generale e speciale, gli effetti che forniscono sono: tempo, variazioni di frequenza ed eccentricità.
D'altra parte, in termini di tempo la velocità del satellite oscilla tra 1 parte su 10, questa espansione fa sì che l'orologio del satellite sia approssimativamente di 5 parti su 10 più veloce.
Per quanto riguarda la relatività spaziale e generale, partendo dalla teoria della relatività, perché è costantemente in movimento e l'altezza che rappresenta influisce sulla velocità degli orologi, la relatività generale afferma che un orologio più vicino a ciò che vuole misurare sarà molto più lento di uno cioè più lontano, se lo colleghiamo direttamente al gps, quello che si vuole ottenere l'informazione è più vicino alla terra che ai satelliti.
L'uso del gps è ormai diventato un ottimo strumento, sia per le relazioni che per il lavoro, motivo per cui è necessario sapere come funziona dalle origini per conoscerne la portata e trarne il massimo.