Što je globalno pozicioniranje?

Danas, vjerojatno, nema osobe koja ne bi čula za GPS. Međutim, potpuno razumijevanje onoga što jest, nije svima. U ovom članku, pokušajmo razumjeti što je globalni sustav pozicioniranja, što se sastoji i kako to funkcionira.

priča

Navigacijski sustav GPS je dio Navstar, koji je razvijen i djeluje u Ministarstvu obrane SAD-a. Projekt je pokrenut 1973. godine. Već početkom 1978., nakon uspješnog testiranja, pušteni su u rad. Do 1993. godine, oko Zemlje je pokrenuto 24 satelita, potpuno pokrivajući površinu našeg planeta. Civilni dio vojne mreže Navstar počeo se zvati GPS, što znači Global Positoning System ("Global Positioning System").

Njegova baza sastoji se od satelita koji se kreću duž šest kružnih orbitalnih putanja. U širini su samo jedan i pol metara, a duljine - nešto više od pet. Težina istodobno iznosi oko osamsto četrdeset kilograma. Svi oni pružaju punu radnu sposobnost u bilo kojem trenutku našeg planeta.

Praćenje se obavlja iz glavne upravljačke stanice smještene u Colorado. Tu je baza zračnih snaga Shriver - pedeset svemirske veze.

Na Zemlji postoji više od deset stanica namijenjenih praćenju. Oni su na Ascension Island, Na Havajima, Kwajalein, Diego Garcia, Colorado Springs, na Cape Canaveral i na drugim mjestima, a broj svake godine raste. Sve informacije dobivene od njih obrađuju se na glavnoj postaji. Preuzimanje podataka s izmjenama i dopunama vrši se svakih dvadeset i četiri sata.

Takvo globalno pozicioniranje je satelitski sustav kojim upravlja Ministarstvo obrane SAD-a. Radi u svim vremenskim uvjetima i neprestano prenosi informacije.

Načelo funkcioniranja

Globalni sustavi pozicioniranja GPS rade na osnovi sljedećih komponenti:

• Trilaterizacija satelita;
• satelitski raspon;
• točna referenca vremena;
• lokacija;
• korekcija.

Razmotrimo ih detaljnije.

Trilateracija podrazumijeva izračun udaljenosti podataka od tri satelita, zahvaljujući kojoj je moguće izračunati mjesto određene točke.

Dalmetrija znači udaljenost od satelita, izračunata prema vremenu prijenosa radio signala od njih do prijemnika, uzimajući u obzir brzina svjetlosti. Kako bi se odredilo vrijeme, generiran je pseudoslučajni kôd, zahvaljujući kojem prijemnik može u bilo kojem trenutku ispraviti kašnjenje.

Sljedeći pokazatelj ukazuje na izravnu ovisnost o točnosti sata. Satovi koriste atomski sat, čija točnost iznosi do jedne nanosekunde. Međutim, zbog visokih troškova, oni se ne koriste svugdje.

Satelit se nalazi na nadmorskoj visini od više od dvadeset tisuća kilometara od Zemlje, upravo onoliko koliko je potrebno za stabilno kretanje u orbiti i sužavanje otpora atmosfere.

Kada funkcionira globalni sustav pozicioniranja, u svijetu su pogreške koje se teško uklanjaju. To je zbog prolaza signala kroz troposferu i ionosferu, gdje se smanjuje brzina, što dovodi do neispravnosti u mjerenjima.

Komponente kartografskog sustava

Postoje mnogi proizvodi globalnog sustava pozicioniranja i GIS aplikacija za mapiranje. Zahvaljujući njima, zemljopisni podaci brzo se formiraju i ažuriraju. Komponente ovih proizvoda su GPS prijemnici, softver i pohrana podataka.

Prijemnici mogu napraviti izračune s frekvencijom manjim od sekunde i točnosti od desetaka centimetara do pet metara, funkcionirajući u diferencijalnom načinu rada. Razlikuju se međusobno u veličini, kapacitetu memorije i broju kanala za praćenje.

Dok osoba stoji na jednom mjestu ili se kreće, prijemnik prima signale sa satelita i izračunava njegovu lokaciju. Na zaslonu se prikazuju rezultati u obliku koordinata.

Regulatori su prijenosna računala koja rade pod kontrolom softvera potrebnih za prikupljanje podataka. Softver prati postavke prijemnika. Pogoni imaju različite veličine i vrste snimanja podataka.

Svaki sustav je opremljen softverom. Nakon što preuzmete podatke s pogona na računalo, program povećava točnost podataka pomoću posebne metode obrade pod nazivom "diferencijalna korekcija". Softver vizualizira podatke. Neki od njih mogu se uređivati ​​u ručnom načinu, drugi mogu biti ispisani i tako dalje.

GPS globalno pozicioniranje - sustavi koji olakšavaju prikupljanje podataka za unos u baze podataka, a softver ih izvozi u GIS programe.

Diferencijalna korekcija

Ova metoda značajno poboljšava točnost prikupljenih podataka. Istodobno, jedan od prijemnika nalazi se na mjestu određenih koordinata, a drugi prikuplja informacije gdje su nepoznate.

Diferencijalna korekcija se ostvaruje na dva načina.

• Prva je diferencijalna korekcija u stvarnom vremenu, gdje se pogreške svakog satelita izračunavaju i izvješćuju glavna stanica. Mobilni prijemnik percipira rafinirane podatke, koji prikazuju ispravljene podatke.
• Druga diferencijalna korekcija u postprocesiranju - odvija se kada glavna stanica napravi ispravke izravno na datoteku u računalu. Originalna datoteka obrađuje se zajedno s rafiniranom, a zatim se dobiva diferencijalno prilagođena.

Trimble mapping sustavi su u mogućnosti koristiti obje metode. Dakle, ako je način prekinut u stvarnom vremenu, ostaje je moguće koristiti u postprocesiranju.

primjena

GPS se koristi u različitim područjima. Na primjer, globalni sustavi pozicioniranja na terenu uvelike se koriste u prirodnim resursima, gdje ih geolozi, biolozi, šumari i geografi koriste za snimanje položaja i dodatnih informacija. To je također područje infrastrukture i urbanog razvoja, gdje se kontroliraju prometni tokovi i općinski sustav.

U poljoprivredi je dobivena široka primjena GPS sustava globalnog pozicioniranja koja opisuje, na primjer, karakteristike polja. U društvenim znanostima, povjesničari i arheolozi ih koriste za kretanje i registraciju povijesnih lokaliteta.

Opseg sustava GPS mapiranja ne iscrpljuje se time. Mogu se koristiti u svim drugim aplikacijama gdje su potrebne točne koordinate, vrijeme i druge informacije.

GPS prijamnik

Ovaj radio prijemnik, koji određuje koordinate mjesta antene, temelji se na informacijama o vremenskom odgodu radio signala s satelita Navstar.

Mjerenja se formiraju s točnosti od tri do pet metara, a ako postoji signal s tlačne stanice - do jednog milimetra. GPS navigatori komercijalnog tipa na starim uzorcima imaju točnost od stotinu i pedeset metara, a na novim - do tri metra.

Na temelju prijemnika izrađuju se GPS-uređaji za snimanje, GPS-tragare i GPS-navigatori.

Oprema može biti prilagođena i profesionalna. Druga se razlikuje po kvaliteti, načinu rada, frekvencijama, navigacijskim sustavima i cijenama.

Korisnički prijemnici mogu pružiti precizne koordinate, vrijeme, nadmorsku visinu, korisnički smjer, trenutnu brzinu, podatke o cesti. Informacije se prikazuju na telefonu ili na računalu na kojem je uređaj povezan.

GPS-navigatori: karte

Karte poboljšavaju kvalitetu navigatora. Dolaze u vektorskim i rasternim tipovima.

Vektorske varijante pohranjuju informacije o objektima, koordinatama i drugim informacijama. Može uključivati ​​karakteristike prirodnog tipa i puno predmeta, primjerice, hotela, benzinskih postaja, restorana itd., Jer ne sadrže slike, zauzimaju manje prostora i brže rade.

Vrste rastera najjednostavniji su. Oni predstavljaju sliku terena zemljopisnim koordinatama. Fotografiju se može snimiti iz satelita ili mape tipa papira - skenirane.

Trenutno postoje navigacijski sustavi koje korisnik može dopuniti svojim objektima.

GPS praćenje

Takav radio prijemnik prima i prenosi podatke za praćenje i praćenje kretanja različitih objekata na koje je priključen. Uključuje prijemnik koji određuje koordinate i odašiljač koji ih šalje korisnicima koji su u daljini.

GPS-uređaji za praćenje su:

• osobno, pojedinačno;
• Automobilska, spojena na on-board mrežu.

Koriste se za određivanje lokacije različitih objekata (ljudi, prijevoz, životinje, roba i slično).

Protiv ovih uređaja može se upotrijebiti za suzbijanje signala koji uzrokuju smetnje na onim frekvencijama na kojima djeluje tracker.

GPS logger

Ovi radiji mogu raditi u dva načina:

• konvencionalni GPS prijamnik;
• logger, pisanje u memoriju podataka o putu koji je prošao.

Mogu biti:

• prijenosni, opremljeni malom baterijom;
• automobil, powered by a-board mreža.

U suvremenim modelima drvosječa moguće je napisati do dvjesto tisuća bodova. Predlaže se i označavanje bilo koje točke na putu.

Uređaji se aktivno koriste u turizmu, sportu, praćenju, kartografiji, geodeziji i tako dalje.

Globalno pozicioniranje danas

Na temelju gore navedenih informacija, može se zaključiti da su takvi sustavi već u upotrebi svugdje, a opseg primjene ima tendenciju da bude još rašireniji.

Globalno pozicioniranje pokriva područje potrošnje. Korištenje najnovijih tehničkih inovacija čini sustav jednim od najpopularnijih na ovom segmentu tržišta.

Uz GPS u Rusiji, GLONASS se razvija, u Europi - Galileo.

Istodobno, globalno pozicioniranje nije bez svojih nedostataka. Na primjer, u stanu od armiranobetonske zgrade, u tunelu ili podrumu, nemoguće je odrediti točnu lokaciju. Normalan prijem može spriječiti magnetske oluje i radio izvora na tlu. Karte navigacije brzo postaju zastarjele.

Najveći nedostatak je da je sustav u potpunosti ovisan o US Department of Defense, koji u bilo kojem trenutku može, na primjer, uključivati ​​miješanje ili onemogućiti civilni dio uopće. Stoga je toliko važno da uz globalni sustav pozicioniranja također razvijaju GPS, GLONASS i Galileo.