Knigionline.co » Компьютеры » GPS Все что Вы хотели знать, но боялись спросить

GPS Все что Вы хотели знать, но боялись спросить - Леонтьев Б. К (2006)

GPS Все что Вы хотели знать, но боялись спросить
  • Год:
    2006
  • Название:
    GPS Все что Вы хотели знать, но боялись спросить
  • Автор:
  • Жанр:
  • Оригинал:
    Английский
  • Язык:
    Русский
  • Издательство:
    Бук Пресс
  • Страниц:
    144
  • Рейтинг:
    3 (5 голос)
  • Ваша оценка:
Определение своего местоположения с помощью GPS навигатора, отдельного гаджета, или устройства, встроенного в портативный компьютер или мобильный телефон, уже стало совершенно естественной вещью.
Шаг за шагом столь же привычным становится определение местоположения объекта или субъекта при помощи систем телематики на основе GPRS/GSM/GPS, когда на экранчике сотового телефона или мониторе компьютера есть возможность увидеть участок карты с пометкой, где сейчас находится автомобиль человека или сам человек.
«GPS» — это заглавные буквы английских слов «Global Positioning System» — глобальная система местоопределения. GPS состоит сети наземных станций слежения, которые наблюдают за 24 искуственными спутниками Земли, а также из неограниченного количества пользовательских приемников-вычислителей. «GPS» предзначена для определения действительных на данный момент координат пользователя в околоземном пространстве или на поверхности Земли.
По радиосигналам спутников GPS-приемники пользователей точно и устойчиво определют действительные на данный момент координаты местоположения. Погрешности минимальны и не превышают даже десятков метров. Этого вполне хватает для решения миссии НАВИГАЦИИ движущихся объектов (автомобили, космические аппараты, корабли, самолеты и т.д.).

GPS Все что Вы хотели знать, но боялись спросить - Леонтьев Б. К читать онлайн бесплатно полную версию книги

Если в GPS-приемник установить часы, то, получив удаление от трех спутников, пользователь сможет определить широту, долготу и высоту своего местонахождения. Сигнал, идущий от спутников, напоминает три сферы, пересекающиеся в различное время в разных точках. Для пользователя, находящегося на Земле, существует только один момент их соприкосновения в данный промежуток времени. Для более слаженной синхронизации сигнала на спутниках установлены атомные часы, обеспечивающие точность хода до одной миллиардной. В большинстве GPS-приемников они могут отставать на одну или более секунд в день. Можно подсчитать, что ошибка всего в одну секунду изменит расстояние от спутника до пользователя на 300 тыс. км. Инженеры называют процесс измерения расстояния между спутником и пользователем псевдоизмерением. Дело в том, что погрешность присутствует и в сигналах от четырех спутников, в результате чего мы получаем четыре уравнения с четырьмя неизвестными.

Современные GPS-приемники способны учитывать доплеровский эффект в случае, если измерения проводятся в движении. При перемещении приемника в сторону распространения волны ее длина становится больше, а при встречном ходе — меньше. Каждый спутник напоминает скоростной поезд. Если он движется на вас, то его гудок по мере приближения становится громче, а если удаляется, то сигнал теряет мощность. Учитывая данный эффект, можно получить скорость движения GPS-приемника. Такой метод измерения скорости очень точен.

Таким образом, GPS-приемники определяют три координаты и три вектора скорости, а также производят синхронизацию времени через сеть. При этом сами приемники не передают сигналов в эфир. В скором времени GPS будут оборудованы сотовые телефоны, что приведет к подорожанию последних всего на $5.

Преодолевая ионосферу

Спутники GPS-системы передают сигнал, обладающий классической синусоидальной формой, на обычной радиочастоте. Сейчас на микроволновой частоте передаются два сигнала — L-1, L-2. Канал L-1 доступен для всех. Считается, что он предназначен для гражданских пользователей, хотя и военные про него не забывают. Канал L-2 предназначен для военнослужащих. Гражданские пользователи принимают на свои GPS-приемники этот канал, но в силу того, что они не имеют доступа к PRN-коду, возникает ошибка в позиционировании. Только дорогие приемники позволяют гражданским пользователям работать в диапазоне L-2. Поэтому большинство из них принимает сигнал L-1, позволяющий точно определять координаты от 5 до 10 м.

Сложности при приеме сигнала вызваны главным образом тем, что радиоволны на своем пути преодолевают ионосферу Земли, которая представляет собой плазменное облако, образованное Солнечным ветром. Ее границы простираются от 70 до 1300 км над поверхностью Земли, и при прохождении через ионосферу радиосигналы ослабляются и искажаются. В ночное время, когда ионосфера находится в состоянии покоя, задержка передачи сигнала составляет 1 м, а днем, когда активность плазмы высока, — более 10 м.

Для того чтобы минимизировать влияние ионосферы, используют дифференцированный D-GPS. В такой схеме используются два приемника: один мобильный, а второй находится в точке с известными координатами. Данные, поступающие с этих GPS, сравниваются и обрабатываются, после чего происходит корректировка показаний мобильного приемника. Чем ближе они находятся, тем точнее определяются координаты.

Сильные и направленные сигналы

Перейти
Наш сайт автоматически запоминает страницу, где вы остановились, вы можете продолжить чтение в любой момент
Оставить комментарий