Czy wiesz, że GPS składa się z 24 satelitów? W tym artykule pokażemy Ci historia GPS, a także jego ewolucję od powstania do chwili obecnej.
Historia GPS
GPS, Global Positioning System, który ma oryginalną nazwę Navstar GPS: Jest to metoda, która ma na celu dokładne określenie lokalizacji na Ziemi dowolnej osoby lub samochodu.
System ten został stworzony przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych. Obecnie należy do Sił Kosmicznych Stanów Zjednoczonych. Aby osiągnąć żądaną pozycję, nawigator wykorzystuje cztery lub więcej satelitów, a także trilaterację.
Do swojego działania GPS potrzebuje co najmniej 24 satelitów do swojej dyspozycji na orbicie nad Ziemią, na wysokości około 20000 XNUMX kilometrów. Rozkłada swoje orbity w taki sposób, że może mieć do dyspozycji cztery satelity zidentyfikowane na całej Ziemi.
Do lat sześćdziesiątych system OMEGA, znany jako Terrestrial Navigation System, oparty na sygnałach nadawanych przez kilka stacji naziemnych, zdołał zająć pierwsze miejsce w światowym systemie radionawigacyjnym. Ponieważ jednak systemy te charakteryzowały się pewnymi ograniczeniami, dostrzegli potrzebę poszukiwania większej odpowiedzi w nawigacji, która byłaby dokładniejsza, co zapoczątkowało historię GPS.
Siły Zbrojne Stanów Zjednoczonych wykorzystały te postępy w nawigacji w historii GPS, używając satelitów, które umożliwiły wizualizację dokładnych i punktualnych pozycji.
Stosowany system musiał spełniać określone przepisy, aby mógł zostać wykonany. Mieć globalność; w tym przypadku kula ziemska musiała być całkowicie objęta, być wytrwała, a jego praca musiała być ciągła, bez zakłócania lub ograniczania przez stan atmosfery. Oprócz bycia energicznym, aby było to precyzyjne.
W 1964 r. pracował nad nowym systemem o nazwie Transit, a do 1967 r. był używany przez wojsko do użytku komercyjnego.
System ten składał się z sześciu satelitów o niskiej orbicie polarnej o wysokości 1074 km. Pozwoliły osiągnąć zasięg ogólnoświatowy, ale nie stały. Jego możliwość lokalizacji nie była stała, dostęp do satelitów zapewniano mniej więcej co dwie godziny. Aby obliczyć jego pozycję, musiał być monitorowany co 15 minut, aby zapobiec utracie zasięgu.
Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych, w 1967 roku, rozwinęła się z satelitą o nazwie Timation, pokazała asertywną możliwość umieszczenia w kosmosie dokładnych zegarów, które dostarczałyby spójnych danych, postęp, który szedł w parze z GPS.
W 1973 roku połączono programy, z którymi współpracowała Marynarka Wojenna i Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych i wydano tzw. Program Technologii Nawigacji, czyli Program Technologii Nawigacji.
Od 1978 do 1985 odsłonili i mieli osiem eksperymentalnych satelitów Navstar. Po nich pojawiły się nowe generacje, aż do osiągnięcia konstelacji, która obecnie nazywana jest początkową zdolnością operacyjną, nazwaną w grudniu 1993 roku, z całkowitą i użyteczną pojemnością do 1995 roku.
W 2009 roku Stany Zjednoczone opracowały usługę, która pozwoliła ustalić stanowisko i pomóc ICAO, która nie odmówiła przyjęcia oferty. W ten sposób stopniowo ukształtowała się historia GPS.
Cechy i formy, które rozwinęły się w historii GPS
- Posiada 24 satelity konstelacji reprezentujące od 4 do 6 orbit.
- Ma wysokość 20200 km.
- Jego okres trwa od 12 godzin syderycznych.
- Ma nachylenie około 55°.
- Zapewnia korzystną żywotność 8 lat.
- Jego zasięg jest ogólnoświatowy.
- Przestrzeń użytkownika nie ma ograniczeń.
- W swoim układzie współrzędnych pracuje z 8000.
sygnał w historii GPS
W historii GPS odkryliśmy, że stale wysyła komunikat nawigacyjny z prędkością około 50 bitów na sekundę w swojej strukturze transferu mikrofalowego 1600 MHz. Dla radia FM jest wysyłany między 86 a 109 MHz, a dla wi-fi pracuje z około 5000 MHz i 2500 MHz, same satelity wysyłają 1600 MHz dla sygnału L1 i 1228 dla sygnału L2.
Ten sygnał GPS podaje czas, czas odpowiadający każdemu tygodniowi, używając zegara atomowego znajdującego się wewnątrz satelity, pokazuje również liczbę każdego tygodnia i projektuje odniesienie, które pozwala odkryć, czy satelita ma jakąś usterkę.
Jego transmisje trwają 30 sekund, a dostępnych jest 1500 bitów danych. Numery danych są ustalane przez szybkie pseudolosowe śledzenie, które charakteryzuje każdego satelitę.
Jej nadawanie jest czasowe, zaczyna się i kończy w tym samym czasie, co wskazuje zegar wewnątrz satelity. W pierwszej kolejności odbiorca informacji jest informowany o istniejącym połączeniu między zegarem satelity a czasem wskazywanym przez GPS, a w drugiej chwili przesyła informację do nadajnika o dokładnej orbicie satelity.
sposób ewolucji systemu gps
- Na L1 dodano nowy sygnał do użytku cywilnego.
- Podobnie do L5 dodawany jest nowy sygnał cywilny o przybliżonej częstotliwości 1177 MHz.
- Ponadto ustanowiono formę opieki nad nowymi oznakami usług Security for Life.
- Zapewnia lepszą dystrybucję sygnału.
- Poprawia siłę sygnału.
- Zwiększa się liczba skrzynek kontrolnych, wzrastają do 12.
- Uzyskaj dostęp do wzajemnych powiązań z kontinuum L1 Galileo.
- Poznaj linie klientów, zarówno wojskowych, jak i cywilnych, korzystających z GPS.
- Określa żądania gps III zgodnie z formami działania.
- Ułatwia uzyskanie niezbędnych uprawnień w przyszłej transformacji w celu zaspokojenia próśb, które użytkownicy są gotowi złożyć do 2030 roku.
System ten osiągnął duży postęp, który pozwolił na aktywne ustalenie lokalizacji w zakresie danych, co pozwala klientowi dokładnie określić ruch znanego Mobile Mappingu.
Metodą tą wykorzystuje się kartografię 3D, za pomocą skanera wyposażonego w laser, dokonywane są pomiary kamer, czujników, systemów gnss, które pozwalają dokładnie zidentyfikować, ramię w ramię z jej trzema technologiami lokalizacji: IMU, GNSS i Drogomierzem, które osiągają zasięg sygnału, nawet tam, gdzie nie jest dobrze.
jak działa GPS
Historia GPS pokazała wielkie postępy, w nich zaktualizowano ich funkcje, wśród nich warto podkreślić:
- W ramach swoich funkcji GPS wyznacza wzór zwany efemerydami, dlatego każdy z nich wysyła swój własny, w którym ustalane jest życie satelity. jak jest w przestrzeni, jej czasie, między innymi jego zawartości dopplera.
- Poszczególne satelity pokazują, że odpowiedzialny za odbiór informacji znajduje się w określonej przestrzeni na powierzchni kuli, jego północ to ten sam satelita, a jego radio to dokładna odległość od odbiornika.
- Po odebraniu informacji emitowanych przez dwa satelity można ustalić kontur, który jest wynikiem dwóch kul w określonej przestrzeni, w której znajduje się odbiornik.
- Po otrzymaniu informacji z satelity numer trzy usterka uniemożliwiająca wzajemne powiązanie zegarów i beneficjentów GPS znika, osiągając dokładną pozycję 3D.
Jeśli chcesz wzbogacić się o jakiś inny temat technologiczny, zapraszam do podążania za linkiem Technologia Satelite
Wiarygodność informacji emitowanych przez GPS
Ponieważ GPS ma linię wojskową, w Stanach Zjednoczonych Departament Obrony utrzymuje prawdopodobieństwo przypadkowego przyjęcia małej, którą można modyfikować w zakresie od 15 do 100 metrów. Jednak obecnie ten napędzany błąd nie jest wykorzystywany, dokładna i precyzyjna informacja wysyłana przez GPS jest związana z liczbą satelitów, które można obserwować w określonym czasie.
Jeśli otrzymane informacje dotyczą od siedmiu do dziewięciu satelitów i są niespójne, ich pomiary są poniżej, może to być od 2 metrów w 95% przypadków, jeśli przeciwnie, używany jest system GDPS, dokładność jego pomiaru jest duża lepiej, ponieważ stanowi 97% okoliczności.
Wiarygodność danych dostarczanych przez GPS zależy od jego formy położenia, aby dokładnie i precyzyjnie zmierzyć lokalizację odbiorników.
Jak widać, w historii GPS nastąpiło wiele postępów.
Pochodzenie błędu GPS w Twojej historii
Informacje, które GPS mierzy w danej chwili, lokalizacja satelity i opóźnienie odbieranego sygnału. Jego dokładność wynika z dokładności pozycji i opóźnienia sygnału.
Podczas wykrywania opóźnienia osoba odpowiedzialna za odbiór informacji łączy liczbę bitów wysłanych przez satelitę z własną interpretacją. Gdy warunki serii są ze sobą powiązane, komponenty elektroniczne ustalają nierówność 1% w krótkim czasie; stąd sygnały emitowane przez GPS rozciągają się z prędkością światła, co powoduje usterkę około trzech metrów, uważa się ją za bardzo małą usterkę, gdy używany jest sygnał GPS.
Dokładność można poprawić, stosując sygnał P(Y) dający ten sam wynik, który stanowi 1% czasu, natomiast sygnał P(Y) przy wysokiej wydajności pokazuje dokładny wniosek na około 30 centymetrów.
Na dokładność pomiarów GPS mają wpływ usterki wynikające z elektroniki. Te sposoby pomiaru można doskonalić za pomocą oprogramowania i metod stosowanych w czasie rzeczywistym.
Jeśli chcesz wiedzieć o ewolucji gps, zapraszam do obejrzenia treści audiowizualnych.
W granicach błędu w historii GPS możemy rozważyć:
- Opóźnienie emisji sygnału w jonosferze i troposferze.
- Sygnały, które są udostępniane w tym samym czasie w budynkach i górach i są zwracane.
- Błędy na orbitach, gdzie informacje tych samych nie są dokładne.
- Liczba obserwowalnych satelitów.
- Nierówność w lokalizacji satelitów, które można oglądać.
- Błędy w wewnętrznych zegarach GPS.
Elementy ingerujące w błędy emitowanych danych.
Elementy biorące udział w błędach, które wystąpiły w historii GPS są związane z:
Unikalne błędy satelitów w historii GPS
- Błędy na orbitach: Odpowiednie elementy są niezbędne do napędzania orbit, ponieważ satelity nie mają bezpośredniego połączenia z orbitą Klepera, co jest uważane za normalne, powoduje to przerwanie procesu z powodu braku wiedzy energia, która wpływa na każdego satelitę.
- Błędy zegara wewnętrznego: Jest to związane ze zmianami czasu zegarów wewnętrznych spowodowanymi utratą oscylatorów i tymi, które są spowodowane ruchem efektów względnych, co w konsekwencji powoduje dużą różnicę między ustalony czas i satelita.
- Błędy pozycji: Jest to brak bezpieczeństwa, który wynika z lokalizacji jako wniosek z braku dokładności pozycji i wybranych satelitów.
Błędy w formularzach transmisji w historii GPS
- Wady wzmocnienia jonosferycznego: Jest to związane z częstotliwością GPS, błąd w jego wzmocnieniu pojawia się od 50 metrów do 1 metra, siła jonosferyczna zależy od regularności i przybliżonego efektu każdego wykonanego pomiaru.
- Błędy zbrojenia troposferycznego: Błędy te wyznaczają margines od 2 do 25 metrów, oddzielony od prawidłowości pomiaru. Jednak ten błąd można skorygować za pomocą innych modeli troposferycznych.
- Wielościeżkowy: W ten sposób sygnał dociera z dwóch różnych źródeł, chociaż może to spowodować przerwanie sygnału. Wykorzystanie Multipath jest zauważalne przy pomiarach powierzchni, aby nie docenić jej kształtu, można zastosować antenę, która współpracuje z sygnałami, które otrzymuje z różnych środowisk.
Błędy bezpośrednio związane z odbiorem informacji w historii GPS
- Hałas: Hałas jest związany z ilością informacji i czasem potrzebnym do ich dokładnego uzyskania, należy to uwzględnić, aby uzyskać dokładne pomiary.
- Centra informacji o antenach: Jeśli zostanie znaleziony znany błąd w roli anteny w pomiarze, punkty są anulowane, gdy pomiary są dokładne, anteny są ustawiane w tym samym kierunku w celu uzyskania pożądanych wyników.
Włączenie GPS do telefonów komórkowych
Obecnie zastosowanie gps w telefonach zyskało wielki rozkwit, zostało wprowadzone do smartfonów, jest bardzo przydatne przy żądaniu adresu, korzystanie z gps dało początek metodzie oprogramowania dla różnych typów i modeli, a także różne rodzaje przedsiębiorstw, które wymagają korzystania z telefonów komórkowych.
Daje nam możliwość poznania miejsc, w których znajdują się znajomi i rodzina poprzez mapę, wystarczy mieć odpowiednią platformę.
Wbudowanie GPS w zegarki
Dzisiejszy zaawansowanie technologii pozwoliło ustąpić miejsca smartwatchom z wbudowanym GPS, można ich używać ze smartfonami, jeśli odniesiemy się na przykład do zegarków sportowych lub bransoletek, które nie mają ekranów.
Podobnie jak smartfony, pozwala nam to poznać lokalizację osób, których chcemy, wystarczy mieć niezbędną aplikację i platformę.
Teoria względności i GPS
W satelitach GPS zegary muszą być powiązane z lokalizacjami na ziemi, więc należy wziąć pod uwagę ogólną i szczególną teorię względności, której efektem są: czas, zmiany częstotliwości i ekscentryczność.
Z drugiej strony, jeśli chodzi o czas, prędkość satelity oscyluje między 1 częścią na 10, ta ekspansja powoduje, że zegar satelity jest w przybliżeniu o 5 części na 10 szybszy.
Jeśli chodzi o przestrzenną i ogólną teorię względności, wychodząc od teorii względności, ponieważ jest ona w ciągłym ruchu, a wysokość, którą reprezentuje, wpływa na prędkość zegarów, ogólna teoria względności stwierdza, że zegar bliższy temu, co chce zmierzyć, będzie znacznie wolniejszy niż jeden to jest dalej, jeśli odniesiemy to bezpośrednio do GPS, informacje, które chcesz uzyskać, są bliżej Ziemi niż satelitów.
Korzystanie z GPS stało się teraz doskonałym narzędziem, zarówno dla relacji, jak i pracy, dlatego konieczne jest poznanie jego działania od samego początku, aby poznać jego zakres i jak najlepiej go wykorzystać.