Τι είναι το GPS;
Το GPS ή το Global Positioning System είναι ένα δορυφορικό σύστημα πλοήγησης που παρέχει στον χρήστη πληροφορίες τοποθεσίας και χρόνου σε όλες τις κλιματικές συνθήκες. Το GPS χρησιμοποιείται για πλοήγηση σε αεροπλάνα, πλοία, αυτοκίνητα και φορτηγά. Το σύστημα δίνει κρίσιμες ικανότητες σε στρατιωτικούς και πολιτικούς χρήστες σε όλο τον κόσμο. Το GPS παρέχει συνεχή σε πραγματικό χρόνο, τρισδιάστατη τοποθέτηση, πλοήγηση και συγχρονισμό παγκοσμίως.
Πώς λειτουργεί το σύστημα GPS;
Το GPS αποτελείται από τρία τμήματα:
1) Το διαστημικό τμήμα: οι δορυφόροι GPS
2) Το σύστημα ελέγχου, το οποίο διαχειρίζεται ο στρατός των ΗΠΑ,
3) Το τμήμα χρήστη, το οποίο περιλαμβάνει στρατιωτικούς και πολιτικούς χρήστες και τον εξοπλισμό GPS τους.
Διαστημικό τμήμα:
Το διαστημικό τμήμα είναι ο αριθμός των δορυφόρων στον αστερισμό. Αποτελείται από 29 δορυφόρους που περιβάλλουν τη γη κάθε 12 ώρες σε 12.000 μίλια σε υψόμετρο. Η λειτουργία του διαστημικού τμήματος χρησιμοποιείται για τη διαδρομή / σήματα πλοήγησης και για την αποθήκευση και αναμετάδοση του μηνύματος διαδρομής / πλοήγησης που αποστέλλεται από το τμήμα ελέγχου. Αυτές οι εκπομπές ελέγχονται από πολύ σταθερά ατομικά ρολόγια στους δορυφόρους. Το GPS Space Segment σχηματίζεται από έναν δορυφορικό αστερισμό με αρκετούς δορυφόρους για να διασφαλίσει ότι οι χρήστες θα έχουν τουλάχιστον 4 ταυτόχρονους δορυφόρους σε ορατότητα από οποιοδήποτε σημείο στην επιφάνεια της Γης ανά πάσα στιγμή.
Τμήμα ελέγχου:
Τμήμα ελέγχου:Το τμήμα ελέγχου αποτελείται από έναν κύριο σταθμό ελέγχου και πέντε σταθμούς παρακολούθησης εξοπλισμένες με ατομικά ρολόγια που απλώνονται σε όλο τον κόσμο. Οι πέντε σταθμοί παρακολούθησης παρακολουθούν τα δορυφορικά σήματα GPS και στη συνέχεια στέλνουν τις κατάλληλες πληροφορίες στον κύριο σταθμό ελέγχου όπου οι ανωμαλίες αναθεωρούνται και αποστέλλονται πίσω στους δορυφόρους GPS μέσω κεραιών εδάφους. Το τμήμα ελέγχου αναφέρεται επίσης ως σταθμός παρακολούθησης.
τμήμα ελέγχου
Τμήμα χρήστη:
Το τμήμα χρήστη αποτελείται από τον δέκτη GPS, ο οποίος λαμβάνει τα σήματα από τους δορυφόρους GPS και καθορίζει πόσο μακριά είναι από κάθε δορυφόρο. Κυρίως αυτό το τμήμα χρησιμοποιείται για στρατιωτικά συστήματα Η.Π.Α., πυραυλικής καθοδήγησης, μη στρατιωτικές εφαρμογές για GPS σχεδόν σε κάθε πεδίο. Οι περισσότεροι από τους πολίτες το χρησιμοποιούν από έρευνα έως μεταφορά σε φυσικούς πόρους και από εκεί ως γεωργικό σκοπό και χαρτογράφηση επίσης.
Τμήμα χρήστη
Πώς καθορίζει το GPS μια θέση:
Η λειτουργία / λειτουργία του Παγκόσμιου συστήματος εντοπισμού θέσης βασίζεται στη μαθηματική αρχή «τριδιάστατο». Η θέση καθορίζεται από τις μετρήσεις απόστασης έως τους δορυφόρους. Από το σχήμα, οι τέσσερις δορυφόροι χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της θέσης του δέκτη στη γη. Η τοποθεσία προορισμού επιβεβαιώνεται από το 4ουδορυφόρος. Και τρεις δορυφόροι χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό της τοποθεσίας. Ένας τέταρτος δορυφόρος χρησιμοποιείται για την επιβεβαίωση της θέσης στόχου καθενός από αυτά τα διαστημικά οχήματα. Το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης αποτελείται από δορυφόρο, σταθμό ελέγχου και σταθμό παρακολούθησης και δέκτη. Ο δέκτης GPS παίρνει τις πληροφορίες από τον δορυφόρο και χρησιμοποιεί τη μέθοδο τριγωνισμού για να προσδιορίσει την ακριβή θέση ενός χρήστη.
Το GPS χρησιμοποιείται σε ορισμένα περιστατικά με διάφορους τρόπους, όπως:
- Για να προσδιορίσετε τις θέσεις θέσης, για παράδειγμα, πρέπει να κάνετε ραδιόφωνο με έναν πιλότο ελικοπτέρου τις συντεταγμένες της θέσης σας, ώστε ο χειριστής να μπορεί να σας παραλάβει.
- Για να πλοηγηθείτε από μία τοποθεσία σε άλλη για παράδειγμα, πρέπει να ταξιδέψετε από μια επιφυλακή στην περίμετρο της φωτιάς.
- Για να δημιουργήσετε ψηφιοποιημένους χάρτες, για παράδειγμα, σας ανατίθεται να σχεδιάσετε την περίμετρο της φωτιάς και τα καυτά σημεία.
- Για να προσδιορίσετε την απόσταση μεταξύ δύο διαφορετικών σημείων.
3 Πλεονεκτήματα του GPS:
- Το δορυφορικό σύστημα πλοήγησης GPS είναι ένα σημαντικό εργαλείο για στρατιωτικούς, πολιτικούς και εμπορικούς χρήστες
- Συστήματα παρακολούθησης οχημάτων Τα συστήματα πλοήγησης με βάση το GPS μπορούν να μας παρέχουν κατευθυντήριες γραμμές
- Πολύ υψηλή ταχύτητα
2 Μειονεκτήματα του GPS:
- Τα δορυφορικά σήματα GPS είναι πολύ αδύναμα σε σύγκριση με τα σήματα τηλεφώνου, επομένως δεν λειτουργούν τόσο καλά σε εσωτερικούς χώρους, υποβρύχια, κάτω από δέντρα κ.λπ.
- Η υψηλότερη ακρίβεια απαιτεί οπτική επαφή από τον δέκτη έως τον δορυφόρο, γι 'αυτό το GPS δεν λειτουργεί πολύ καλά σε αστικό περιβάλλον.
Χρήση δέκτη GPS:
Υπάρχουν πολλά διαφορετικά μοντέλα και τύποι δεκτών GPS. Ενώ εργάζεστε με δέκτη GPS, είναι σημαντικό να έχετε:
- Μια πυξίδα και ένας χάρτης.
- Ένα καλώδιο GPS που κατεβάσατε.
- Μερικές επιπλέον μπαταρίες.
- Γνώση σχετικά με τη χωρητικότητα μνήμης του δέκτη GPS για την αποφυγή απώλειας δεδομένων, τη μείωση της ακρίβειας των δεδομένων ή άλλα προβλήματα.
- Μια εξωτερική κεραία όποτε είναι δυνατόν, ειδικά κάτω από το θόλο του δέντρου, σε φαράγγια ή κατά την οδήγηση.
- Ένας δέκτης GPS εγκατάστασης σύμφωνα με το τυπικό σύστημα συντεταγμένων κανονιστικών ρυθμίσεων.
- Σημειώσεις που περιγράφουν τι αποθηκεύετε στο δέκτη.
Σφάλμα GPS
Υπάρχουν πολλές πηγές πιθανών σφαλμάτων που θα υποβαθμίσουν την ακρίβεια των θέσεων που υπολογίζονται από έναν δέκτη GPS. Ο χρόνος ταξιδιού που λαμβάνεται από τα δορυφορικά σήματα GPS μπορεί να αλλάξει με ατμοσφαιρικά εφέ όταν ένα σήμα GPS διέρχεται από την ιονόσφαιρα και την τροπόσφαιρα που διαθλάται, προκαλώντας την ταχύτητα του σήματος να διαφέρει από την ταχύτητα ενός σήματος GPS στο διάστημα. Μια άλλη πηγή σφάλματος είναι ο θόρυβος ή η παραμόρφωση του σήματος που προκαλεί ηλεκτρικές παρεμβολές ή σφάλματα που είναι εγγενή στον ίδιο τον δέκτη GPS. Οι πληροφορίες σχετικά με τις δορυφορικές τροχιές θα προκαλέσουν επίσης σφάλματα στον προσδιορισμό των θέσεων, διότι οι δορυφόροι δεν είναι πραγματικά εκεί όπου ο δέκτης GPS «σκέφτηκε» με βάση τις πληροφορίες που έλαβε όταν καθορίζουν τις θέσεις. Μικρές παραλλαγές στα ατομικά ρολόγια επί των δορυφόρων μπορούν να μεταφράσουν σε σφάλματα μεγάλης θέσης ένα σφάλμα ρολογιού 1 νανοδευτερόλεπτο μεταφράζεται σε σφάλμα 1 ποδιού ή 0,3 μέτρων στο έδαφος. Ένα εφέ πολλαπλών διαδρομών εμφανίζεται όταν τα σήματα που μεταδίδονται από τους δορυφόρους αναπηδούν από μια ανακλαστική επιφάνεια πριν φτάσουν στην κεραία του δέκτη. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, ο δέκτης λαμβάνει το σήμα σε μια ευθεία γραμμή καθώς και στην καθυστερημένη διαδρομή (πολλαπλές διαδρομές). Το αποτέλεσμα είναι παρόμοιο με ένα φάντασμα ή διπλή εικόνα σε μια τηλεόραση.
Γεωμετρική αραίωση ακρίβειας (GDOP)
Η δορυφορική γεωμετρία μπορεί επίσης να επηρεάσει την ακρίβεια της θέσης GPS. Αυτό το αποτέλεσμα αναφέρεται ως η Γεωμετρική Αραίωση της Ακρίβειας (GDOP). Το οποίο αναφέρεται στο σημείο όπου οι δορυφόροι βρίσκονται ο ένας στον άλλο και είναι ένα μέτρο της ποιότητας της διαμόρφωσης του δορυφόρου. Μπορεί να είναι σε θέση να τροποποιήσει άλλα σφάλματα GPS. Οι περισσότεροι δέκτες GPS επιλέγουν τον αστερισμό δορυφόρου που θα δώσει τη λιγότερη αβεβαιότητα, την καλύτερη δορυφορική γεωμετρία.
Οι δέκτες GPS αναφέρουν συνήθως την ποιότητα της δορυφορικής γεωμετρίας όσον αφορά την αραίωση θέσης της ακρίβειας ή το PDOP. Το PDOP είναι δύο τύπων, οριζόντιες (HDOP) και κατακόρυφες (VDOP) μετρήσεις (γεωγραφικό πλάτος, μήκος και υψόμετρο). Μπορούμε να ελέγξουμε την ποιότητα του δορυφορικού εντοπισμού που ο δέκτης είναι προς το παρόν διαθέσιμος με την τιμή PDOP. Ένα χαμηλό DOP υποδεικνύει υψηλότερη πιθανότητα ακρίβειας και ένα υψηλό DOP υποδεικνύει χαμηλότερη πιθανότητα ακρίβειας. Ένας άλλος όρος του PDOP είναι το TDOP (Time Dilution of Precision). Το TDOP αναφέρεται στην μετατόπιση του δορυφορικού ρολογιού Σε έναν δέκτη GPS μπορεί να οριστεί μια παράμετρος γνωστή ως μάσκα PDOP. Αυτό θα κάνει τον δέκτη να αγνοήσει τις δορυφορικές διαμορφώσεις που έχουν PDOP υψηλότερο από το καθορισμένο όριο.
Επιλεκτική Διαθεσιμότητα (SA) :
Η επιλεκτική διαθεσιμότητα συμβαίνει όταν το DOD υποβιβάζει σκόπιμα την ακρίβεια των σημάτων GPS εισάγει τεχνητά σφάλματα ρολογιού και εφέμερης. Κατά την εφαρμογή της SA, ήταν το μεγαλύτερο συστατικό του σφάλματος GPS, το οποίο προκάλεσε σφάλμα έως και 100 μέτρα. Η SA αποτελεί συστατικό στοιχείο της υπηρεσίας Standard Positioning Service (SPS).
Δικαιώματα φωτογραφίας:
