Hari ini, mungkin, tiada orang yang tidak pernah mendengar tentang GPS. Walau bagaimanapun, tidak semua orang mempunyai pemahaman yang lengkap tentang apa itu. Dalam artikel itu, kami akan cuba memikirkan apakah sistem penentududukan global, kandungannya dan cara ia berfungsi.
Sejarah
Sistem navigasi GPS adalah sebahagian daripada kompleks Navstar, dibangunkan dan dikendalikan oleh Jabatan Pertahanan AS. Projek kompleks itu mula dilaksanakan pada tahun 1973. Dan sudah pada awal tahun 1978, selepas ujian yang berjaya, mereka menggunakannya. Menjelang tahun 1993, 24 satelit telah dilancarkan mengelilingi Bumi, meliputi seluruh permukaan planet kita. Bahagian awam rangkaian ketenteraan Navstar dikenali sebagai GPS, yang bermaksud Global Positioning System ("sistem kedudukan global").
Tapaknya terdiri daripada satelit yang bergerak dalam enam orbit bulat. Mereka hanya satu setengah meter lebar, dan lebih sedikit daripada lima meter panjang. Berat dalam kes ini adalah kira-kira lapan ratus empat puluh kilogram. Kesemuanya memberikan prestasi penuh di mana-mana sahaja di planet kita.
Penjejakan dijalankan dari stesen kawalan utama, yang terletak di negeri Colorado. Terdapat Pangkalan Tentera Udara Schriver - pasukan angkasa kelima puluh.
Terdapat lebih sepuluh stesen pengesanan di Bumi. Mereka ditemui di Pulau Ascension, Hawaii, Kwajalein, Diego Garcia, Colorado Springs, Cape Canaveral dan tempat-tempat lain, yang jumlahnya semakin meningkat setiap tahun. Segala maklumat yang diterima daripada mereka diproses di stesen utama. Data yang dikemas kini dimuat naik setiap dua puluh empat jam.
Penempatan global ini ialah sistem satelit yang dikendalikan oleh Jabatan Pertahanan AS. Ia berfungsi dalam sebarang cuaca dan sentiasa menghantar maklumat.
Prinsip operasi
Sistem penentududukan global GPS berfungsi berdasarkan komponen berikut:
- trilateration satelit;
- julat satelit;
- rujukan masa tepat;
- lokasi;
- pembetulan.
Mari kita lihat mereka dengan lebih dekat.
Trilateration ialah pengiraan jarak data tiga satelit, yang membolehkan anda mengira lokasi titik tertentu.
Ring bermaksud jarak ke satelit, dikira mengikut masa yang diambil untuk isyarat radio bergerak daripadanya ke penerima, dengan mengambil kira kelajuan cahaya. Untuk menentukan masa, kod pseudo-rawak dijana, terima kasih kepada penerima yang dapat membetulkan kelewatan pada bila-bila masa.
Angka berikut menunjukkan langsungbergantung pada ketepatan jam. Satelit mempunyai jam atom yang tepat kepada satu nanosaat. Walau bagaimanapun, disebabkan kosnya yang tinggi, ia tidak digunakan di mana-mana.
Satelit terletak pada ketinggian lebih daripada dua puluh ribu kilometer dari Bumi, sama seperti yang diperlukan untuk pergerakan stabil di orbit dan penyempitan rintangan atmosfera.
Semasa operasi sistem penentududukan global di dunia, ralat dibuat yang sukar untuk dihapuskan. Ini disebabkan oleh laluan isyarat melalui troposfera dan ionosfera, di mana kelajuan berkurangan, yang membawa kepada kegagalan pengukuran.
Komponen sistem pemetaan
Terdapat banyak produk sistem kedudukan global dan aplikasi pemetaan GIS. Terima kasih kepada mereka, data geografi cepat dibentuk dan dikemas kini. Komponen produk ini ialah penerima GPS, perisian dan peranti storan data.
Penerima dapat membuat pengiraan dengan kekerapan kurang daripada satu saat dan ketepatan berpuluh-puluh sentimeter hingga lima meter, beroperasi dalam mod pembezaan. Ia berbeza antara satu sama lain dalam saiz, kapasiti memori dan bilangan saluran penjejakan.
Semasa seseorang berdiri di satu tempat atau bergerak, penerima menerima isyarat daripada satelit dan membuat pengiraan tentang lokasinya. Keputusan dalam bentuk koordinat ditunjukkan pada paparan.
Pengawal ialah komputer mudah alih yang menjalankan perisian yang diperlukan untuk mengumpul data. Perisian mengawal tetapan penerima. Pemacu mempunyaidimensi dan jenis rakaman data yang berbeza.
Setiap sistem dilengkapi dengan perisian. Selepas anda memuat naik maklumat daripada pemacu ke komputer anda, program ini meningkatkan ketepatan data menggunakan kaedah pemprosesan khas yang dipanggil "pembetulan pembezaan". Perisian menggambarkan data. Sebahagian daripadanya boleh diedit secara manual, yang lain boleh dicetak dan sebagainya.
GPS global positioning - sistem yang membantu mengumpul maklumat untuk kemasukan ke dalam pangkalan data, dan perisian mengeksportnya ke program GIS.
Pembetulan perbezaan
Kaedah ini meningkatkan ketepatan data yang dikumpul dengan ketara. Dalam kes ini, salah satu penerima terletak pada titik koordinat tertentu dan satu lagi mengumpul maklumat di tempat ia tidak diketahui.
Pembetulan pembezaan dilaksanakan dalam dua cara.
- Pertama ialah pembetulan pembezaan masa nyata, di mana ralat setiap satelit dikira dan dilaporkan oleh stesen utama. Data yang dikemas kini diterima oleh rover, yang memaparkan data yang diperbetulkan.
- Yang kedua - pembetulan pembezaan dalam pasca pemprosesan - berlaku apabila stesen utama menulis pembetulan terus ke fail dalam komputer. Fail asal diproses bersama dengan fail yang dikemas kini, kemudian fail yang dibetulkan secara berbeza diperolehi.
Sistem pemetaan Trimble mampu menggunakan kedua-dua kaedah. Oleh itu, jika mod masa nyata terganggu, ia masih boleh digunakan dalam pasca pemprosesan.
Permohonan
GPSdiaplikasikan di kawasan yang berbeza. Sebagai contoh, sistem penentududukan global digunakan secara meluas dalam industri sumber asli, di mana ahli geologi, ahli biologi, perhutanan dan ahli geografi menggunakannya untuk merekodkan kedudukan dan maklumat tambahan. Ia juga merupakan kawasan pembangunan infrastruktur dan bandar di mana aliran trafik dan sistem utiliti dikawal.
GPS-sistem penentududukan global juga digunakan secara meluas dalam pertanian, menerangkan, sebagai contoh, ciri-ciri ladang. Dalam sains sosial, ahli sejarah dan ahli arkeologi menggunakannya untuk mengemudi dan merekod tapak bersejarah.
Skop sistem pemetaan GPS tidak terhad kepada ini. Ia boleh digunakan dalam mana-mana aplikasi lain yang memerlukan koordinat, masa dan maklumat lain yang tepat.
penerima GPS
Ini ialah penerima radio yang menentukan kedudukan antena berdasarkan maklumat tentang kelewatan masa isyarat radio daripada satelit Navstar.
Ukuran dibentuk dengan ketepatan tiga hingga lima meter, dan jika terdapat isyarat dari stesen bumi - sehingga satu milimeter. Navigator GPS jenis komersial pada sampel lama mempunyai ketepatan seratus lima puluh meter, dan pada yang baharu - sehingga tiga meter.
Berdasarkan penerima, pembalak GPS, penjejak GPS dan navigator GPS dibuat.
Peralatan boleh tersuai atau profesional. Keduaberbeza dalam kualiti, mod pengendalian, frekuensi, sistem navigasi dan harga.
Penerima tersuai mampu melaporkan koordinat, masa, ketinggian, tajuk yang ditentukan pengguna, kelajuan semasa, maklumat jalan raya yang tepat. Maklumat dipaparkan pada telefon atau komputer yang peranti disambungkan.
Navigator GPS: peta
Peta meningkatkan kualiti pelayar. Ia datang dalam jenis vektor dan raster.
Varian vektor menyimpan data tentang objek, koordinat dan maklumat lain. Ia boleh menampilkan rupa bumi semula jadi dan banyak objek seperti hotel, stesen minyak, restoran, dsb., kerana ia tidak mengandungi imej, menggunakan lebih sedikit ruang dan berfungsi dengan lebih pantas.
Jenis raster adalah yang paling mudah. Mereka mewakili imej kawasan dalam koordinat geografi. Foto satelit boleh diambil atau peta jenis kertas - diimbas.
Pada masa ini, terdapat sistem navigasi yang boleh ditambah oleh pengguna dengan objek mereka.
penjejak GPS
Penerima radio sedemikian menerima dan menghantar data untuk mengawal dan menjejaki pergerakan pelbagai objek yang dipasangkannya. Ia termasuk penerima yang menentukan koordinat dan pemancar yang menghantarnya kepada pengguna yang terletak pada jarak jauh.
Penjejak GPS masuk:
- peribadi, digunakan secara individu;
- kereta, disambungkan ke onboardrangkaian auto.
Ia digunakan untuk menentukan lokasi pelbagai objek (manusia, kenderaan, haiwan, barangan dan sebagainya).
Peranti ini boleh digunakan untuk menyekat isyarat yang membentuk gangguan pada frekuensi tempat penjejak beroperasi.
GPS-logger
Radio ini mampu beroperasi dalam dua mod:
- penerima GPS biasa;
- logger, merekod maklumat tentang laluan yang telah dilalui.
Ia boleh menjadi:
- mudah alih, dilengkapi dengan bateri boleh dicas semula bersaiz kecil;
- kereta, dikuasakan oleh rangkaian on-board.
Dalam model pembalak moden adalah mungkin untuk merekodkan sehingga dua ratus ribu mata. Anda juga dicadangkan untuk menandakan mana-mana titik dalam perjalanan anda.
Peranti digunakan secara aktif dalam pelancongan, sukan, penjejakan, kartografi, geodesi dan sebagainya.
Kedudukan global hari ini
Berdasarkan maklumat yang diberikan, dapat disimpulkan bahawa sistem sedemikian sudah digunakan di mana-mana dan skopnya cenderung lebih meluas.
Kedudukan global meliputi sektor pengguna. Penggunaan inovasi teknikal terkini menjadikan sistem ini antara yang paling dicari dalam segmen pasaran ini.
Bersama-sama dengan GPS, GLONASS sedang dibangunkan di Rusia dan Galileo di Eropah.
Pada masa yang sama, kedudukan global bukan tanpa kelemahannya. Sebagai contoh, dalam apartmen bangunan konkrit bertetulang, dalam terowong atau ruang bawah tanah, tentukan lokasi yang tepatmustahil. Ribut magnet dan sumber radio di atas tanah boleh mengganggu penerimaan biasa. Peta navigasi cepat menjadi lapuk.
Kelemahan terbesar ialah sistem ini bergantung sepenuhnya pada Jabatan Pertahanan AS, yang pada bila-bila masa boleh, sebagai contoh, menghidupkan gangguan atau mematikan bahagian awam sama sekali. Oleh itu, adalah sangat penting bahawa selain sistem penentududukan global GPS dan GLONASS, dan Galileo juga sedang membangun.
