Vandag is daar waarskynlik geen persoon wat nog nie van GPS gehoor het nie. Nie almal het egter 'n volledige begrip van wat dit is nie. In die artikel sal ons probeer uitvind wat die globale posisioneringstelsel is, waaruit dit bestaan en hoe dit werk.
Geskiedenis
Die GPS-navigasiestelsel is deel van die Navstar-kompleks, ontwikkel en bedryf deur die Amerikaanse departement van verdediging. Die projek van die kompleks het in 1973 begin geïmplementeer word. En reeds aan die begin van 1978, na suksesvolle toetsing, het hulle dit in werking gestel. Teen 1993 is 24 satelliete om die Aarde gelanseer wat die oppervlak van ons planeet heeltemal bedek het. Die burgerlike deel van die Navstar militêre netwerk het bekend geword as GPS, wat staan vir Global Positioning System ("globale posisioneringstelsel").
Die basis daarvan bestaan uit satelliete wat in ses sirkelbane beweeg. Hulle is net een en 'n half meter breed, en 'n bietjie meer as vyf meter lank. Die gewig in hierdie geval is ongeveer agt honderd en veertig kilogram. Almal van hulle lewer volle prestasie op enige plek op ons planeet.
Nasporing word uitgevoer vanaf die hoofbeheerstasie, geleë in die staat Colorado. Daar is die Schriver-lugmagbasis - die vyftigste ruimtemag.
Daar is meer as tien opsporingstasies op aarde. Hulle word op Ascension Island, Hawaii, Kwajalein, Diego Garcia, Colorado Springs, Cape Canaveral en ander plekke aangetref, waarvan die aantal elke jaar groei. Alle inligting wat van hulle ontvang word, word by die hoofstasie verwerk. Opgedateerde data word elke vier-en-twintig uur opgelaai.
Hierdie globale posisionering is 'n satellietstelsel wat deur die Amerikaanse departement van verdediging bedryf word. Dit werk in enige weer en stuur voortdurend inligting uit.
Bedryfsbeginsel
GPS globale posisioneringstelsels werk gebaseer op die volgende komponente:
- satelliet-trilaterasie;
- satellietreeks;
- presiese tydverwysing;
- ligging;
- regstelling.
Kom ons kyk na hulle van nader.
Trilaterasie is die berekening van die afstand van die data van drie satelliete, waardeur dit moontlik is om die ligging van 'n sekere punt te bereken.
Reikwydte beteken die afstand na die satelliete, bereken deur die tyd wat dit neem vir die radiosein om van hulle na die ontvanger te beweeg, met inagneming van die spoed van lig. Om die tyd te bepaal, word 'n pseudo-ewekansige kode gegenereer, waardeur die ontvanger enige tyd die vertraging kan regmaak.
Die volgende figuur dui 'n direkte aanafhangende van die akkuraatheid van die klok. Die satelliete het atoomhorlosies wat tot een nanosekonde akkuraat is. Weens hul hoë koste word hulle egter nie oral gebruik nie.
Die satelliete is op 'n hoogte van meer as twintigduisend kilometer vanaf die Aarde geleë, presies soveel as wat nodig is vir stabiele beweging in wentelbaan en vernouing van atmosferiese weerstand.
Tydens die werking van die globale posisioneringstelsel in die wêreld word foute gemaak wat moeilik is om uit te skakel. Dit is as gevolg van die deurgang van die sein deur die troposfeer en ionosfeer, waar die spoed afneem, wat lei tot meetmislukkings.
Komponente van 'n karteringstelsel
Daar is baie globale posisioneringstelselprodukte en GIS-karteringtoepassings. Danksy hulle word geografiese data vinnig gevorm en bygewerk. Die komponente van hierdie produkte is GPS-ontvangers, sagteware en databergingstoestelle.
Die ontvangers is in staat om berekeninge te maak met 'n frekwensie van minder as 'n sekonde en 'n akkuraatheid van tien sentimeters tot vyf meter, wat in differensiaalmodus werk. Hulle verskil van mekaar in grootte, geheuekapasiteit en die aantal opsporingskanale.
Terwyl 'n persoon op een plek staan of beweeg, ontvang die ontvanger seine van satelliete en maak 'n berekening oor sy ligging. Resultate in die vorm van koördinate word op die skerm vertoon.
Beheerders is draagbare rekenaars wat die sagteware gebruik wat nodig is om data in te samel. Die sagteware beheer die ontvangerinstellings. Drives hetverskillende dimensies en tipes data-opname.
Elke stelsel is toegerus met sagteware. Nadat jy inligting van die skyf na jou rekenaar opgelaai het, verhoog die program die akkuraatheid van die data deur 'n spesiale verwerkingsmetode genaamd "differensiële regstelling" te gebruik. Die sagteware visualiseer die data. Sommige van hulle kan met die hand geredigeer word, ander kan gedruk word, ensovoorts.
GPS globale posisionering - stelsels wat help om inligting in te samel vir toegang tot databasisse, en die sagteware voer dit uit na GIS-programme.
Differensiële regstelling
Hierdie metode verbeter die akkuraatheid van die versamelde data aansienlik. In hierdie geval is een van die ontvangers by 'n punt van sekere koördinate geleë, en die ander versamel inligting waar hulle onbekend is.
Differensiële regstelling word op twee maniere geïmplementeer.
- Die eerste is die intydse differensiële regstelling, waar die foute van elke satelliet deur die hoofstasie bereken en gerapporteer word. Die opgedateerde data word deur die rover ontvang, wat die gekorrigeerde data vertoon.
- Die tweede - differensiële regstelling in naverwerking - vind plaas wanneer die hoofstasie regstellings direk na 'n lêer in die rekenaar skryf. Die oorspronklike lêer word saam met die opgedateerde een verwerk, dan word 'n differensieel gekorrigeerde een verkry.
Trimble-karteringstelsels is in staat om albei metodes te gebruik. Dus, as die intydse modus onderbreek word, bly dit moontlik om dit in naverwerking te gebruik.
Aansoek
GPSop verskillende gebiede toegepas word. Globale posisioneringstelsels word byvoorbeeld wyd gebruik in die natuurlike hulpbronbedryf, waar geoloë, bioloë, bosbouers en geograwe dit gebruik om posisies en bykomende inligting aan te teken. Dit is ook 'n gebied van infrastruktuur en stedelike ontwikkeling waar verkeersvloei en die nutsstelsel beheer word.
GPS-stelsels van globale posisionering word ook wyd in die landbou gebruik, wat byvoorbeeld die kenmerke van velde beskryf. In die sosiale wetenskappe gebruik historici en argeoloë dit om historiese terreine te navigeer en op te teken.
Die omvang van GPS-karteringstelsels is nie hiertoe beperk nie. Hulle kan in enige ander toepassing gebruik word waar presiese koördinate, tyd en ander inligting benodig word.
GPS-ontvanger
Dit is 'n radio-ontvanger wat die posisie van die antenna bepaal op grond van inligting oor die tydvertragings van radioseine vanaf die Navstar-satelliete.
Matings word gevorm met 'n akkuraatheid van drie tot vyf meter, en as daar 'n sein vanaf 'n grondstasie is - tot een millimeter. Kommersiële tipe GPS-navigators op ou monsters het 'n akkuraatheid van honderd en vyftig meter, en op nuwes - tot drie meter.
Gegrond op ontvangers, word GPS-loggers, GPS-spoorsnyers en GPS-navigators gemaak.
Toerusting kan pasgemaak of professioneel wees. Tweedensverskil in kwaliteit, bedryfsmodusse, frekwensies, navigasiestelsels en prys.
Gepasmaakte ontvangers is in staat om presiese koördinate, tyd, hoogte, gebruiker-gespesifiseerde opskrif, huidige spoed, padinligting aan te meld. Inligting word vertoon op die foon of rekenaar waaraan die toestel gekoppel is.
GPS-navigators: kaarte
Kaarte verbeter die kwaliteit van die navigator. Hulle kom in vektor- en rastertipes.
Vektorvariante stoor data oor voorwerpe, koördinate en ander inligting. Hulle kan natuurlike terrein en baie voorwerpe soos hotelle, vulstasies, restaurante, ens. bevat, aangesien hulle nie beelde bevat nie, minder spasie opneem en vinniger werk.
Rastertipes is die eenvoudigste. Hulle verteenwoordig 'n beeld van die gebied in geografiese koördinate. 'n Satellietfoto kan geneem word of 'n papiertipe kaart - geskandeer.
Daar is tans navigasiestelsels wat die gebruiker met hul voorwerpe kan aanvul.
GPS-spoorsnyers
So 'n radio-ontvanger ontvang en stuur data om die bewegings van verskeie voorwerpe waaraan dit geheg is, te beheer en op te spoor. Dit sluit 'n ontvanger in wat die koördinate bepaal, en 'n sender wat dit stuur na 'n gebruiker wat op 'n afstand geleë is.
GPS-spoorsnyers kom in:
- persoonlik, individueel gebruik;
- motor, gekoppel aan die boordoutonetwerke.
Hulle word gebruik om die ligging van verskeie voorwerpe (mense, voertuie, diere, goedere, ensovoorts) te bepaal.
Hierdie toestelle kan gebruik word om seine te onderdruk wat interferensie vorm op die frekwensies waar die spoorsnyer werk.
GPS-logger
Hierdie radio's kan in twee modusse werk:
- gewone GPS-ontvanger;
- logger, teken inligting aan oor die pad wat afgelê is.
Hulle kan wees:
- draagbaar, toegerus met 'n klein herlaaibare battery;
- motor, aangedryf deur die boordnetwerk.
In moderne modelle van houtkappers is dit moontlik om tot tweehonderdduisend punte aan te teken. Dit word ook voorgestel om enige punte op jou pad te merk.
Toestelle word aktief gebruik in toerisme, sport, opsporing, kartografie, geodesie ensovoorts.
Globale posisionering vandag
Op grond van die inligting wat verskaf word, kan die gevolgtrekking gemaak word dat sulke stelsels reeds oral gebruik word, en die omvang is geneig om selfs meer wydverspreid te wees.
Globale posisionering dek die verbruikersektor. Die gebruik van die jongste tegniese innovasies maak die stelsel een van die mees gesogte in hierdie marksegment.
Saam met GPS word GLONASS in Rusland en Galileo in Europa ontwikkel.
Terselfdertyd is globale posisionering nie sonder sy nadele nie. Byvoorbeeld, in 'n woonstel van 'n gewapende betongebou, in 'n tonnel of kelder, bepaal die presiese liggingonmoontlik. Magnetiese storms en radiobronne op die grond kan inmeng met normale ontvangs. Navigasiekaarte raak vinnig verouderd.
Die grootste nadeel is dat die stelsel heeltemal afhanklik is van die Amerikaanse departement van verdediging, wat te eniger tyd byvoorbeeld inmenging kan aanskakel of die burgerlike deel heeltemal kan afskakel. Daarom is dit so belangrik dat benewens die globale posisioneringstelsel GPS en GLONASS, en Galileo ook ontwikkel.
