Что такое GPS?
В словаре Вы можете найти следующее определение: GPS - аббревиатура от английского Global Positioning System. Этот проект был разработан и принадлежит военному ведомству США и первоначально задумывался только для военных целей. Основной задачей проекта является высокоточное позиционирование различных подвижных и статических объектов на местности. Сам проект был разработан и запущен в феврале 1978 года, но активно начал использоваться только в декабре 1993. Основой системы являются 24 NAVSTAR (Navigation Satellite Time and Ranging) спутника работающих в единой сети. Они находятся на 6 различных круговых орбитах, расположенных по отношению друг к другу под углом в 60°, таким образом, чтобы из любой точки земной поверхности были видны от четырех до двенадцати таких спутников. На каждой орбите находится по 4 спутника, высота орбит примерно равна 20200 км а период обращения каждого спутника вокруг земли 12 часов. На Земле координирующую работу производят станции наземного слежения. В каждом спутнике заложен десятилетний ресурс прочности, по истечении которого старый спутник заменяется новым. Так же каждый спутник снабжен атомными часами, что позволяет синхронизировать сигналы с них.
Система позволяет с точностью до 100 метров определить местоположение объекта (то есть широту, долготу и высоту над уровнем моря, а также направление и скорость движения). Для определения двух координат достаточно сигналов трех спутников, для определения высоты над уровнем моря – четырех.
Каждую миллисекунду спутники передают на Землю:
1) свой статус (сообщение об исправности или неисправности);
2) текущую дату
3) текущее время
4) данные альманаха (альманах – информация о том, в каком месте небесной сферы должен находиться каждый спутник в любое момент времени в течение суток, т.е. орбитальные данные всех спутников)
5) точное время отправки всей совокупности сообщений.
Кстати, пункты 1)-3) и составляют данные эфемериса.
Как же спутник определяет координаты? Очень просто, на помощь ему приходят законы геометрии. GPS-приемник на основании полученной со спутников информации определяет расстояние до каждого спутника, их взаимное расположение и вычисляет свои координаты по известным геометрическим законам. Как GPS-приемник определяет расстояние до спутников? Поскольку скорость распространения радиосигналов постоянна и равна скорости света, расстояние до спутников определяется по задержке времени приема сообщения GPS-приемником относительно времени отправки сообщения с борта спутника. Конечно, для точного определения этой задержки часы на спутниках и часы в GPS-приемнике должны быть синхронны, что обеспечивается синхронизацией часов приемника по информации, содержащейся, как указывалось выше, в сигналах спутников.
Стоит сразу оговориться, что и наша страна не осталась в стороне от прогресса. Наш ВПК создал систему ГЛОНАСС. Несмотря на более высокую точность определения местоположения, ее надежность и потребительские характеристики существенно ниже, чем у NAVSTAR, и на сегодняшний день широкого распространения эта система не получила.
Где применяется GPS-навигация?
Проще сказать, где ее невозможно применить. Это места, где в принципе невозможно уловить спутниковые сигналы, т.е. в зданиях, под землей, под водой и т.д. Если Вы владеете самолетом, то тут такие приемники можно использовать в качестве навигационного устройства на коммерческих или любительских самолетах. На море GPS обычно используется рыбаками и любителями отдыха на море. Незаменимы такие приемники и для любителей активного отдыха – пешего, горного, лыжного, автолюбителей и путешественников. Везде, где нужно знать свое местоположение, рассчитать маршрут до нужного места, определить с какой точной скоростью он движется и когда доберется до цели, там можно с лёгкостью воспользоваться всеми возможностями, предоставляемыми системой GPS
Важное место система GPS занимает в работе спасательных служб. GPS позволяет существенно сократить затраты, связанные с поисковыми работами, и значительно сократить время проведения спасательных операций. Используемые этими службами GPS-приемники стоят около 3 000 долларов и обеспечивают точность до 1 м. Существуют и еще более дорогие модели, обеспечивающие точность до нескольких сантиметров.
В очень скором будущем GPS станет стандартным оборудованием автомобилей (хотя уже сейчас каждый уважающий себя производитель предоставляет клиенту возможность опциональной установки навигационной системы в свой автомобиль). Некоторые базовые системы, к примеру, вызов техпомощи или полиции на место аварии, уже начали повсеместно внедряться в жизнь (GPS-приемник определяет координаты и передаёт их вместе с сигналом вызова в диспетчерский центр после одного нажатия специальной кнопки, и выездная бригада уже точно знает, куда ехать). Внедряются также и другие системы, которые отображают на экране Ваше положение и помогают прокладывать маршрут через лабиринты улиц и дорог. Для контроля передвижения спецавтомобилей (например, инкассаторских), для борьбы с угонами транспорта и для контроля перевозимых караванами грузовиков грузов начали использоваться системы, постоянно отслеживающие положение движущегося объекта на карте местности.
GPS- приёмник.
За практическое решение вопроса о местонахождении владельца GPS-приемника отвечает чипсет GPS- приемника и его ПЗУ. От чипсета GPS- приёмника зависит скорость определения координат при включении устройства, точность позиционирования и чувствительность приёмника. На сегодняшний день существует несколько производителей чипсетов для GPS устройств, но наибольшее распространение получил чипсет компании SiRF Technology, по крайней мере, в таких устройствах как карманные ПК, и Bluetooth совместимые GPS приемники. В данной статье мы будем ссылаться на приемники Толькой одной фирмы. Сразу оговоримся, что мы никоим образом не связаны с этой фирмой. Все приемники, приводимые в пример были выбраны за эффективность и оптимальное соотношение «цена-качество».
Как было сказано ранее, GPS-приемники позволяют определить местоположение в любой точке на море, суше и даже в околоземном пространстве. Исходя из этого видно, что диапазон применения таких приемников достаточно широк, но можно условно выделить четыре группы. Для некоторых групп мы приведем в пример модели GPS-приемников. А вот какие характеристики нужно учитывать при выборе приемника для GPS-навигации мы рассмотрим сразу после классификации. |
Категории: