|
Nie obrażaj więc mojej inteligencji poprzez czynione na pokaz zaniżanie własnej.
1. GPS-jeden z systemów , stworzony przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, obejmujący swoim zasięgiem całą . System składa się z trzech segmentów: segmentu kosmicznego - 31 orbitujących wokół Ziemi na ; segmentu naziemnego - stacji kontrolnych i monitorujących na ziemi oraz segmentu użytkownika - odbiorników sygnału. Zadaniem systemu jest dostarczenie użytkownikowi informacji o jego położeniu oraz ułatwienie nawigacji po terenie. Działanie polega na pomiarze dotarcia sygnału radiowego z do odbiornika. Znając fali elektromagnetycznej oraz znając dokładny czas wysłania danego sygnału można obliczyć odległość odbiornika od satelitów. Sygnał GPS zawiera w sobie informację o układzie satelitów na niebie (tzw. ) oraz informację o ich teoretycznej drodze oraz odchyleń od niej (tzw. ). Odbiornik GPS w pierwszej fazie aktualizuje te informacje w swojej oraz wykorzystuje w dalszej części do ustalenia swojej odległości od poszczególnych satelitów, dla których odbiornik jest w zasięgu. Wykonując przestrzenne liniowe wcięcie wstecz odbiornika może obliczyć pozycję geograficzną (, oraz wysokość elipsoidalną) i następnie podać ją w wybranym układzie odniesienia - standardowo jest to WGS 84, a także aktualny z bardzo dużą dokładnością. BUDOWA Głównym elementem odbiornika GPS jest zegar wykorzystujący oscylator kwarcowy, stanowiący wzorzec czasu i częstotliwości. Drugim istotnym blokiem jest generator ciągów losowych, którymi modulowane są sygnały nadawane przez satelity GPS. Blok ten wraz z blokiem porównania sygnałów ( korelatorem ) tworzy pętlę śledzenia opóźnienia sygnału DLLT (Delay Lock Loop Tracking) wynikającego z czasu przejścia sygnału od satelity do odbiornika. na podstawie tego opóźnienia czasowego obliczane są pseudoodległości Ogólny schemat blokowy odbiornika GPS
Funkcjonowanie czyli działanie Podstawowe funkcje, które musi spełniać odbiornik GPS to: -odbiór sygnału nadawanego przez satelity, -identyfikacja satelity nadającego ten sygnał, -wyznaczenie czasu przebiegu sygnału od satelity do odbiornika, -obliczenie wyjściowych informacji nawigacyjnych.
Zasada działania systemu GPS: GPS czyli Globalny System Pozycjonowania (Global Positioning System) jest systemem satelitarnym zapewniającym precyzyjne wyznaczanie pozycji, prędkości i czasu. Dwadzieścia cztery satelity NAVSTAR obiegające Ziemię zapewniają nieprzerwaną dostawę sygnału radiowego który, po odebraniu przez specjalny odbiornik umożliwia wyliczenie bieżącej pozycji. Sygnał ten jest dostępny na całym globie, korzystanie z niego jest bezpłatne. Dokładność pomiaru waha się od centymetra (odbiorniki geodezyjne, pomiar różnicowy - Differential GPS) do stu metrów (proste odbiorniki nawigacyjne bez korekcji różnicowej). Satelity obiegają Ziemię dwa razy dziennie i rozmieszczone na sześciu orbitach na wysokości około 20 000 km nad Ziemią. Zasada działania systemu opiera się na pomiarze odległości pomiędzy satelitą, który porusza się po ściśle wyznaczonej orbicie a odbiornikiem. Znana odległość od satelity lokuje odbiornik na sferze o promieniu równym zmierzonej odległości. Znana odległość od dwóch satelitów lokuje odbiornik na okręgu będącym przecięciem dwu sfer. Kiedy odbiornik zmierzy odległość od trzech satelitów, istnieją tylko dwa punkty, w których może się on znajdować. Jeden z tych punktów można wykluczyć jako znajdujący się zbyt wysoko lub poruszający się zbyt szybko i w ten sposób wyznaczyć swoją pozycję. Należy tylko poznać odległość od satelitów emitujących bardzo słabe sygnały (o mocy zbliżonej do szumu tła), i to z centymetrową dokładnością. Dokonuje się tego poprzez pomiar czasu. Każdy z satelitów posiada cztery zegary atomowe, którymi synchronizuje wysyłany sygnał. Jedyne, co pozostaje zmierzyć odbiornikowi, to opóźnienie sygnału odebranego z poszczególnych satelitów. System GPS składa się z trzech segmentów:- segment kontroli naziemny segment kontroli spełnia rolę nadzorująco kontrolującą oraz wspierającą prace systemu. Podstawowymi elementami tego segmentu jest 5 stacji nadzorujących rozmieszczonych na całym Świecie. Stacja centralna MCMS (Master Control Monitor Station) znajduje się w Bazie Sil Powietrznych USA Falcon - Segment użytkownika to szeroka gama różnorodnych odbiorników systemu GPS, zaczynając od najprostszych i tanich cywilnych odbiorników do bardzo profesjonalnych wojskowych. Mogą to być odbiorniki pracujące autonomicznie lub wbudowane w inne systemy. System GPS ma charakter pasywny, transmisja sygnału odbywa się jednokierunkowo, z pokładu satelitów do użytkownika. Odbiorniki wyposażone są zazwyczaj w anteny o charakterystykach umożliwiających odbiór sygnałów z całego obszaru sfery niebieskiej. Ze względu na przeznaczenie i sposób wykorzystania, odbiorniki GPS różnią się cechami użytkowymi dotyczącymi wymagań środowiska, w których maja działać, możliwościami pomiarowymi na rożnych obiektach, w tym ruchomych, odporność na zakłócenia itd. Jednak zasada działania wszystkich typów odbiorników GPS jest podobna. Rozpatrując działanie odbiornika należy pamiętać, iż odbiorniki cywilne mogą korzystać jedynie z kodu C/A, a odbiorniki wojskowe również z kodu P.
- Segment kosmiczny systemu GPS stanowi konstelacja 24 satelitów umieszczonych w odległości 20 162,61 km nad równikiem (w systemie GPS promień równika przejmuje się jako R=6378.137 km).Satelity te umieszczone są na sześciu stałych orbitach kołowych. Orbity satelitów są równomiernie rozłożone wzdłuż równika (co 600 długości geograficznej) i nachylone do płaszczyzny równikowej pod kontem 550. Okres obiegu ziemi przez satelitę wynosi 11h 57min 27s, tak wiec w danym miejscu na powierzchni Ziemi każdego następnego dnia konstelacja powtarza się o około osiem minut wcześniej niż dnia poprzedniego. Na każdej orbicie znajdują się cztery satelity, rozłożone tak aby zapewnić widoczność co najmniej 4 satelitów o każdej porze doby z dowolnego miejsca na powierzchni Ziemi. W rezultacie na całym obszarze Ziemi
|
Menu
|