Hoe GPS-coördinaten te lezen. Coördinatensystemen voor GPS-navigators, geografische coördinaten Met zowel gps-gegevens als

GPS(Global Positioning System - global positioning system) - een satellietzoeksysteem, bestaande uit een set van 24 satellieten die door het Amerikaanse ministerie van Defensie en grondvolgstations in een baan om de aarde zijn gebracht, verenigd in een gemeenschappelijk netwerk. Het Global Positioning System werkt onder alle meteorologische omstandigheden, waar ook ter wereld, 24 uur per dag. Er zijn geen beperkingen voor het gebruik van het coördinatensysteem.

Geschiedenis van GPS-ontwikkeling

GPS is oorspronkelijk ontwikkeld voor puur militaire doeleinden: het verdedigingssysteem had enerzijds geleidingshulpmiddelen nodig voor zeer nauwkeurige langeafstandswapens en anderzijds een universeel navigatiesysteem dat beschikbaar is voor massaal gebruik in het leger. Door deze taken in één te combineren - het creëren van een nauwkeurig positioneringssysteem - begon het Amerikaanse ministerie van Defensie vanaf de jaren zestig te werken. Omdat ze het potentieel van dit systeem niet alleen voor militaire doeleinden zagen, kregen de ontwikkelaars de taak om de apparatuur beschikbaar te maken voor een breed scala aan gebruikers, maar op voorwaarde dat het leger de werking van het systeem op elk moment kon beperken.

Met de basisvereisten voor het systeem begonnen de Amerikaanse marine en luchtmacht een concept te ontwikkelen voor het gebruik van radiosignalen die door satellieten worden uitgezonden voor navigatiedoeleinden. De reden was natuurlijk de lancering van de eerste kunstmatige satelliet. De Verenigde Staten hielden de vlucht in de gaten en ontvingen van tevoren een signaal van een zender aan boord op grondpunten met bekende coördinaten. De parameters van de passage van signalen door de dikte van de aardatmosfeer en de Doppler-frequentieverschuiving die optreedt wanneer de satelliet langs de baan beweegt, die kan worden gebruikt om de volledige baan van de satelliet te berekenen, werden bestudeerd. Dr. Frank McClure van het Applied Physics Laboratory (APL) wees erop dat, omgekeerd, als de volledige baan van de satelliet bekend is, de exacte positie van de satelliet in een baan om de aarde kan worden berekend uit de Doppler-verschuiving. Er ontstond belangstelling voor het inverse probleem: het berekenen van de coördinaten van de ontvanger op basis van de signalen die van de satelliet worden ontvangen.

Het Transit-systeem, ontwikkeld in 1964, was de voorloper van GPS. Het bestond uit 7 satellieten met een lage baan die stabiele signalen uitzonden. Verschillende grondstations bewaakten en corrigeerden de baanparameters. Gebruikers bepaalden hun coördinaten op het aardoppervlak door de Doppler-frequentieverschuiving van elke satelliet te meten. In 1967 werd het Transit-systeem beschikbaar voor civiele gebruikers. Het werd zeer snel aangepast voor scheepsnavigatie, maar door een groot aantal tekortkomingen kon het niet worden gebruikt in vliegtuigen en andere snel bewegende objecten.

De tweede GPS-voorganger, Timation, werd ontwikkeld onder leiding van Roger Easton bij NRL (Naval Research Laboratory, Naval Research Laboratory). Het onderzoeksprogramma begon in 1964 en omvatte de lancering van twee kunstmatige satellieten met ultrastabiele klokken, de verzending van nauwkeurige tijdsignalen van de satelliet en de bepaling van de tweedimensionale coördinaten van de ontvanger. Het belangrijkste idee was om gesynchroniseerde zenders te gebruiken die een gecodeerd signaal uitzenden. Door de vertraging van het signaal van satellieten met vooraf bekende coördinaten te meten, is het mogelijk om de afstand tot de satellieten te berekenen en op basis daarvan de coördinaten van de ontvanger te berekenen. Zo werd het basisprincipe van de GPS-werking gelegd en experimenteel getest.

Ondertussen werkte de Amerikaanse luchtmacht aan een driedimensionaal systeem ("System 621B") met continue toegang. In 1972 werd een systeem gedemonstreerd dat gebruikmaakt van een nieuwe methode voor het scheiden van satellietsignalen - codeverdeling op basis van een pseudo-willekeurig ruisachtig signaal. In deze versie stralen alle satellieten uit op dezelfde draaggolffrequentie, die wordt gemoduleerd door een ultralange pseudo-willekeurige code, individueel voor elke satelliet, wat het mogelijk maakte om de ruisimmuniteit aanzienlijk te verhogen en informatie over de positie van de satellieten te verzenden (efemeriden) in het signaal, evenals nauwkeurige tijdstempels. In het eenvoudigste geval kunnen de codes zowel openbaar als geheim zijn. Alleen open codes waren beschikbaar voor civiele gebruikers, dus het was voldoende om opzettelijke fouten te introduceren in de informatie die door open codes werd verzonden, alleen militair materieel zou operationeel blijven en civiele ontvangers zouden ophouden te functioneren met een acceptabele nauwkeurigheid. Tijdens de tests van dit systeem werd het concept van een wereldwijd systeem van 16 satellieten in geostationaire banen geformuleerd, waarvan de projecties op het aardoppervlak 30 ° ten noorden en ten zuiden van de evenaar werden verlengd.

In de loop van de volgende jaren kwam er een commissie bijeen om de inspanningen van alle onderzoeksgroepen die verschillende navigatiesystemen ontwikkelden te coördineren, uiteindelijk bepaald wat een satellietnavigatiesysteem moest zijn. In april 1973 werd de luchtmacht goedgekeurd als hoofdontwikkelaar van het DNSS (Defensive Navigation Satellite System). In december van dat jaar keurde en financierde het Amerikaanse ministerie van Defensie de eerste van drie ontwikkelingsfasen van NAVSTAR GPS, een conceptgebaseerd systeem.

De eerste fase impliceerde experimentele bevestiging van de geschiktheid van het algemene concept van het satellietnavigatiesysteem, demonstratie van het inherente potentieel en specificatie van het verdere werkplan. De tweede fase omvatte volledige technische ontwikkeling, de derde - de productie en implementatie van GPS-segmenten. De eerste experimentele satellieten maakten het mogelijk om de afstandsmeetmethode te testen met behulp van een breedband radiosignaal en nauwkeurige tijdstempels verkregen van atoomklokken. De cirkelvormige banen van de satellieten werden achtereenvolgens vergroot van 925 km naar 13000 km en bereikten toen de uiteindelijke waarde van 20145 km. De draaggolffrequentie van de zenders veranderde op dezelfde manier: eerst 400 MHz, toen 1227 MHz en bereikte later de huidige waarde van 1575 MHz. Het leger zorgde voor dubbel gebruik van GPS-satellieten, naast de bestaande apparatuur voor positionering en nauwkeurige tijd, konden de satellieten nucleaire explosiesensoren (NUDET, nucleaire detonatie) aan boord dragen, ontworpen om de feiten van een kernwapentest te detecteren, identificeren een nucleaire aanval en de omvang van de vernietiging beoordelen.

In augustus 1979 werden alle basiscomponenten van het systeem in gebruik genomen, het Gemeenschappelijk Centrum kondigde de overgang naar de volgende fase van het werk aan. De periode van 1980 tot 1989 werd gekenmerkt door pogingen om de ontwikkeling van GPS duurzaam te houden, met een aantal belangrijke tegenslagen, voornamelijk als gevolg van financieringsproblemen. De eerste satelliet van deze periode werd in februari 1989 in een baan om de aarde gelanceerd en begon in april te werken. Daarna werden nog 23 satellieten gelanceerd.

Gelijktijdig met het satellietsegment ontwikkelden zich het terrestrische en gebruikerssegment. De controle werd verplaatst naar Falcon Air Force Base, Colorado. Het systeem is volledig getest en heeft een succesvolle interactie aangetoond tussen grondcontrolestations, satellieten en eindapparatuur.

De eerste volledige gevechtstest voor het systeem was de crisis in de Perzische Golf, die plaatsvond in 1990-1991. Dankzij GPS-satellieten hebben de anti-Irak-coalitietroepen 24 uur per dag met ongekende nauwkeurigheid kunnen manoeuvreren, lokaliseren en vuren. De omstandigheden waren het moeilijkst - frequente zandstormen, gebrek aan verharde wegen, begroeiing en andere oriëntatiepunten.

In maart 1994 werd de vorming van de GPS-constellatie voltooid met de lancering van de 24e satelliet. Het systeem handhaaft een positioneringsnauwkeurigheid van 100 meter voor civiele gebruikers. Er werd ook verklaard dat het Amerikaanse ministerie van Defensie zich ertoe verbindt om civiele gebruikers 48 uur van tevoren op de hoogte te stellen van de geplande stopzetting van de standaard plaatsbepalingsdienst en om noodgevallen te melden. Sinds 1996 zijn satellieten van een nieuw type met geavanceerde mogelijkheden, waaronder een autonoom navigatiesysteem, in een baan om de aarde gebracht. Het stelt de satelliet in staat om, in geval van onmogelijkheid van contact met het grondstation, gedurende ten minste 180 dagen autonoom te functioneren zonder verlies van nauwkeurigheid.

Tijdens de ontwikkeling van het oorspronkelijke GPS-concept werd aangenomen dat een nauwkeurigheid van 100 meter voldoende zou zijn voor civiele gebruikers. Testen aan het eind van de jaren zeventig toonden aan dat standaard precisiecodes aanzienlijk betere resultaten opleverden. De werkelijke positioneringsnauwkeurigheid lag op dat moment binnen 20-30 m. Om het voordeel van het leger bij het gebruik van GPS te garanderen, werd besloten om een ​​opzettelijke beperking van de nauwkeurigheid voor civiele gebruikers in te voeren (opzettelijke fouten werden geïntroduceerd in de navigatiegegevens die door satellieten worden verzonden , werd de nauwkeurigheid van referentietijdsignalen onderschat). Het gebruik van GPS breidde zich uit en al snel bevredigde de standaard nauwkeurigheid van honderd meter niet langer de mensen. Om middernacht tussen 1 en 2 mei 2000 werd de gedwongen uitschakeling van de nauwkeurigheid uitgeschakeld.

Systeem Samenstelling

Het GPS-systeem bestaat uit drie segmenten:

• ruimtesegment
• controle- en beheersegment
• segment consumentennavigatieapparatuur/satellietnavigatieapparatuur

Ruimtesegment

Op dit moment heeft de GPS-constellatie 32 satellieten.

Er wordt gewerkt aan een update van het GPS-systeem door de orbitale constellatie te vervangen door satellieten van de vijfde generatie (GPS-III), waarvoor:

In Waterton, pc. Colorado, Lockheed Martin voltooide de assemblage van 10 GPS-III-satellieten;

De GPS-IIISV01-satelliet werd in december 2018 gelanceerd op een Falcon-9-draagraket (de eerste van tien GPS-III-satellieten die geleidelijk andere voertuigen in een baan om de aarde zouden moeten vervangen);

De Amerikaanse luchtmacht tekende in september 2018 een aanvullend contract met Lockheed Martin voor de fabricage van 22 GPS-IIIF-satellieten;

Raytheon heeft een front-end systeem voor grondcontrolesysteem (GCC) van de volgende generatie geleverd, bekend als Block 0, om lanceringen en orbitale controles van GPS-III-satellieten te ondersteunen.

Het gebruik van GPS-III-satellieten moet zorgen voor een toename van consumentenkenmerken, waaronder: vermogen, stabiliteit, betrouwbaarheid, ruisimmuniteit, positioneringsnauwkeurigheid, uitbreiding van de mogelijkheden van het gebruik van het civiele L1C-signaal en het M-Code-signaal voor militaire consumenten.

De introductie van nieuwe GPS-navigatiesignalen zorgt voor de verbetering van de structuur van digitale informatie en het gebruik van nieuwe soorten modulatie, evenals de overgang van de structuur van het navigatiebericht van het type NAV naar structuren van de CNAV en CNAV-2 typen, die nauwkeuriger informatie over de GPS-status verzenden in het nieuwe formaat (huidige tijd, KA, ephemeris-temporele informatie, systeemalmanak, enz.). In dit geval worden berichten verzonden in de vorm van pakketten van verschillende duur in plaats van de gebruikte superframe/frame-architectuur.

Een belangrijke verandering in de structuur van CNAV is een toename van het aantal ruimtevaartuigen dat voor het beoogde doel wordt gebruikt, van 32 naar 63, evenals de mogelijkheid om snel gegevens over de prestaties van een bepaald apparaat (integriteit) te verzenden met een vertraging van niet meer dan 6 sec.

Extra functies

Detectiesysteem voor nucleaire explosies.

Satelliet noodwaarschuwingssysteem DASS.

KA-blokken

Werkingsprincipe

De satellieten van het systeem bewegen in een precieze baan met een omwentelingsperiode van 11 uur en 58 minuten en zenden informatie naar de aarde. GPS-ontvangers nemen deze informatie en gebruiken triangulatie om de exacte locatie van de gebruiker te berekenen. In wezen vergelijkt de GPS-ontvanger de tijd die door de satelliet wordt verzonden met de tijd dat de tijd werd verzonden. Het tijdsverschil vertelt de ontvanger hoe ver de satelliet verwijderd is. Na een dergelijke afstand tot meerdere satellieten te hebben gemeten, kan de ontvanger de positie van de gebruiker bepalen en deze bijvoorbeeld weergeven op de elektronische kaart van de navigatie-ontvanger (navigator).

De navigator moet vergrendeld zijn op de signalen van ten minste drie satellieten om twee coördinaten (breedtegraad en lengtegraad) te bepalen. Met vier of meer satellieten in zicht, kan de ontvanger drie gebruikerscoördinaten bepalen (breedtegraad, lengtegraad en hoogte). Zodra de positie van de gebruiker is bepaald, kan het systeem andere informatie berekenen, zoals snelheid, koers, afgelegde afstand, afstand tot bestemming, tijd van zonsopgang en zonsondergang, enzovoort.

De huidige GPS-ontvangers zijn extreem nauwkeurig vanwege hun parallelle meerkanaals karakter. 12 parallelle GPS-ontvangers zijn in staat om satellietsignalen te behouden, zelfs in dicht gebladerte of stadsgebouwen. Bepaalde atmosferische factoren en andere bronnen van fouten kunnen de nauwkeurigheid van wereldwijde systeemontvangers beïnvloeden.

Nieuwere modellen GPS-ontvangers met het systeem WAAS(Wide Area Augmentation System) kunnen de nauwkeurigheid van het bepalen van coördinaten tot 2-3 meter verbeteren. Dit op de ruimte gebaseerde systeem verzendt informatie die de continuïteit van satellietsignalen garandeert, evenals correctiegegevens die worden bepaald door grondstations. De regeringen van de Verenigde Staten, Canada en andere landen hebben differentiële GPS-stations geïnstalleerd ( DGPS) ontworpen om corrigerende signalen te verzenden. Deze stations zijn zowel in kustgebieden als in bevaarbare stroomgebieden actief. Het gebruik van het DGPS-systeem is gratis. De signalen die door DGPS-stations worden uitgezonden, corrigeren niet alleen fouten in de positieberekening, maar compenseren ook de verslechtering van de GPS-nauwkeurigheid veroorzaakt door het gebruik van het SA-programma (Selective Availability) van het Amerikaanse ministerie van Defensie. Er is extra hardware nodig om DGPS te gebruiken.

Bronnen van GPS-signaalfouten

Factoren die het GPS-signaal kunnen verslechteren en dus de nauwkeurigheid kunnen beïnvloeden zijn:

• Ionosfeer en troposfeer vertragingen- het satellietsignaal verzwakt als het door de atmosfeer gaat. Het GPS-systeem gebruikt een ingebouwd programma dat de gemiddelde vertraging berekent om dit type fout gedeeltelijk te corrigeren.
• vertakt signaal- Dit gebeurt wanneer het GNSS-signaal wordt gereflecteerd door objecten zoals hoge gebouwen of rotsoppervlakken voordat het de ontvanger bereikt. Dit verhoogt de signaalreistijd, waardoor fouten ontstaan.
• Ontvanger klok fouten- De ingebouwde klok van de ontvanger is niet zo nauwkeurig als de atoomklok aan boord van de GPS-satelliet. Daarom kan het zeer kleine timingfouten bevatten.
• Orbitale fouten- Ook bekend als efemeride fouten, zijn satellietpositiefouten.
• Aantal satellieten- Hoe meer satellieten de ontvanger kan zien, hoe beter de nauwkeurigheid. De globale systeemmodules werken normaal gesproken niet binnen, onder water of ondergronds.
• satelliet geometrie- Het verwijst naar de relatieve positie van de satellieten op een bepaald moment. De ideale satellietgeometrie bestaat wanneer de satellieten onder grote hoeken ten opzichte van elkaar staan.
• Opzettelijke verslechtering van de prestaties van het satellietsignaal- De belangrijkste bron was de aanwezigheid van het zogenaamde "restricted access"-regime. In deze modus introduceerde het Amerikaanse ministerie van Defensie a priori een fout in de satellietsignalen, waardoor de locatie kon worden bepaald met een nauwkeurigheid van 30-100 m. Vanaf 1 mei 2000 werd de modus "beperkte toegang" uitgeschakeld .

GPS-applicatie

Ondanks dat het GPS-project oorspronkelijk bedoeld was voor militaire doeleinden, wordt GPS tegenwoordig veel gebruikt voor civiele doeleinden. GPS-ontvangers worden in veel elektronicawinkels verkocht en ingebouwd in mobiele telefoons, smartphones, pda's en boordcomputers. Consumenten krijgen ook verschillende apparaten en softwareproducten aangeboden waarmee ze hun locatie op een elektronische kaart kunnen zien; de mogelijkheid hebben om routes te leggen rekening houdend met verkeersborden, toegestane afslagen en zelfs files; zoek op de kaart naar specifieke huizen en straten, attracties, cafés, ziekenhuizen, benzinestations en andere infrastructuur.

• Geodesie: met behulp van GPS worden de exacte coördinaten van punten en landgrenzen bepaald
• Cartografie: GPS wordt gebruikt in civiele en militaire cartografie
• Navigatie: met behulp van GPS wordt zowel zee- als wegnavigatie uitgevoerd
• Satellietbewaking van transport: met behulp van GPS worden de positie en snelheid van auto's gevolgd en wordt hun beweging gecontroleerd
• Mobiel: de eerste mobiele telefoons met GPS verschenen in de jaren 90. In sommige landen, zoals de Verenigde Staten, wordt dit gebruikt om snel de locatie te bepalen van een persoon die 112 belt. In Rusland werd in 2010 een soortgelijk project, Era-glonass, gelanceerd.
• Tektoniek, platentektoniek: GPS-waarnemingen van plaatbewegingen en trillingen
• Outdoor-activiteiten: er zijn verschillende spellen die GPS gebruiken, zoals geocaching, enz.
• Geotagging: informatie, zoals foto's, wordt "vastgemaakt" aan coördinaten dankzij ingebouwde of externe GPS-ontvangers

Ministerie van Onderwijs en Wetenschappen van de Russische Federatie

Federale Autonome Onderwijsinstelling voor Hoger Beroepsonderwijs "Ural Federal University vernoemd naar de eerste president van Rusland BN Jeltsin"

Instituut voor radio-elektronica en informatietechnologie - RTF

Afdeling Radio-elektronica van Informatiesystemen

GPS (Globaal Positioneringssysteem)

Samenvatting over de discipline "Inleiding tot de regie"

Datum 28.10.2013

Leraar ___________________________ (Ivanov Vyacheslav Elizbarovich)

Student ________________________________ (Akhtarov Danil Nadirvich)

Groep RI-130801

Cijfer _________

Jekaterinenburg

Invoering

Conclusie

bijlage

Bibliografie

Invoering

GPS is een afkorting voor het Engelse Global Positioning System, vertaald in het Russisch Global Positioning System. Met dit systeem kunt u uw eigen coördinaten bepalen. Het vertegenwoordigt een constellatie van satellieten - 24 stuks. Deze groepering wordt NAVSTAR genoemd. Satellieten hangen niet boven één punt van de planeet, maar bewegen ten opzichte van het aardoppervlak. Ook bevat het positioneringssysteem grondcorrectiestations. Het project is uitgevoerd en behoort tot de Amerikaanse militaire afdeling en was oorspronkelijk alleen bedoeld voor militaire doeleinden. Het hoofddoel van het project is het met hoge precisie positioneren van verschillende bewegende en statische objecten op de grond. Dit wordt mogelijk gemaakt door het meten van afstand, tijd en locatie in het wereldcoördinatenstelsel WGS 84.

Het satellietnavigatiesysteem (GPS) is een Amerikaans systeem gebaseerd op radio-terreinnavigatie dat betrouwbare plaatsbepalings-, navigatie- en tijdbepalingsdiensten biedt aan civiele gebruikers op een ononderbroken wereldwijde basis - gratis toegang voor iedereen. Voor iedereen met een GPS-ontvanger biedt het systeem de mogelijkheid om locatie en tijd te bepalen.

GPS bestaat uit drie delen: satellieten die om de aarde draaien; controle en stations op aarde; en GPS-ontvangers die eigendom zijn van gebruikers. GPS-satellieten zenden signalen uit vanaf een locatie die worden ontvangen en geïdentificeerd door GPS-ontvangers. Elke GPS-ontvanger geeft vervolgens een driedimensionale locatie (breedtegraad, lengtegraad en hoogte) plus tijd. Mensen kunnen mobiele telefoons met GPS kopen, die verkrijgbaar zijn via een netwerk van commerciële retailers. Gebruikers met een GPS-ontvanger kunnen nauwkeurig lokaliseren en gemakkelijk bepalen waar ze heen moeten volgens een vooraf geselecteerde route.

GPS is een steunpilaar geworden van transportsystemen over de hele wereld en biedt navigatie voor luchtvaart, landtransport en maritieme communicatie. Hulp bij rampen en rampen. GPS helpt hulpdiensten bij het bepalen van de locatie en timing van hun reddingsmissies. Dagelijkse activiteiten zoals bankieren, activiteiten van mobiele operators en zelfs monitoring van het elektriciteitsnet worden vergemakkelijkt dankzij de nauwkeurige timing van het GPS-systeem. Boeren, inspecteurs, geologen en talloze andere experts doen hun werk efficiënter, veiliger en zuiniger met behulp van GPS-signalen.

Het doel van dit essay is om zaken te bespreken als: de geschiedenis van de opkomst van GPS, de principes van GPS-bediening, de noodzaak en het belang van het praktische gebruik ervan.

GPS (Globaal Positioneringssysteem)- globaal plaatsbepalingssysteem (navigatie). Het zou niet overdreven zijn om te zeggen dat de lancering van de eerste kunstmatige aardsatelliet (AES) in de USSR een impuls gaf aan de ontwikkeling van navigatie met behulp van ruimtevaartuigen. Deze gebeurtenis vond plaats in 1957. Het is geen geheim dat de Amerikanen een dergelijke actie als een bedreiging voor hun land zagen. De taak was om de Sovjet-satelliet te bewaken. Het signaal van de satelliet werd ontvangen op een grondpunt met bekende coördinaten. Er was belangstelling voor het omgekeerde probleem: het berekenen van de coördinaten van de ontvanger op basis van de signalen die van de satelliet worden ontvangen.

In 1964 creëerde professor Kershner, directeur van het Applied Physics Laboratory aan de Johns Hopkins University, het eerste generatie Transit-satellietradionavigatiesysteem. Dergelijke uitvindingen worden in de regel gemaakt voor militaire doeleinden. Transit was geen uitzondering. Het doel was om navigatie te bieden voor Polaris ballistische raketten gelanceerd vanaf onderzeeërs. Maar dit systeem kan alleen nauwkeurige coördinaten bepalen voor stilstaande of langzaam bewegende objecten. Dankzij de zeer nauwkeurige atoomklok die in de jaren 60 werd uitgevonden, werd het mogelijk om verschillende gesynchroniseerde zenders te gebruiken voor navigatie en gecodeerde signalen te verzenden. Om de coördinaten van de ontvanger te berekenen, was het alleen nodig om de bijbehorende tijdvertragingen van de signalen te meten. De Amerikaanse marine is met succes aan dit principe blijven werken en heeft verschillende satellieten gelanceerd. In die tijd ontwikkelde de Amerikaanse luchtmacht het idee om breedband gemoduleerde pseudo-willekeurige ruiscodes (PRN - Pseudo Random Number-code) signalen te gebruiken voor navigatiedoeleinden met behulp van een enkele draaggolffrequentie. En in 1973 fuseerden de Amerikaanse marine en luchtmacht tot een gemeenschappelijk navigatietechnologieprogramma. Hierdoor is het programma Navstar-gps.

Europa, Rusland en China proberen hun "antwoord op Chamberlain" te ontwikkelen - de Amerikaanse GPS.
Europese Galileo- zal uit 30 satellieten bestaan. De Galileo zal naar verwachting in 2013 in gebruik worden genomen. In tegenstelling tot het Amerikaanse GPS en het Russische GLONASS, wordt het Galileo-systeem niet gecontroleerd door de overheid of militaire instanties.
Geschatte baan over 23.000 km met een helling van 56°.

GLONASS(GLOBAAL NATIONAAL SATELLIETENSYSTEEM) - 27 satellieten. De satellieten bevinden zich in drie vlakken op een hoogte van ongeveer 19.100 km. GLONASS maakt gebruik van frequentiescheiding van signalen, dat wil zeggen dat elke satelliet op zijn eigen frequentie werkt en dienovereenkomstig ligt L1 in het bereik van 1602,56 tot 1615,5 MHz en L2 van 1246,43 tot 1256,53.

Sinds 1993 implementeert China ook zijn eigen onafhankelijke satellietnavigatiesysteem. Project Beidou(de lokale naam voor de Grote Beer is het sterrenbeeld Grote Beer) gelanceerd op 30 oktober 2000. Peking is van plan om het systeem in 2012 operationeel te hebben. Beidou zal tegen 2020 zijn volledige capaciteit bereiken.

IRNSS(Eng. Indian Regional Navigation Satellite System) - Indiaas navigatiesatellietsysteem, in een staat van ontwikkeling. Alleen bedoeld voor gebruik in dit land. Totaal aantal satellieten van het IRNSS-systeem: 7. Voltooiingsdatum van het project: 2011.

Over satellieten

De eerste GPS-satelliet werd gelanceerd in februari 1978. Vandaag omvat het systeem 31 satellieten. Er zijn slechts 24 satellieten nodig om de wereld te bestrijken, de rest dient als reserve. De satellieten zijn verdeeld in zes banen op een hoogte van ongeveer 20.000 km (vier satellieten in elke baan) en hebben een helling van 55° ten opzichte van de evenaar. Ze bewegen met een snelheid van ongeveer 3 km / s (twee omwentelingen rond de aarde in minder dan een dag). Met deze configuratie van het systeem kunt u een signaal van verschillende satellieten bijna overal op aarde ontvangen (met uitzondering van sommige poolgebieden). Het gewicht van elke satelliet is ongeveer een ton, en de afmeting met open zonnepanelen is ongeveer 5 m. Het zendvermogen is ongeveer 50 watt. Elke satelliet is ontworpen om tien jaar te werken. Nieuwe satellieten worden naar behoefte in een baan om de aarde gelanceerd, bijvoorbeeld bij een storing of onderhoudswerkzaamheden.

Hoe het werkt

Voordat we beginnen met het beschrijven van de principes van GPS-bediening, zullen we ons vertrouwd moeten maken met enkele termen en zelfs de formules uit de natuurkundecursus op school moeten onthouden.

Trilateratie probleem

De taak van trilateratie (triangulatie) is dus om de coördinaten van een object te berekenen door de afstand tot punten met gegeven coördinaten te meten. In ons geval is het object een GPS-ontvanger en zijn de punten met de gegeven coördinaten drie GPS-satellieten. Echter, de eerste dingen eerst.

Hoe zijn satellietcoördinaten bekend? Het Amerikaanse ministerie van Defensie heeft vier volgstations, drie communicatiestations en een controlecentrum om de satellietbanen en -coördinaten te controleren. Volgstations volgen continu de satellieten en verzenden gegevens naar het controlecentrum. In het controlecentrum worden verfijnde orbitale elementen en satellietklokcorrectiefactoren berekend. Deze gegevens vormen de zogenaamde almanak, die via de kanalen van communicatiestations naar satellieten wordt verzonden.

Laten we direct doorgaan met het probleem van het bepalen van de coördinaten. Neem aan dat de afstand A tot één satelliet bekend is. Dan kunnen we een bol met een bepaalde straal eromheen beschrijven. Maar de coördinaten van het object (GPS-ontvanger) kunnen niet worden bepaald, omdat alleen bekend is dat het zich ergens op het oppervlak van de beschreven bol bevindt. Als de afstand B en tot de tweede satelliet bekend is, dan bevindt het object zich op een cirkel gevormd door het snijpunt van twee bollen. Met de derde satelliet kunt u twee punten op de cirkel definiëren.

Nu moeten we alleen nog het juiste punt kiezen. Eén punt kan worden weggegooid omdat het zich in de aarde bevindt of er hoog boven ligt. Als u dus gegevens van drie satellieten hebt ontvangen, kunt u de coördinaten van het object achterhalen. Ook kan het laatste punt worden gekozen door te kijken met de gegevens van de vierde satelliet. Maar niet alles is zo eenvoudig als het op het eerste gezicht lijkt. Bovenstaande redenering is relevant voor het geval de afstanden tot de satellieten met absolute nauwkeurigheid bekend zijn. Hoe worden deze afstanden bepaald en wat is de oorzaak van de geïntroduceerde fout?

De taak van het bereik is om de afstand tot een object te bepalen door de tijdsvertraging in de voortplanting van een radiosignaal ervan. De formule x = V * t, die iedereen van school kent, wordt gebruikt (afstand is gelijk aan snelheid maal tijd). Elke satelliet zendt radiosignalen uit op een bepaalde frequentie. Voor civiele doeleinden wordt de frequentie F1 = 1575,42 MHz gebruikt. Voor militaire doeleinden - frequentie F2 = 1227,60 MHz. Het uitgezonden signaal wordt gemoduleerd met een pseudo-willekeurige code (PRN). Er is een ruwe code - C / A-code (Coarse Acquisition-code) die wordt gebruikt in civiele ontvangers, en een exacte P-code (Precisiecode) die wordt gebruikt voor militaire doeleinden en soms voor de behoeften van geodesie en cartografie. Dezelfde PRN wordt tegelijkertijd bij de satelliet en bij de ontvanger gegenereerd. Na ontvangst van een signaal bepaalt de GPS-ontvanger de tijdsvertraging en door dit getal te vermenigvuldigen met de lichtsnelheid (de voortplantingssnelheid van radiogolven) wordt de afstand tot de satelliet berekend.

Om de afstand nauwkeurig te kunnen berekenen, moeten de klokken op de satelliet en de ontvanger perfect gesynchroniseerd zijn, wat wordt bereikt door het gebruik van atoomklokken aan boord van de satelliet. Het is natuurlijk onmogelijk om zo'n klok in elke GPS-ontvanger te installeren. Daarom wordt enige redundantie in de gegevens gebruikt om nauwkeurige coördinaten te verkrijgen. Er worden bijvoorbeeld gegevens van vier of meer satellieten gebruikt om coördinaten te bepalen. Na signalen van verschillende satellieten te hebben ontvangen, zoekt de ontvanger naar het snijpunt van de corresponderende cirkels, en als een dergelijk punt niet wordt gevonden, begint de computer in de ontvanger de tijd te corrigeren door de methode van opeenvolgende iteraties totdat alle metingen worden verminderd tot één punt. Dus hoe meer satellieten, hoe nauwkeuriger de meting. Standaard civiele GPS-ontvangers kunnen signalen van twaalf satellieten tegelijk ontvangen. In dit geval worden de satellieten zodanig in een baan om de aarde gebracht dat er minimaal vier door de ontvanger worden "gezien".

Wat voor soort signalen zendt de satelliet uit? Het signaal bevat pseudo-willekeurige code (PRN), ephimeris en almanach.

Pseudo-willekeurige code dient om de zendende satelliet te identificeren. Ze zijn allemaal genummerd van 1 tot 32 en dit nummer wordt, indien verstrekt door het programma, tijdens de werking op het scherm van de GPS-ontvanger weergegeven. Extra nummers zijn bedoeld voor reservesatellieten, die ook in een baan om de aarde zijn en op elk moment een defecte satelliet kunnen vervangen.

Gegevens efemeride, die constant door elke satelliet wordt uitgezonden, bevat belangrijke informatie zoals de toestand van de satelliet (operationeel of niet-operationeel), de huidige datum en tijd. Elke GPS-satelliet verzendt alleen gegevens van zijn eigen efemeriden. Deze gegevens zijn slechts 30 minuten geldig. Satellieten zenden elke 30 seconden hun efemeriden uit.

Gegevens almanak worden elke 12,5 minuten uitgezonden en geven aan waar alle GPS-satellieten gedurende de dag moeten zijn. Elk van hen zendt een almanak uit met de parameters van zijn baan, evenals de parameters van alle andere satellieten in het systeem. De laatst ontvangen almanak wordt in het geheugen opgeslagen, zelfs als de stroom is uitgeschakeld, maar sommige modellen van zakontvangers verliezen deze gegevens als de batterijen er voldoende lang uit worden gehaald. Eenmaal opgeslagen, wordt de almanak door het ontvangerprogramma voor verschillende doeleinden gebruikt. Almanakgegevens zijn niet erg nauwkeurig en zijn enkele maanden geldig.

Uw GPS-ontvanger ontvangt het satellietsignaal, slaat de efemeriden en almanak op voor later gebruik. Dezelfde informatie wordt gebruikt om de klok van de ontvanger in te stellen of te corrigeren. Als de GPS meer dan 30 minuten uit stond en daarna weer aan was, begint hij naar satellieten te zoeken op basis van de almanak die hij kent. Volgens het, de GPS selecteert satellieten om het zoeken te starten. Wanneer de GPS-ontvanger zich op een satelliet vergrendelt, wordt een "lege" signaalsterktebalk op het scherm weergegeven. Op dit moment is het proces van het verzamelen van efemeride gegevens nog steeds aan de gang. Wanneer de efemeriden van elke satelliet worden ontvangen, wordt de bijbehorende balk voor de signaalsterkte zwart en worden de van de satelliet ontvangen gegevens als geldig beschouwd voor navigatie. Als de ontvanger wordt uitgeschakeld en binnen 30 minuten weer wordt ingeschakeld, "vangt" hij de satellieten zeer snel, omdat. het is niet nodig om opnieuw efemeride gegevens te verzamelen. Het heet " goede start.

Als er meer dan 30 minuten zijn verstreken sinds de uitschakeling, wordt een " warm"start en de GPS-ontvanger begint opnieuw efemeride gegevens te verzamelen. Als de GPS-ontvanger enkele honderden kilometers is vervoerd (in de uit-stand) of de interne klok onnauwkeurige tijd begint aan te geven, zijn de gegevens van de beschikbare almanak onjuist. In dit geval moet de navigator een nieuwe "sky search" (herinitialisatie) uitvoeren om een ​​nieuwe almanak en efemeriden te laden. Dit is al " koud"begin.

Soms komt het voor dat de GPS-ontvanger de satellieten lange tijd niet kan "vangen". Tegelijkertijd toont het scherm "Satellieten" een lege lucht zonder satellietnummers. Het GPS Utility-programma zal helpen om GPS nieuw leven in te blazen. Daarnaast heb je een werkende GPS-ontvanger nodig. Met behulp van het programma kunt u de almanak downloaden van een werkende ontvanger naar een pc en deze vervolgens uploaden door een "dode" GPS aan te sluiten.

GPS-ontvangers

GPS-ontvanger- een radio-ontvanger voor het bepalen van de geografische coördinaten van de huidige locatie van de ontvangstantenne, op basis van gegevens over de tijdsvertragingen bij de aankomst van radiosignalen uitgezonden door satellieten van de NAVSTAR-groep.

De maximale meetnauwkeurigheid is 3-5 meter, en in aanwezigheid van een corrigerend signaal van een grondstation - tot 1 mm (meestal 5-10 mm) per 1 km afstand tussen stations (differentiële methode). De nauwkeurigheid van commerciële GPS-navigators varieert van 150 meter (voor oudere modellen met slecht zicht op satellieten) tot 3 meter (voor nieuwe modellen in een open gebied). Bovendien kan bij gebruik van SBAS-systemen en lokale correctiesystemen de nauwkeurigheid worden vergroot tot 1-2 meter horizontaal. Vóór 1 mei 2000 werd de nauwkeurigheid kunstmatig verminderd door ruis in satellietgegevens te introduceren.

Op basis van GPS-ontvangers worden ze als onafhankelijke apparaten gemaakt - GPS-navigators, GPS-trackers die een eigen processor hebben voor de benodigde berekeningen en (voornamelijk voor navigators) een display voor het weergeven van informatie, en GPS-settopboxen voor PDA's en laptops , die draadloos (BlueTooth) en bedraad (USB, RS-232) zijn. Deze laatste worden ook wel als GPS-muizen gezien vanwege hun gelijkenis met computermuizen. Naast deze apparaten worden onboarders (ingebouwde autocomputers) gebruikt voor GPS-navigatie.

De apparatuur is voorwaardelijk onderverdeeld in gebruiker en professional. Professional onderscheidt zich door de kwaliteit van fabricagecomponenten (vooral antennes) en software, ondersteunde bedrijfsmodi (bijvoorbeeld RTK, binaire gegevensuitvoer), bedrijfsfrequenties (L1 + L2), algoritmen voor het onderdrukken van multipath, zonneactiviteit (ionosferische invloed), ondersteunde navigatiesystemen (bijvoorbeeld GPS - GLONASS-ontvangers) en natuurlijk de prijs. Ontvangers zijn enkelkanaals en meerkanaals.

enkel kanaalGPS ontvangers moeten elke GPS-satelliet achtereenvolgens verwerven. Via dit kanaal wordt zowel satellietvolging als de overdracht van technische informatie over de toestand van de satelliet en het systeem als geheel uitgevoerd.

Meerkanaals GPS ontvangers gebruiken meerdere kanalen om meerdere satellieten tegelijkertijd te volgen. Meerkanaals GPS-ontvangers werken efficiënter dan enkelkanaals-ontvangers. Onder ideale omstandigheden, met een permanent geplaatste C/A-codeontvanger, wanneer er geen obstakels zijn die de zichtbaarheid van de satellieten, multipath-reflecties of andere factoren die de nauwkeurigheid verminderen, blokkeren, zal het verschil bijna onmerkbaar zijn. In echte situaties waarin de ontvanger beweegt of het signaal van de satellieten kan worden onderbroken, zullen ontvangers met meer kanalen echter beter presteren. U hebt minimaal een 4-kanaals GPS-ontvanger nodig om zeer nauwkeurig werk uit te voeren met behulp van fasemetingen. Dit komt omdat de fase-ontvanger één kanaal per satelliet nodig heeft om metingen te doen.

Satelliet GPS-signaal kan vanuit elke richting worden ontvangen. Voor de beste resultaten moet de antenne worden geïnstalleerd in een gebied met het meest open gedeelte van de lucht (tot aan de horizon).

Wat bepaalt de nauwkeurigheid van het bepalen van de coördinaten van GPS-ontvangers?

De GPS-ontvanger bepaalt op basis van de informatie die van de satellieten wordt ontvangen, de afstand tot elke satelliet, hun relatieve positie en berekent de coördinaten volgens de wetten van de geometrie. Tegelijkertijd, om 2 coördinaten (breedtegraad en lengtegraad) te bepalen, volstaat het om signalen van drie satellieten te ontvangen en om de hoogte boven zeeniveau te bepalen - van vier.

Door uw locatie in de loop van de tijd continu te volgen, kan de ontvanger ook uw snelheid en richting berekenen.

Zichtlijn is noodzakelijk voor een stabiele signaalontvangst van de satelliet. In een auto, tussen hoge gebouwen, in bergen of in diepe kloven kunnen de mogelijkheden van de GPS-ontvanger ernstig beperkt zijn. Als de signalen van sommige satellieten afgeschermd zijn, zal de nauwkeurigheid van de positiebepaling afhangen van de resterende "zichtbare" satellieten. Hoe meer van de lucht wordt verduisterd door kunstmatige of natuurlijke objecten, hoe moeilijker het is om de positie te bepalen.

Een andere factor die de nauwkeurigheid van een GPS-ontvanger beïnvloedt, is de geometrie van de satellieten. In eenvoudige bewoordingen betekent het concept van "satellietgeometrie" hoe ze zich ten opzichte van elkaar en de GPS-ontvanger bevinden. Als de ontvanger bijvoorbeeld vier satellieten "ziet" en alle vier zich in de noord- en westrichting bevinden, kunt u met een dergelijke satellietgeometrie niet de maximale nauwkeurigheid behalen. Als deze vier satellieten in verschillende richtingen staan, zal de nauwkeurigheid aanzienlijk toenemen.

Een andere bron van fouten is de reflectie van het satellietsignaal van verschillende objecten. Multipath treedt op wanneer het signaal interageert met gebouwen of terrein voordat het de ontvangstantenne bereikt. Zo'n signaal doet er langer over om de ontvanger te bereiken dan een direct signaal. Deze toename in tijd zorgt ervoor dat de ontvanger denkt dat de satelliet verder weg is dan hij in werkelijkheid is, waardoor de positiefout groter wordt.

Er zijn ook andere bronnen van fouten. Bijvoorbeeld signaalvertraging door verschillende atmosferische verschijnselen. GPS-apparaten zijn echter ontworpen om mogelijke fouten zoveel mogelijk te compenseren. Kleine meetfouten zijn echter altijd aanwezig, maar niet groter dan enkele meters. Dit is voldoende om de problemen van het navigeren door bewegende objecten (toeristen, auto's, vliegtuigen, schepen, enz.) op te lossen.

Globale coördinaten- en referentiesystemen.

Met de komst van het ruimtetijdperk was het eindelijk mogelijk om vanaf de zijkant naar de aarde te kijken, de vorm en grootte nauwkeuriger te bepalen en correct in parallellen en meridianen te "knippen". Als gevolg hiervan verscheen er een ellipsoïde in de VS WGS84 en het gelijknamige gemeenschappelijke aardecoördinatensysteem, en in de USSR het coördinatensysteem "Parameters van de aarde PZ-90", die slechts een halve meter van elkaar verschillen. Europa heeft al een eigen systeem voor het nog steeds ter ziele gegane navigatiesysteem Galileo.

De referentie wordt beschouwd "Internationaal terrestrisch referentiekader" (ITRF). Zijn positie in het lichaam van de aarde wordt de klok rond gevolgd door satellietmetingen van de coördinaten van enkele honderden punten over de hele wereld. De nauwkeurigheid is zodanig dat de coördinaten erin niet alleen worden beïnvloed door de bewegingen van de continenten met enkele centimeters per jaar, maar ook door het smelten van gletsjers en grote aardbevingen. Daarom worden de parameters van dit systeem jaarlijks gepubliceerd en worden de coördinaten van punten in dit systeem gegeven met de verplichte aanduiding van het tijdperk (jaar) waarin deze coördinaten werden gemeten. WGS84 is dus gekoppeld aan het ITRF-systeem van het tijdperk van 1984 en PZ-90 respectievelijk aan ITRF 1990.

Ook de coördinatensystemen van de satellietnavigatiesystemen WGS84 en PZ-90 blijven niet onveranderd achter. Ze worden nauwkeuriger en handiger in gebruik. WGS84 is tijdens zijn bestaan ​​3 keer down geweest. De momenteel gebruikte versie is WGS84 G1150. Toegegeven, de veranderingen zijn zo klein dat gebruikers van huishoudelijke GPS-navigators kunnen aannemen dat ze niet bestonden.

Bij de Russische PZ-90 is de situatie totaal anders. In november 2007 werd het systeem gewijzigd en werd het bekend als PZ-90.02. De parameters veranderden met meerdere meters tegelijk, maar aan de andere kant begon het bijna samen te vallen met ITRF en WGS84. Nogmaals, voor gebruikers van navigators kunnen ze nu als identiek worden beschouwd.

Coördinaten in mondiale systemen worden niet gemeten in graden, maar in meters, een driedimensionaal cartesiaans systeem dat we kennen van school, waarbij de Z-as is gericht van het middelpunt van de aarde naar de noordpool, de X-as de meridiaan van Greenwich kruist , en de Y-as is, zoals altijd, zijwaarts gericht.

Kaarten zijn niet gemaakt in globale referentiesystemen en hun ellipsoïden zijn geen referentie. Hun taak is om verschillende datums van verschillende landen en regio's met elkaar te verbinden en de coëfficiënten te bepalen voor een nauwkeurige conversie van coördinaten van het ene systeem naar het andere en vice versa. De uitzondering is WGS84, dat dankzij GPS zo populair is geworden dat het maken van kaarten op basis daarvan een activiteit is, hoewel niet helemaal legaal, maar heel gebruikelijk.

Coördinaten en datums in satellietnavigators.

Als we de geodetische subtiliteiten weglaten, dan voor ons datum- dit zijn de afmetingen van de ellipsoïde die als basis wordt genomen in een bepaald land (de zogenaamde referentie- of referentie-ellipsoïde) plus coëfficiënten die de verplaatsing en rotatie karakteriseren om uit te lijnen met het grondgebied van een bepaald land. In de praktijk van satellietnavigatie wordt een set van vijf coëfficiënten voor het converteren van coördinaten van WGS-84 naar een bepaald coördinatensysteem genoemd datum van dit systeem.

Om geen problemen te hebben - onthoud voor eens en voor altijd: alle GPS-navigators voeren alle berekeningen uit in hun eigen WGS-84-systeem! In hetzelfde systeem slaan ze punten, sporen en routes op in hun geheugen. Daarin is het gebruikelijk om coördinaten naar computers en andere apparaten over te dragen en gegevens in bestanden op te slaan. De coördinaten van wegen, nederzettingen, bergen en meren op de kaart die in de navigator is geladen, worden ook opgeslagen in WGS, ongeacht het systeem waarin deze kaart is gebouwd. GLONASS-ontvangers doen hetzelfde, maar dan in hun PZ-90.

Zelfs als uw GPS-ontvanger gegevens in een ander systeem dan WGS-84 kan verzenden en het programma dergelijke gegevens kan ontvangen, doe dit dan nooit! In het beste geval verlies je nauwkeurigheid bij twee extra conversies, en in het slechtste geval zullen je punten 150 meter "verlaten" en je zult lang op de forums vragen waarom.

Om de navigator te gebruiken, heeft u helemaal geen andere datums nodig dan WGS-84. In dit systeem kunt u coördinaten opslaan, naar vrienden sturen en op internet publiceren. Op dergelijke coördinaten zal de reddingsdienst van elk land u snel vinden, ondanks het feit dat ze mogelijk een ander systeem hebben aangenomen. Mogelijk hebt u alleen een ander nulpunt nodig als u een papieren kaart in een ander coördinatensysteem hebt en u het huidige punt op deze kaart wilt vinden of de coördinaten van het op de kaart bepaalde punt in de navigator wilt invoeren. Hiervoor en alleen hiervoor moet u de datum in de navigator wijzigen.

Het wijzigen van de datum-instelling in de navigator verandert niets aan de manier waarop het werkt. Het berekent, slaat en verzendt alles, zoals eerder in WGS-84, en alleen wanneer de coördinaten op het scherm moeten worden weergegeven, telt het ze in het systeem dat u nodig hebt. De coördinaten die u invoert vanaf het toetsenbord, worden eerst omgezet in WGS en vervolgens zoals gewoonlijk.

De meeste navigators hebben een hele lijst met datums om uit te kiezen. Als deze lijst helaas niet precies de datum bevat die u nodig hebt, wanhoop dan niet. Er is een datum genaamd "Gebruiker" of "Gebruiker". Selecteer het en voer handmatig de coëfficiënten in om WGS-84 om te zetten naar de datum die u nodig hebt. Waar deze coëfficiënten vandaan komen is een aparte vraag.

Als u de datum in de navigator wijzigt, om problemen te voorkomen, waarschuw dan iedereen naar wie u op de een of andere manier probeert om coördinaten te verzenden dat ze niet in WGS-84 staan.

Coördinaat weergave-indelingen

Deze vraag is niet gerelateerd aan datums, maar kan ook een bron van ernstige problemen zijn.
In aardrijkskundelessen hebben we geleerd dat coördinaten worden gegeven in hoekgraden, minuten en seconden. Velen, maar vreemd genoeg niet allemaal, herinneren zich nog steeds dat er 60 minuten in een graad zitten en 60 seconden in een minuut. Satellietnavigators zijn zo nauwkeurig dat boogseconden ook worden weergegeven met decimale breuken achter de komma. De coördinaten van de beroemde Dzhur-Dzhur-waterval op de Krim worden bijvoorbeeld als volgt weergegeven:

44°48"19.44"N 34°27"35.52"O
meer zoals dit
44 48 19.44N 34 27 35.52E

Dit formaat wordt in de literatuur en in de instellingen van navigators aangegeven als DD MM SS.SS - graden (graden), minuten (minuten) seconden (seconden). Maar hij is niet de enige. Bij satellietnavigatie wordt vaker een ander formaat gebruikt - DD MM.MMMM (graden en minuten met decimale delen). Dezelfde waterval in dit formaat:

44°48.3240"N 34°27.5920"E

Veel programma's en Excel-tabellen vereisen de coördinaten in graden als een gewoon reëel getal - DD.DDDDDD. Heel vaak worden in dit formaat coördinaten naar bestanden geschreven en via kabels verzonden. Soortgelijk:

44.805400N 34.459867E
of toch
44.805400, 34.459867

Als je kunt vermenigvuldigen en delen door 60, dan is hier niets ingewikkelds. Het belangrijkste is om anderen niet te verwarren en niet te verwarren.

In alle navigators kunt u ten minste een van de drie vermelde indelingen selecteren. Vaak is er ook een weergave van coördinaten in UTM- of UserGrid-meters. Dergelijke coördinaten zijn erg handig bij het werken met papieren kaarten. Daarom zullen we erover praten waar we het over kaarten hebben ...

Bij het schrijven van het artikel zijn materialen van sites gebruikt

Hoe GPS-coördinaten te lezen. Voordat we ons verdiepen in het lezen van GPS-coördinaten, is het belangrijk dat je een goed begrip hebt van het GPS-systeem en een basiskennis hebt van geografische lijnen van lengte- en breedtegraad. Als je dit eenmaal begrijpt en je coördinaten hebt gelezen, kun je oefenen met de online tools.

Inleiding tot GPS


GPS staat voor Global Positioning System; een systeem dat wereldwijd wordt gebruikt voor navigatie en geodesie. Het wordt veel gebruikt om uw locatie op elk punt op het aardoppervlak nauwkeurig te bepalen en de huidige tijd op een specifieke locatie te verkrijgen.

Dit wordt mogelijk gemaakt door een netwerk van 24 kunstmatige satellieten, GPS-satellieten genaamd, die met grote snelheid en precisie rond de aarde bewegen. Met behulp van radiogolven met een laag vermogen kunnen apparaten communiceren met satellieten om hun exacte locatie op de wereld te bepalen.

Oorspronkelijk alleen gebruikt door het leger, werd het GPS-systeem bijna 30 jaar geleden beschikbaar voor civiel gebruik. Het wordt ondersteund door het Amerikaanse ministerie van Defensie.

Breedte- en lengtegraad

Het GPS-systeem maakt gebruik van geografische breedte- en lengtegraden om de coördinaten van de locatie van een persoon of een object te geven. Het lezen en begrijpen van GPS-coördinaten vereist een basiskennis van navigatie met behulp van lengte- en breedtegraden. Het gebruik van beide reeksen lijnen levert coördinaten op voor verschillende locaties over de hele wereld.


Breedtegraden

Breedtelijnen zijn horizontale lijnen die van oost naar west over de hele wereld lopen. De langste en belangrijkste breedtegraad wordt de evenaar genoemd. De evenaar wordt weergegeven als 0° breedtegraad.

Elke breedtegraad neemt ten noorden van de evenaar toe met 1°. Er zullen dus breedtelijnen zijn die 1°, 2°, 3°, enzovoort vertegenwoordigen tot 90°. De afbeelding hierboven toont alleen de breedtegraden van 15°, 30°, 45°, 60°, 75° en 90° boven de evenaar. U zult zien dat de breedtegraad van 90° wordt weergegeven als een punt op de Noordpool.

Alle breedtegraden boven de evenaar zijn gemarkeerd met "N" om het noorden van de evenaar aan te geven. We hebben dus 15°N, 30°N, 45°N, enzovoort.

Ten zuiden van de evenaar neemt elke breedtegraad ook met 1° toe. Er zullen breedtegraden zijn die 1°, 2°, 3°, enz. tot 90° vertegenwoordigen. De bovenstaande afbeelding toont alleen de lijnen van de breedtegraad 15°, 30° en 45° onder de evenaar. De breedtegraad van 90° wordt weergegeven door een punt op de zuidpool.

Alle breedtegraden onder de evenaar worden aangegeven met een 'S' om het zuiden van de evenaar aan te geven. Dus we hebben 15°S, 30°S, 45°S, enzovoort.

Lengtegraden

Lengtegraadlijnen zijn verticale lijnen die zich uitstrekken van de Noordpool naar de Zuidpool. De hoofdlijn van de lengtegraad heet nul meridiaan. De meridiaan wordt weergegeven als een lengtegraad van 0°.

Als we ten oosten van de nulmeridiaan gaan, neemt elke breedtegraad met 1° toe. Er zullen dus lengtelijnen zijn die 1°, 2°, 3°, enzovoort vertegenwoordigen tot 180°. De afbeelding toont alleen de 20°, 40°, 60°, 80° en 90° lengtelijnen ten oosten van de meridiaan.

Alle lengtelijnen ten oosten van de meridiaan zijn gemarkeerd met een "E" om het oosten van de nulmeridiaan aan te geven. We hebben dus 15°E, 30°E, 45°E, enzovoort.

Ten westen van de meridiaan neemt elke breedtegraad ook met 1° toe. Er zullen lengtelijnen zijn die 1°, 2°, 3°, enz. tot 180° vertegenwoordigen. De afbeelding hierboven toont alleen de lijnen 20°, 40° 60°, 80° en 90° ten westen van de nulmeridiaan.

Alle lengtegraden ten westen van de meridiaan zijn gemarkeerd met een "W" om ten westen van de meridiaan aan te geven. We hebben dus 15°W, 30°W, 45°W, enzovoort.

U kunt meer details van de lengte- en breedtegraadlijn bekijken door deze YouTube-video te bekijken via de onderstaande link:

Geografische coördinaten lezen

Wereldwijde navigatie maakt gebruik van lengte- en breedtegraden om een ​​specifieke locatie op het aardoppervlak te lokaliseren. Het wordt gegeven als geografische coördinaten.

Stel dat de Locatie langs een lijn van breedtegraad 10 ° N ligt en langs een lijn van lengtegraad 70 ° W. Bij het opgeven van de coördinaten van een locatie wordt altijd eerst de breedtegraad vermeld, gevolgd door de lengtegraad. De coördinaten van deze plaats zouden dus zijn: 10° noorderbreedte, 70° westerlengte.
De coördinaten kunnen eenvoudig worden geschreven als 10°N, 70°W (10°N, 70°W)

De meeste plaatsen op aarde bevinden zich echter niet langs de lengte- of breedtegraad, maar binnen de figuren die zijn ontstaan ​​​​door het snijpunt van horizontale en verticale lijnen. Om een ​​persoon op het aardoppervlak te lokaliseren, worden de breedte- en lengtelijnen verder gescheiden en uitgedrukt in een van de drie algemene formaten:

1 / graden, minuten en seconden (DMS)

De ruimte tussen elke breedte- of lengtelijn die 1° voorstelt, is verdeeld in 60 minuten en elke minuut is verdeeld in 60 seconden. Een voorbeeld van zo'n formaat:

41°24'12.2"N 2°10'26.5"E De breedtegraad is 41 graden (41°), 24 minuten (24'), 12,2 seconden (12.2') noord. De lengtegraad wordt gelezen als 2 graden (2°), 10 minuten (10'), 26,5 seconden (12.2') oost.

2 / Graden en decimale minuten (DMM)

De ruimte tussen elke lijn van breedte- of lengtegraad die 1° vertegenwoordigt, wordt verdeeld in 60 minuten, en elke minuut wordt verder verdeeld en uitgedrukt in decimalen. Een voorbeeld van dit formaat:

41 24,2028, 10,4418 2 De breedtegraad wordt gelezen als 41 graden (41), 24.2028 minuten (24.2028) noorderbreedte. De coördinaat voor de breedtegraad vertegenwoordigt het noorden van de evenaar omdat deze positief is. Als het getal negatief is, staat het ten zuiden van de evenaar.

De lengtegraad is 2 graden (2), 10.4418 minuten (10.4418) oost. De coördinaat voor de lengtegraad vertegenwoordigt het oosten van de nulmeridiaan omdat deze positief is. Als het getal negatief is, vertegenwoordigt het ten westen van de meridiaan

3 / decimale graden (DD)

De ruimte tussen elke breedte- of lengtelijn die 1° voorstelt, wordt gedeeld en uitgedrukt in decimalen. Een voorbeeld van dit formaat:

41,40338, 2,17403
De breedtegraad is 41,40338 graden noorderbreedte. De coördinaat voor de breedtegraad vertegenwoordigt het noorden van de evenaar omdat deze positief is. Als het getal negatief is, staat het ten zuiden van de evenaar.

De lengtegraad is 2.17403 graden Oost. De coördinaat voor de lengtegraad vertegenwoordigt het oosten van de nulmeridiaan omdat deze positief is. Als het getal negatief is, staat het ten westen van de meridiaan.

Coördinaten lezen op Google Maps

De meeste GPS-apparaten bieden coördinaten in graden, minuten en seconden (DMS) formaat, of meer in het algemeen in decimale graden (DD). Populaire Google Maps bieden hun coördinaten in DMS- en DD-formaten.

De afbeelding hierboven toont de locatie van het Vrijheidsbeeld op Google Maps. De locatiecoördinaten zijn:

40° 41′ 21,4” N 74° 02′ 40,2” B (DMS) Het leest als:
"40 graden, 41 minuten, 21,4 seconden noord en 74 graden, 2 minuten, 40,2 seconden oost"

40.689263 -74.044505 (DD) Bedenk dat decimale (DD) coördinaten niet de letters N of S hebben om aan te geven of de breedtegraad boven of onder de evenaar ligt. Als er geen letter W of E is om aan te geven of de lengtegraad een coördinaat ten westen of oosten van de nulmeridiaan is.

Dit wordt gedaan met behulp van positieve en negatieve getallen. Omdat de breedtegraadcoördinaat positief is, ligt de coördinaat boven de evenaar. Omdat de lengtegraadcoördinaat negatief is, ligt deze ten westen van de nulmeridiaan.

GPS-coördinaten controleren

Google Maps is een uitstekende internettool om de coördinaten van bezienswaardigheden te controleren.

Coördinaten zoeken voor een specifieke locatie
1/ Open Google Maps op https://maps.google.com/ en zoek de locatie van uw interessante plaats.

2/ Klik met de rechtermuisknop op de locatie en selecteer "Wat is hier?" In het kleine menu dat verschijnt.

3 / Er verschijnt onderaan een kleine rechthoek met de locatienaam en coördinaten in decimale graden (DD).

De coördinaten van een specifieke plaats controleren

Er zijn websites beschikbaar die zorgen voor een snelle conversie tussen DMS en DD. Hier is een link naar website, die DMS- en DD-coördinaten biedt voor elke specifieke locatie met behulp van Google Maps.

GPS-apparaten

Om te profiteren van de nauwkeurige nauwkeurigheid van het GPS-systeem, hebt u een apparaat met GPS nodig. Deze apparaten communiceren rechtstreeks met GPS-satellieten door middel van radiogolven met een laag vermogen. Door te communiceren met ten minste drie GPS-satellieten, kan het apparaat uw exacte locatie op aarde bepalen.

GPS-navigatieapparaten

Bedrijven zoals Garmin en Magellan maken speciale GPS-navigatieapparaten. Ze zijn er in verschillende maten en kunnen lijken op een smartphone of tablet. Deze apparaten hebben speciale ingebouwde software die het GPS-systeem gebruikt om mensen te helpen de kortste weg naar een bepaalde plaats te vinden, interessante plaatsen te vinden en meer. Ze worden vaak gebruikt in voertuigen, wandelen en bepaalde sporten.


Hierboven ziet u een afbeelding van een GPS-navigatieapparaat; Magellan RoadMate 2255T-LMB.

Smartphones

De meeste smartphones, vooral high-end telefoons, ondersteunen GPS en kunnen als navigatieapparaat worden gebruikt als je de juiste apps hebt geïnstalleerd.

Mobiele computers

Sommige laptops en netbooks ondersteunen GPS en bieden onderweg navigatie-informatie.

Computerrandapparatuur

Apparaten die via USB, Bluetooth of uitbreidingsslots op de computer zijn aangesloten, stellen de computer in staat het GPS-systeem te gebruiken.

GPS-satelliet in een baan om de aarde

Het basisprincipe van het gebruik van het systeem is om de locatie te bepalen door de tijdstippen te meten waarop een gesynchroniseerd signaal van navigatiesatellieten naar de consument wordt ontvangen. De afstand wordt berekend uit de vertragingstijd van de signaalvoortplanting van het verzenden door de satelliet tot het ontvangen door de GPS-ontvangerantenne. Dat wil zeggen, om de driedimensionale coördinaten te bepalen, moet de GPS-ontvanger vier vergelijkingen hebben: "de afstand is gelijk aan het product van de lichtsnelheid en het verschil tussen de momenten van ontvangst van het consumentensignaal en het moment van zijn synchrone straling van de satellieten”:

Hier: - de locatie van de -de satelliet, - het moment van ontvangst van het signaal van de -de satelliet volgens de klok van de consument, - het onbekende tijdstip van synchrone uitzending van het signaal door alle satellieten volgens de klok van de consument, - de lichtsnelheid, - de onbekende driedimensionale positie van de consument.

Geschiedenis

Het idee om satellietnavigatie te maken werd geboren in de jaren 50. Op het moment dat de USSR de eerste kunstmatige satelliet van de aarde lanceerde, observeerden Amerikaanse wetenschappers onder leiding van Richard Kershner het signaal van de Sovjet-satelliet en ontdekten dat als gevolg van het Doppler-effect de frequentie van het ontvangen signaal toeneemt naarmate de satelliet nadert en neemt af naarmate het verder weg beweegt. De essentie van de ontdekking was dat als je precies je coördinaten op aarde weet, het mogelijk wordt om de positie en snelheid van de satelliet te meten, en vice versa, als je de exacte positie van de satelliet kent, kun je je eigen snelheid en coördinaten bepalen .

Dit idee werd na 20 jaar gerealiseerd. In 1973 werd het DNSS-programma gestart, later omgedoopt tot Navstar-GPS en vervolgens GPS. De eerste testsatelliet werd gelanceerd op 14 juli 1974, en de laatste van alle 24 satellieten die nodig waren om het hele aardoppervlak te bestrijken, werd gelanceerd in 1993, dus GPS kwam in gebruik. Het werd mogelijk om GPS te gebruiken om raketten nauwkeurig te richten op stationaire en vervolgens op bewegende objecten in de lucht en op de grond.

Aanvankelijk werd GPS, het wereldwijde positioneringssysteem, ontwikkeld als een puur militair project. Maar nadat een vliegtuig van Korean Airlines met 269 passagiers aan boord dat het luchtruim van de Sovjet-Unie binnenviel in 1983 werd neergeschoten vanwege desoriëntatie van de bemanning in de ruimte, liet de Amerikaanse president Ronald Reagan, om soortgelijke tragedies in de toekomst te voorkomen, de gedeeltelijk gebruik van het navigatiesysteem voor civiele doeleinden. Om het gebruik van het systeem voor militaire doeleinden te vermijden, werd de nauwkeurigheid verminderd door een speciaal algoritme. [ nader toelichten]

Toen bleek dat sommige bedrijven het algoritme hadden ontcijferd om de nauwkeurigheid bij de L1-frequentie te verminderen en dit onderdeel van de fout met succes hadden gecompenseerd. In 2000 schafte de Amerikaanse president Bill Clinton deze vergroving van de nauwkeurigheid bij zijn decreet af.

Technische implementatie

ruimte satellieten

Een niet-gelanceerde satelliet te zien in een museum. Uitzicht vanaf de zijkant van de antennes.

satelliet banen

Banen van GPS-satellieten. Een voorbeeld van de zichtbaarheid van satellieten vanaf een van de punten op het aardoppervlak. Zichtbaar sat is het aantal satellieten dat zichtbaar is boven de horizon van de waarnemer onder ideale omstandigheden (helder veld).

De satellietconstellatie van het NAVSTAR-systeem draait rond de aarde in cirkelvormige banen met dezelfde hoogte en omwentelingsperiode voor alle satellieten. Een cirkelbaan met een hoogte van ongeveer 20.200 km is een dagelijkse veelvoudbaan met een omlooptijd van 11 uur 58 minuten; dus maakt de satelliet twee banen rond de aarde op één siderische dag (23 uur 56 minuten). De orbitale helling (55°) is ook voor alle satellieten in het systeem hetzelfde. Het enige verschil tussen de banen van de satellieten is de lengtegraad van de stijgende knoop, of het punt waarop het vlak van de baan van de satelliet de evenaar snijdt: deze punten liggen ongeveer 60 graden uit elkaar. Dus, ondanks dezelfde (behalve de lengtegraad van het opstijgende knooppunt) orbitale parameters, draaien de satellieten rond de aarde in zes verschillende vlakken, 4 satellieten in elk.

RF-kenmerken:

De satellieten stralen open voor gebruik signalen uit in de bereiken: L1=1575,42 MHz en L2=1227,60 MHz (vanaf blok IIR-M), en IIF-modellen zullen ook uitstralen op L5=1176,45 MHz. Navigatie-informatie kan worden ontvangen door een antenne (meestal in het zicht van de satellieten) en verwerkt met behulp van een GPS-ontvanger.

De standaard precisiecode (C/A-code - BPSK-modulatie (1)) verzonden in de L1-band (en het L2C-signaal (BPSK-modulatie) in de L2-band beginnend met IIR-M-apparaten) wordt zonder gebruiksbeperkingen gedistribueerd. Aanvankelijk gebruikt op L1, is kunstmatige signaalvergroving (selectieve toegangsmodus - SA) sinds mei 2000 uitgeschakeld. Sinds 2007 hebben de Verenigde Staten eindelijk de techniek van kunstmatige verruwing opgegeven. Het is de bedoeling om met de lancering van Block III-apparaten een nieuw L1C-signaal (BOC (1,1) modulatie) in de L1-band te introduceren. Het heeft achterwaartse compatibiliteit, verbeterde mogelijkheden voor het volgen van paden en is beter compatibel met Galileo L1-signalen.

Voor militaire gebruikers zijn bovendien signalen in de L1/L2-banden beschikbaar, gemoduleerd met een ruisbestendige crypto-resistente P(Y)-code (BPSK (10) modulatie). Beginnend met IIR-M-apparaten werd een nieuwe M-code in werking gesteld (modulatie BOC (15,10) wordt gebruikt). Het gebruik van de M-code maakt het mogelijk om de werking van het systeem te borgen in het kader van het Navwar-concept (navigatieoorlog). De M-code wordt uitgezonden op de bestaande frequenties L1 en L2. Dit signaal heeft een verhoogde ruisimmuniteit en het is voldoende om de exacte coördinaten te bepalen (in het geval van de P-code was het ook nodig om de C / A-code te verkrijgen). Een ander kenmerk van de M-code is de mogelijkheid om deze te verzenden voor een specifiek gebied met een diameter van enkele honderden kilometers, waar de signaalsterkte 20 decibel hoger zal zijn. Het conventionele M-signaal is al beschikbaar op IIR-M-satellieten, terwijl de smalle bundel alleen beschikbaar zal zijn op GPS-III-satellieten.

Met de lancering van de IIF-satelliet werd een nieuwe frequentie L5 (1176,45 MHz) geïntroduceerd. Dit signaal wordt ook wel safety of life (bescherming van mensenlevens) genoemd. Het L5-signaal is 3 dB sterker dan het civiele signaal en heeft een bandbreedte die 10 keer groter is. Het signaal kan worden gebruikt in kritieke situaties die verband houden met een bedreiging voor het menselijk leven. Na 2014 zal het volledige signaal worden gebruikt.

Signalen worden gemoduleerd met twee soorten pseudo-willekeurige sequenties (PRN): C/A-code en P-code. C/A (Clear access) - publieke code - is een PRN met een herhalingsperiode van 1023 cycli en een pulsherhalingsfrequentie van 1023 MHz. Met deze code werken alle civiele GPS-ontvangers. P (Protected/precieze)-code wordt gebruikt in systemen die gesloten zijn voor algemeen gebruik, de herhalingsperiode is 2*1014 cycli. P-code gemoduleerde signalen worden verzonden op twee frequenties: L1 = 1575,42 MHz en L2 = 1227,6 MHz. De C/A-code wordt alleen op de L1-frequentie verzonden. De vervoerder wordt naast PRN-codes ook gemoduleerd door een navigatiebericht.

24 satellieten bieden overal ter wereld 100% systeemfunctionaliteit, maar ze kunnen niet altijd betrouwbare ontvangst en goede positieberekening bieden. Om de positioneringsnauwkeurigheid en reserve in geval van storingen te vergroten, wordt daarom het totale aantal satellieten in een baan om de aarde gehouden in een groter aantal (31 satellieten in maart 2010).

Grondcontrolestations van het ruimtesegment

Hoofd artikel: grondsegment van satellietnavigatiesysteem

De orbitale constellatie wordt gemonitord vanuit het hoofdcontrolestation op Schriever Air Force Base, Colorado, VS en met behulp van 10 volgstations, waarvan drie stations in staat zijn om correctiegegevens naar de satellieten te sturen in de vorm van radiosignalen met een frequentie van 2000-4000 MHz. De nieuwste generatie satellieten verdelen de ontvangen gegevens over andere satellieten.

GPS-applicatie

GPS-signaalontvanger:

Ondanks dat het GPS-project oorspronkelijk bedoeld was voor militaire doeleinden, wordt GPS tegenwoordig veel gebruikt voor civiele doeleinden. GPS-ontvangers worden in veel elektronicawinkels verkocht en zijn ingebouwd in mobiele telefoons, smartphones, pda's en boordcomputers. Consumenten krijgen ook verschillende apparaten en softwareproducten aangeboden waarmee ze hun locatie op een elektronische kaart kunnen zien; de mogelijkheid hebben om routes te leggen rekening houdend met verkeersborden, toegestane afslagen en zelfs files; zoek op de kaart naar specifieke huizen en straten, attracties, cafés, ziekenhuizen, benzinestations en andere infrastructuur.

Er zijn voorstellen gedaan om Iridium- en GPS-systemen te integreren.

Nauwkeurigheid

De componenten die de fout van een enkele satelliet in een pseudobereikmeting beïnvloeden, worden hieronder gegeven:

De totale fout is niet gelijk aan de som van de componenten.

De typische nauwkeurigheid van moderne GPS-ontvangers in het horizontale vlak is ongeveer 6-8 meter met goed satellietzicht en het gebruik van correctie-algoritmen. Op het grondgebied van de VS, Canada, Japan, China, de Europese Unie en India zijn er stations WAAS, EGNOS, MSAS, enz., die correcties verzenden voor de differentiële modus, waardoor de fout in deze landen tot 1-2 meter wordt verminderd . Bij gebruik van meer complexe differentiële modi, kan de nauwkeurigheid van het bepalen van de coördinaten worden verhoogd tot 10 cm De nauwkeurigheid van een SNS hangt sterk af van de openheid van de ruimte, van de hoogte van de gebruikte satellieten boven de horizon.

In de nabije toekomst zullen alle apparaten van de huidige GPS-standaard worden vervangen door een nieuwere versie van GPS IIF, wat een aantal voordelen heeft, waaronder beter bestand tegen interferentie.

Maar het belangrijkste is dat GPS IIF een veel hogere nauwkeurigheid biedt bij het bepalen van de coördinaten. Als de huidige satellieten een nauwkeurigheid van 6 meter bieden, dan zullen de nieuwe satellieten de positie kunnen bepalen, zoals verwacht, met een nauwkeurigheid van minimaal 60-90cm. Als een dergelijke nauwkeurigheid niet alleen voor militaire, maar ook voor civiele toepassingen is, dan is dit goed nieuws voor eigenaren van GPS-navigators.

Vanaf oktober 2011 werden de eerste twee satellieten van de nieuwe versie in een baan om de aarde gebracht: GPS IIF SV-1 gelanceerd in 2010 en GPS IIF-2 gelanceerd op 16 juli 2011.

In totaal voorzag het oorspronkelijke contract in de lancering van 33 nieuwe generatie GPS-satellieten, maar als gevolg van technische problemen werd de start van de lancering uitgesteld van 2006 naar 2010 en werd het aantal satellieten teruggebracht van 33 naar 12. van hen zal in de nabije toekomst in een baan om de aarde worden gebracht.

De verbeterde nauwkeurigheid van de nieuwe generatie GPS-satellieten wordt mogelijk gemaakt door het gebruik van nauwkeurigere atoomklokken. Omdat satellieten met ongeveer 14.000 km/u (3.874 km/s) reizen (eerste ontsnappingssnelheid op 20.200 km), is het verbeteren van de tijdnauwkeurigheid, zelfs in het zesde cijfer, van cruciaal belang voor triangulatie.

nadelen

Een algemeen nadeel van het gebruik van een radionavigatiesysteem is dat: onder bepaalde omstandigheden kan het signaal de ontvanger niet bereiken, of arriveren met aanzienlijke vervorming of vertraging. Het is bijvoorbeeld bijna onmogelijk om uw exacte locatie te bepalen in de diepten van een appartement in een gebouw van gewapend beton, in een kelder of in een tunnel, zelfs niet met professionele geodetische ontvangers. Aangezien de werkfrequentie van GPS in het decimeterbereik van radiogolven ligt, kan het niveau van signaalontvangst van satellieten ernstig verslechteren onder dicht gebladerte van bomen of door zeer zware wolken. De normale ontvangst van GPS-signalen kan worden beschadigd door interferentie van vele terrestrische radiobronnen, evenals (in zeldzame gevallen) door magnetische stormen, of opzettelijk veroorzaakt door "storingen" (deze methode om met satelliet-auto-alarmen om te gaan wordt vaak gebruikt door autodieven ).

De lage helling van GPS-banen (ongeveer 55) verslechtert de nauwkeurigheid in de circumpolaire gebieden van de aarde ernstig, aangezien GPS-satellieten niet erg hoog boven de horizon uitsteken.

Een essentieel kenmerk van GPS is de volledige afhankelijkheid van de voorwaarden voor het ontvangen van een signaal van het Amerikaanse ministerie van Defensie.

Nutsvoorzieningen [ wanneer?] Het Amerikaanse ministerie van Defensie heeft besloten om een ​​volledige upgrade van het GPS-systeem te starten. Het was lang geleden gepland, maar het was nu pas dat het project van start kon gaan. Tijdens de upgrade worden oude satellieten vervangen door nieuwe die zijn ontworpen en vervaardigd door Lockheed Martin en Boeing. Er wordt beweerd dat ze positioneringsnauwkeurigheid kunnen bieden met een fout van 0,5 meter.

De uitvoering van dit programma zal enige tijd in beslag nemen [ die?] tijd. Het Amerikaanse ministerie van Defensie beweert dat het pas na 10 jaar mogelijk zal zijn om de systeemupgrade volledig te voltooien. Het aantal satellieten verandert niet, het blijven er 30: 24 werkend en 6 stand-by.

Chronologie

zie ook

• Transit (eerste satellietnavigatiesysteem, jaren 60 - 1996)
• Galileo (Europees navigatiesysteem)
• GLONASS (Russisch navigatiesysteem)

Opmerkingen:

Literatuur

• Aleksandrov I. Ruimteradio-navigatiesysteem NAVSTAR (Russisch) // Buitenlandse militaire beoordeling. - M., 1995. - Nr. 5. - S. 52-63. -ISSN 0134-921X.
• Kozlovsky E. De kunst van het positioneren // Rond de wereld. - M., 2006. - Nr. 12 (2795). - S. 204-280.
• Shebshaevich V.S., Dmitriev P.P., Ivantsev N.V. et al. Netwer/ ed. V.S. Shebshaevich. - 2e druk, herzien. en extra - M.: Radio en communicatie, 1993. - 408 p. - ISBN 5-256-00174-4

Links

• Officiële site van de Amerikaanse overheid en het GPS-systeem met de status van een satellietconstellatie (eng.)

• Wereldwijde navigatiesatellietsystemen (GNSS). Hoe het werkt? , gps-club.ru

• Galileo en GPS
• Gezamenlijke verklaring over de complementariteit en compatibiliteit van GLONASS en GPS ( (niet beschikbare link), kopiëren)