GPS vai globālās pozicionēšanas sistēmas vēsture

Vai zinājāt, ka GPS sastāv no 24 satelītiem? Šajā rakstā mēs jums parādīsim GPS vēsture, kā arī tās attīstību no tās radīšanas līdz mūsdienām.

GPS vēsture

GPS, globālās pozicionēšanas sistēma, kuras sākotnējais nosaukums ir Navstar GPS: tā ir metode, kas cenšas precīzi noteikt jebkuras personas vai automašīnas atrašanās vietu uz Zemes.

Šo sistēmu izveidoja Amerikas Savienoto Valstu Aizsardzības departaments. Pašlaik tas pieder ASV Kosmosa spēkiem. Lai sasniegtu vēlamo pozīciju, navigators izmanto četrus vai vairāk satelītus, kā arī trilaterāciju.

Lai tā darbotos, GPS rīcībā ir nepieciešami vismaz 24 satelīti, kas atrodas orbītā virs Zemes, aptuveni 20000 XNUMX kilometru augstumā. Tas izplata savas orbītas tā, lai tā rīcībā varētu būt četri satelīti, kas identificēti visā zemē.

Līdz 1960. gadsimta XNUMX. gadiem OMEGA sistēma, kas pazīstama kā virszemes navigācijas sistēma, pamatojoties uz dažu virszemes staciju sniegtajiem signāliem, spēja ieņemt pirmo vietu pasaules radionavigācijas sistēmā. Tomēr, tā kā šajās sistēmās bija noteikti ierobežojumi, tās redzēja nepieciešamību meklēt lielāku atbildi navigācijā, kas bija precīzāka, tādējādi aizsākot GPS vēsturi.

Amerikas Savienoto Valstu bruņotie spēki izmantoja šos navigācijas sasniegumus GPS vēsturē, izmantojot satelītus, kas ļāva tam vizualizēt precīzas un precīzas pozīcijas.

Izmantotajai sistēmai bija jāatbilst noteiktiem noteikumiem, lai to varētu izpildīt. Ir globalitāte; šajā gadījumā globusam bija jābūt pilnībā aptvertam, neatlaidīgam un viņa darbam bija jābūt nepārtrauktam, netraucējot un neierobežojot atmosfēras stāvokli. Kā arī būt enerģiskam, lai ļautu tam būt precīzam.

1964. gadā tika izstrādāta jauna sistēma ar nosaukumu Transit, un līdz 1967. gadam to izmantoja militārpersonas komerciālai lietošanai.

Šo sistēmu strukturēja seši zemas polārās orbītas satelīti ar 1074 km augstumu. Tie ļāva sasniegt pasaules mēroga pārklājumu, bet ne noturīgi. Tās atrašanās vietas iespēja nebija nemainīga, piekļuve satelītiem tika nodrošināta aptuveni ik pēc divām stundām. Lai aprēķinātu tā atrašanās vietu, tas bija jāuzrauga ik pēc 15 minūtēm, lai tas nezaudētu savu darbības rādiusu.

ASV jūras kara flote 1967. gadā attīstīja satelītu ar nosaukumu Timation, un tā parādīja pārliecinošu iespēju izvietot kosmosā precīzus pulksteņus, kas nodrošinātu konsekventus datus, un tas iet roku rokā ar GPS.

1973. gadā tika apvienotas programmas, ar kurām strādāja ASV Jūras un gaisa spēki, un tika izlaista tā sauktā Navigācijas tehnoloģiju programma, kas nozīmē Navigācijas tehnoloģiju programma.

No 1978. līdz 1985. gadam viņi atklāja un tiem bija astoņi Navstar eksperimenta pavadoņi. Pēc tām parādījās jaunas paaudzes, līdz sasniedza zvaigznāju, kas šobrīd ir pazīstams kā sākotnējā darbības jauda, ​​nosaukums tika dots 1993. gada decembrī, ar kopējo un lietderīgo jaudu līdz 1995. gadam.

2009. gadā ASV izstrādāja pakalpojumu, kas ļāva izveidot amatu un palīdzēt ICAO, kas neatteicās pieņemt piedāvājumu. Tā pamazām veidojās gps vēsture.

Pazīmes un formas, kas tika izstrādātas GPS vēsturē

• Tajā ir 24 zvaigznāju satelīti, kas pārstāv no 4 līdz 6 orbītām.
• Tā augstums ir 20200 km.
• Tās periods ir no 12 siderālajām stundām.
• Tam ir aptuveni 55 ° slīpums.
• Nodrošina labvēlīgu 8 gadu mūžu.
• Tās pārklājums ir visā pasaulē.
• Lietotāja vietai nav ierobežojumu.
• Savā koordinātu sistēmā tas darbojas ar 8000.

signāls GPS vēsturē

GPS vēsturē mēs esam atklājuši, ka tas savā 50 MHz mikroviļņu pārraides struktūrā nepārtraukti sūta navigācijas ziņojumu ar aptuveni 1600 bitiem sekundē. FM radio tas tiek sūtīts no 86 līdz 109 MHz, un Wi-Fi tas darbojas ar aptuveni 5000 MHz un 2500 MHz, pats par sevi satelīti kopumā sūta 1600 MHz L1 signālam un 1228 MHz L2 signālam.

Šis GPS signāls nodrošina laiku, laiku, kas atbilst katrai nedēļai, izmantojot atompulksteni, kas atrodas satelīta iekšpusē, tas arī parāda katras nedēļas numuru un veido atsauci, kas ļauj atklāt, vai satelītam ir kāda kļūme.

Tās pārraides ir 30 sekundes garas, un ir pieejami 1500 biti datu. Datu skaitļi tiek noteikti ar ātrgaitas pseidogadījuma izsekošanu, kas raksturo katru satelītu.

Tās pārraidei ir noteikts laiks, tā sākas un beidzas vienlaikus, kā norāda pulkstenis satelīta iekšpusē. Sākumā informācijas uztvērējs tiek informēts par esošo saikni starp satelīta pulksteni un GPS norādīto laiku, bet otrajā brīdī nosūta informāciju precīzas satelīta orbītas raidītājam.

GPS sistēmas evolūcijas veids

• L1 tiek pievienots jauns signāls civilai lietošanai.
• Tāpat L5 tiek pievienots jauns civilais signāls ar aptuveni 1177 MHz.
• Papildus tiek noteikta aprūpes forma jaunajām Dzīvības drošības pakalpojumu zīmēm.
• Nodrošina labāku signāla sadali.
• Uzlabo signāla stiprumu.
• Monitoringa kastes tiek palielinātas, tās pieaug līdz 12.
• Piekļūstiet savstarpējām attiecībām ar Galileo L1 kontinuumu.
• Iepazīstieties ar klientiem, gan militāriem, gan civiliem, izmantojot GPS.
• Nosaka gps III pieprasījumus atbilstoši darbības formām.
• Tas atvieglo nepieciešamo atļauju saņemšanu turpmākajā pārveidē, lai apmierinātu pieprasījumus, ko lietotāji vēlas veikt līdz 2030. gadam.

Šī sistēma ir panākusi lielu progresu, kas ļāvis aktīvi noteikt vietu datu apjomā, kas ļauj klientam precīzi noteikt labi zināmās Mobile Mapping kustību.

Ar šo metodi tiek izmantota 3D kartogrāfija, caur skeneri, kuram ir lāzers, tiek veikti kameru, sensoru, gnss sistēmu mērījumi, kas ļauj precīzi identificēt, roku rokā ar tās trīs lokācijas tehnoloģijām: IMU, GNSS un Odometru, kas viņi sasniedz signāla diapazonu, pat tajās vietās, kur tas nav labi.

kā darbojas gps

GPS vēsture ir parādījusi lielus panākumus, tajās ir atjauninātas to funkcijas, starp kurām ir vērts izcelt:

• Savu funkciju ietvaros GPS iezīmē paraugu, ko sauc par efemerīdu, tāpēc katrs atsevišķi sūta savu, kurā tiek noteikta satelīta dzīve. kā tas ir telpā, tā laikā, tā doplera saturā, cita starpā.
• Atsevišķi satelīti parāda, ka par informācijas saņemšanu atbildīgais atrodas noteiktā telpā uz sfēras virsmas, tā ziemeļi ir tas pats satelīts un tā radio ir precīzs attālums līdz uztvērējam.
• Kad tiek uztverta divu satelītu izstarotā informācija, var izveidot kontūru, kas ir divu sfēru rezultāts noteiktā telpā, kurā atrodas uztvērējs.
• Kad tiek saņemta informācija no satelīta numur trīs, pazūd kļūme, kas neļauj pulksteņus saistīt vienam ar otru un gps saņēmējiem, panākot precīzu 3D pozīciju.

Ja vēlies sevi bagātināt ar kādu citu tehnoloģisku tēmu, aicinu sekot saitei Satelītu tehnoloģija

GPS izstarotās informācijas ticamība

Tā kā GPS ir militāra līnija, Amerikas Savienotajās Valstīs Aizsardzības departaments saglabā varbūtību, ka nejauši tiks pieņemts neliels, ko var mainīt no 15 līdz 100 m. Taču šobrīd šī virzītā kļūda netiek izmantota, precīza un precīza GPS sūtītā informācija ir saistīta ar konkrētajā laikā novērojamo satelītu skaitu.

Ja saņemtā informācija ir no septiņiem līdz deviņiem satelītiem un tie ir nekonsekventi, to mērījumi ir zemāk, tas varētu būt starp 2 metriem 95% gadījumu, ja tieši pretēji tiek izmantota GDPS sistēma, tās mērījumu precizitāte ir liela labāk, jo tas veido 97% no apstākļiem.

GPS sniegto datu ticamība ir atkarīga no tā pozīcijas formas, lai precīzi un precīzi izmērītu uztvērēju atrašanās vietu.

Kā mēs redzam, GPS vēsturē ir daudz sasniegumu.

GPS kļūdas izcelsme jūsu vēsturē 

Informācija, ko GPS mēra šobrīd, satelīta atrašanās vieta un uztvertā signāla aizkave. Tās precizitāte ir saistīta ar pozīcijas precizitāti un signāla aizkavi.

Nosakot kavēšanos, par informācijas saņemšanu atbildīgā persona saista vairākus satelīta nosūtītos bitus ar personisku interpretāciju. Ja sērijas nosacījumi ir saistīti, elektroniskie komponenti izveido 1% nevienlīdzību bitu laikā; līdz ar to gps izstarotie signāli izplatās ar gaismas ātrumu, kas konstatē aptuveni trīs metru bojājumu, tas tiek uzskatīts par ļoti mazu defektu, kad tiek izmantots gps signāls.

Precizitāti var uzlabot, izmantojot P(Y) signālu, uzrādot tādu pašu rezultātu, kas ir 1% no laika, P(Y) signāls ar augstu veiktspēju parāda aptuveni 30 centimetru precīzu secinājumu.

GPS mērījumu precizitāti ietekmē kļūdas, kas rodas no elektronikas. Šos mērīšanas veidus var uzlabot, izmantojot programmatūru un metodes, ko izmanto reāllaikā.

Ja vēlies uzzināt par gps evolūciju, aicinu noskatīties sekojošo audiovizuālo saturu.

Kļūdas robežās GPS vēsturē mēs varam apsvērt:

• Signāla emisijas aizkavēšanās jonosfērā un troposfērā.
• Signāli, kas vienlaikus tiek koplietoti ēkās un kalnos un tiek atgriezti.
• Bojājumi orbītās, kur informācija par tiem pašiem nav precīza.
• Novērojamo satelītu skaits.
• Nevienlīdzība to satelītu atrašanās vietā, kurus var apskatīt.
• Kļūdas iekšējos GPS pulksteņos.

Elementi, kas iejaucas emitēto datu kļūdās.

Elementi, kas saistīti ar kļūdām, kas radušās GPS vēsturē, ir saistīti ar:

Unikālas satelīta kļūdas GPS vēsturē

• Kļūdas orbītās: orbītu vadīšanai ir nepieciešami atbilstoši elementi, jo satelītiem nav tiešas līnijas uz Klepera orbītu, kas tiek uzskatīts par normālu, tādēļ process tiek pārtraukts zināšanu trūkuma dēļ. enerģija, kas ietekmē katru satelītu.
• Iekšējā pulksteņa defekti: tas ir saistīts ar iekšējo pulksteņu laika izmaiņām, ko izraisa oscilatoru zudumi, un tiem, ko izraisa relatīvo efektu kustība, kā rezultātā rodas liela atšķirība starp noteiktais laiks un satelīts.
• Pozīcijas kļūdas: tas ir drošības trūkums, kas izriet no atrašanās vietas kā secinājums no pozīcijas precizitātes trūkuma un izvēlētajiem satelītiem.

Kļūdas pārraides formās GPS vēsturē

• Traucējumi jonosfēras pastiprinājumā: tas ir saistīts ar GPS frekvenci, tā pastiprinājuma kļūda parādās no 50 metriem līdz 1 metram, jonosfēras stiprums ir atkarīgs no katra veiktā mērījuma regularitātes un aptuvenās ietekmes.
• Troposfēras stiegrojuma defekti: šīs kļūdas iezīmē robežu no 2 līdz 25 metriem, kas ir atdalīta no mērījumu regularitātes. Tomēr šo kļūdu var labot, izmantojot citus troposfēras modeļus.
• Vairāku ceļu: šādā veidā signāls tiek saņemts, izmantojot divus dažādus avotus, lai gan tas var izraisīt signāla pārtraukumus. Multipath izmantošana tiek pamanīta, mērot virsmas, lai nenovērtētu tās formu, var izmantot antenu, kas darbojas ar signāliem, ko tā saņem no dažādām vidēm.

Kļūdas, kas tieši saistītas ar informācijas saņemšanu GPS vēsturē

• Trokšņi: Troksnis ir saistīts ar informācijas daudzumu un laiku, kas nepieciešams tās precīzai iegūšanai, tas ir jāievēro, lai mērījumus iegūtu precīzi.
• Antenas informācijas centri: Ja mērījumā tiek konstatēta zināma kļūda antenas lomā, punkti tiek atcelti, kad mērījumi ir precīzi, antenas tiek noregulētas vienā virzienā, lai iegūtu vēlamos rezultātus.

GPS iekļaušana mobilajos tālruņos

Šobrīd gps lietošana tālruņos ir guvusi lielu uzplaukumu, tas ir ieviests viedtālruņos, ļoti noderot adreses pieprasīšanai, gps izmantošana ir radījusi programmatūras metodi dažādiem veidiem un modeļiem, kā arī dažāda veida uzņēmējdarbībai, kam nepieciešama mobilo tālruņu izmantošana.

Tas dod mums iespēju caur karti uzzināt vietas, kur atrodas draugi un ģimene, ir nepieciešama tikai nepieciešamā platforma.

GPS iekļaušana pulksteņos

Tehnoloģiju attīstība mūsdienās ir ļāvusi piekāpties viedpulksteņiem ar iekļautu GPS, tos var izmantot ar viedtālruņiem, ja runājam, piemēram, uz sporta pulksteņiem vai rokassprādzēm, kurām nav ekrāna.

Tāpat kā viedtālruņi, arī tas ļauj uzzināt vēlamo cilvēku atrašanās vietu, ir nepieciešama tikai nepieciešamā aplikācija un platforma.

Relativitātes teorija un GPS

GPS satelītos pulksteņiem ir jābūt saistītiem ar atrašanās vietām uz zemes, tāpēc ir jāņem vērā vispārējā un speciālā relativitātes teorija, kuru radītie efekti ir: laiks, frekvences izmaiņas un ekscentriskums.

No otras puses, laika izteiksmē satelīta ātrums svārstās starp 1 daļu no 10, šī izplešanās rezultātā satelīta pulkstenis ir aptuveni par 5 daļām no 10 ātrāks.

Attiecībā uz telpisko un vispārējo relativitāti, sākot no relativitātes teorijas, jo tas pastāvīgi atrodas kustībā un augstums, ko tas attēlo, ietekmē pulksteņu ātrumu, vispārējā relativitāte nosaka, ka pulkstenis, kas ir tuvāk tam, ko tas vēlas izmērīt, būs daudz lēnāks par vienu. kas ir tālāk, ja saistām to tieši ar gps, informācija, ko vēlaties iegūt, ir tuvāk zemei, nevis satelītiem.

GPS izmantošana tagad ir kļuvusi par lielisku rīku gan attiecībām, gan darbam, tāpēc ir jāzina, kā tas darbojas, lai zinātu tā darbības jomu un gūtu maksimālu labumu no tā.