Ngayon, malamang, walang taong hindi nakarinig tungkol sa GPS. Gayunpaman, hindi lahat ay may kumpletong pag-unawa sa kung ano ito. Sa artikulong susubukan naming malaman kung ano ang global positioning system, kung ano ang binubuo nito at kung paano ito gumagana.
Kasaysayan
Ang GPS navigation system ay bahagi ng Navstar complex, na binuo at pinamamahalaan ng US Department of Defense. Ang proyekto ng complex ay nagsimulang ipatupad noong 1973. At sa simula ng 1978, pagkatapos ng matagumpay na pagsubok, inilagay nila ito sa operasyon. Noong 1993, 24 na satellite ang nailunsad sa paligid ng Earth, na ganap na sumasakop sa ibabaw ng ating planeta. Ang sibilyang bahagi ng network ng militar ng Navstar ay nakilala bilang GPS, na nangangahulugang Global Positioning System ("global positioning system").
Ang base nito ay binubuo ng mga satellite na gumagalaw sa anim na pabilog na orbit. Ang mga ito ay isa at kalahating metro lamang ang lapad, at higit sa limang metro ang haba. Ang bigat sa kasong ito ay halos walong daan at apatnapung kilo. Lahat sila ay nagbibigay ng ganap na pagganap saanman sa ating planeta.
Isinasagawa ang pagsubaybay mula sa pangunahing istasyon ng kontrol, na matatagpuan sa estado ng Colorado. Nariyan ang Schriver Air Force Base - ang ikalimampung puwersa ng kalawakan.
May mahigit sampung istasyon ng pagsubaybay sa Earth. Matatagpuan ang mga ito sa Ascension Island, Hawaii, Kwajalein, Diego Garcia, Colorado Springs, Cape Canaveral at iba pang mga lugar, na ang bilang nito ay lumalaki bawat taon. Ang lahat ng impormasyong natanggap mula sa kanila ay pinoproseso sa pangunahing istasyon. Ina-upload ang na-update na data tuwing dalawampu't apat na oras.
Ang global positioning na ito ay isang satellite system na pinapatakbo ng US Department of Defense. Gumagana ito sa anumang panahon at patuloy na nagpapadala ng impormasyon.
Prinsipyo sa pagpapatakbo
Gumagana ang mga global positioning system ng GPS batay sa mga sumusunod na bahagi:
- satellite trilateration;
- satellite ranging;
- eksaktong sanggunian sa oras;
- lokasyon;
- pagwawasto.
Suriin natin silang mabuti.
Ang Trilateration ay ang pagkalkula ng distansya ng data ng tatlong satellite, salamat kung saan posibleng kalkulahin ang lokasyon ng isang partikular na punto.
Ang ibig sabihin ng Ranging ay ang distansya sa mga satellite, na kinakalkula ayon sa oras na aabutin ng signal ng radyo mula sa kanila patungo sa receiver, na isinasaalang-alang ang bilis ng liwanag. Upang matukoy ang oras, bubuo ng pseudo-random code, salamat sa kung saan naaayos ng receiver ang pagkaantala anumang oras.
Ang sumusunod na figure ay nagpapahiwatig ng direktangdepende sa katumpakan ng orasan. Ang mga satellite ay may mga atomic na orasan na tumpak sa isang nanosecond. Gayunpaman, dahil sa kanilang mataas na halaga, hindi sila ginagamit sa lahat ng dako.
Matatagpuan ang mga satellite sa isang altitude na mahigit dalawampung libong kilometro mula sa Earth, kasing dami ng kinakailangan para sa matatag na paggalaw sa orbit at pagpapaliit ng atmospheric resistance.
Sa panahon ng pagpapatakbo ng global positioning system sa mundo, nagkakaroon ng mga error na mahirap alisin. Ito ay dahil sa pagdaan ng signal sa troposphere at ionosphere, kung saan bumababa ang bilis, na humahantong sa mga pagkabigo sa pagsukat.
Mga bahagi ng isang mapping system
Maraming produkto ng global positioning system at GIS mapping application. Salamat sa kanila, mabilis na nabuo at na-update ang geographic na data. Ang mga bahagi ng mga produktong ito ay mga GPS receiver, software at data storage device.
Ang mga receiver ay makakagawa ng mga kalkulasyon na may dalas na mas mababa sa isang segundo at isang katumpakan ng sampu-sampung sentimetro hanggang limang metro, na gumagana sa differential mode. Magkaiba sila sa bawat isa sa laki, kapasidad ng memorya at bilang ng mga tracking channel.
Habang ang isang tao ay nakatayo sa isang lugar o gumagalaw, ang receiver ay tumatanggap ng mga signal mula sa mga satellite at gumagawa ng kalkulasyon tungkol sa lokasyon nito. Ang mga resulta sa anyo ng mga coordinate ay ipinapakita sa display.
Ang Controller ay mga portable na computer na nagpapatakbo ng software na kailangan para mangolekta ng data. Kinokontrol ng software ang mga setting ng receiver. May mga driveiba't ibang dimensyon at uri ng pag-record ng data.
Ang bawat system ay nilagyan ng software. Pagkatapos mong mag-upload ng impormasyon mula sa drive papunta sa iyong computer, pinapataas ng program ang katumpakan ng data gamit ang isang espesyal na paraan ng pagproseso na tinatawag na "differential correction". Ang software ay nagpapakita ng data. Ang ilan sa mga ito ay maaaring manu-manong i-edit, ang iba ay maaaring i-print, at iba pa.
GPS global positioning - mga system na tumutulong sa pagkolekta ng impormasyon para sa pagpasok sa mga database, at ini-export ng software ang mga ito sa mga GIS program.
Differential correction
Ang paraang ito ay makabuluhang nagpapabuti sa katumpakan ng mga nakolektang data. Sa kasong ito, ang isa sa mga receiver ay matatagpuan sa isang punto ng ilang partikular na coordinate, at ang isa ay nangongolekta ng impormasyon kung saan hindi sila kilala.
Ipinatupad ang differential correction sa dalawang paraan.
- Ang una ay ang real-time na differential correction, kung saan ang mga error ng bawat satellite ay kinakalkula at iniuulat ng pangunahing istasyon. Ang na-update na data ay natanggap ng rover, na nagpapakita ng naitama na data.
- Ang pangalawa - differential correction sa post-processing - nagaganap kapag ang pangunahing istasyon ay direktang nagsusulat ng mga pagwawasto sa isang file sa computer. Pinoproseso ang orihinal na file kasama ng na-update, pagkatapos ay kukuha ng differentially corrected.
Trimble mapping system ay may kakayahang gamitin ang parehong paraan. Kaya, kung maaantala ang real-time mode, mananatiling posible itong gamitin sa post-processing.
Application
GPSinilapat sa iba't ibang lugar. Halimbawa, malawakang ginagamit ang mga global positioning system sa industriya ng likas na yaman, kung saan ginagamit ng mga geologist, biologist, forester, at geographer ang mga ito upang magtala ng mga posisyon at karagdagang impormasyon. Isa rin itong lugar ng imprastraktura at pag-unlad ng lungsod kung saan kinokontrol ang daloy ng trapiko at sistema ng utility.
Ang GPS-systems ng global positioning ay malawakang ginagamit din sa agrikultura, na naglalarawan, halimbawa, sa mga tampok ng mga patlang. Sa mga agham panlipunan, ginagamit ito ng mga istoryador at arkeologo upang mag-navigate at magtala ng mga makasaysayang lugar.
Ang saklaw ng mga GPS mapping system ay hindi limitado dito. Magagamit ang mga ito sa anumang iba pang application kung saan kailangan ang mga tumpak na coordinate, oras at iba pang impormasyon.
GPS receiver
Ito ay isang radio receiver na tumutukoy sa posisyon ng antenna batay sa impormasyon tungkol sa mga pagkaantala ng oras ng mga signal ng radyo mula sa mga satellite ng Navstar.
Ang mga sukat ay nabuo na may katumpakan na tatlo hanggang limang metro, at kung mayroong signal mula sa isang ground station - hanggang sa isang milimetro. Ang mga komersyal na uri ng GPS navigator sa mga lumang sample ay may katumpakan na isang daan at limampung metro, at sa mga bago - hanggang tatlong metro.
Batay sa mga receiver, GPS logger, GPS tracker at GPS navigator ay ginawa.
Ang kagamitan ay maaaring custom o propesyonal. Pangalawanaiiba sa kalidad, operating mode, frequency, navigation system at presyo.
Ang mga custom na receiver ay may kakayahang mag-ulat ng mga tumpak na coordinate, oras, altitude, heading na tinukoy ng user, kasalukuyang bilis, impormasyon sa kalsada. Ang impormasyon ay ipinapakita sa telepono o computer kung saan nakakonekta ang device.
GPS navigators: mapa
Mapagpapabuti ng kalidad ng navigator. Dumating ang mga ito sa mga uri ng vector at raster.
Ang Vector variant ay nag-iimbak ng data tungkol sa mga bagay, coordinate at iba pang impormasyon. Maaari silang magtampok ng natural na lupain at maraming bagay gaya ng mga hotel, gasolinahan, restaurant, atbp., dahil hindi naglalaman ang mga ito ng mga larawan, kumukuha ng mas kaunting espasyo at mas mabilis na gumagana.
Mga uri ng raster ang pinakasimple. Kinakatawan nila ang isang imahe ng lugar sa mga geographic na coordinate. Maaaring kumuha ng satellite na larawan o mapa ng uri ng papel - na-scan.
Sa kasalukuyan, may mga navigation system na maaaring idagdag ng user sa kanilang mga bagay.
GPS tracker
Ang naturang radio receiver ay tumatanggap at nagpapadala ng data upang kontrolin at subaybayan ang mga paggalaw ng iba't ibang bagay kung saan ito nakakabit. Kabilang dito ang isang receiver na tumutukoy sa mga coordinate, at isang transmitter na nagpapadala sa kanila sa isang user na matatagpuan sa malayo.
Papasok ang mga GPS tracker:
- personal, ginamit nang paisa-isa;
- sasakyan, nakakonekta sa onboardmga auto network.
Ginagamit ang mga ito upang matukoy ang lokasyon ng iba't ibang bagay (mga tao, sasakyan, hayop, kalakal, at iba pa).
Maaaring gamitin ang mga device na ito para sugpuin ang mga signal na bumubuo ng interference sa mga frequency kung saan gumagana ang tracker.
GPS-logger
Ang mga radyong ito ay may kakayahang gumana sa dalawang mode:
- regular GPS receiver;
- logger, pagtatala ng impormasyon tungkol sa landas na tinahak.
Maaari silang maging:
- portable, nilagyan ng maliit na laki na rechargeable na baterya;
- sasakyan, pinapagana ng on-board network.
Sa mga modernong modelo ng mga logger, posibleng magtala ng hanggang dalawang daang libong puntos. Iminumungkahi din na markahan ang anumang mga punto sa iyong daan.
Aktibong ginagamit ang mga device sa turismo, palakasan, pagsubaybay, cartography, geodesy at iba pa.
Global positioning ngayon
Batay sa impormasyong ibinigay, mahihinuha na ang mga ganitong sistema ay ginagamit na kahit saan, at mas laganap ang saklaw.
Sakop ng global positioning ang sektor ng consumer. Ang paggamit ng mga pinakabagong teknikal na inobasyon ay ginagawang isa ang system sa pinaka hinahangad sa segment ng market na ito.
Kasama ang GPS, ang GLONASS ay binuo sa Russia, at Galileo sa Europe.
Kasabay nito, ang pandaigdigang pagpoposisyon ay walang mga kakulangan nito. Halimbawa, sa isang apartment ng isang reinforced concrete building, sa isang tunnel o basement, matukoy ang eksaktong lokasyonimposible. Ang mga magnetikong bagyo at mga mapagkukunan ng radyo sa lupa ay maaaring makagambala sa normal na pagtanggap. Mabilis na luma na ang mga mapa ng nabigasyon.
Ang pinakamalaking disbentaha ay ang sistema ay ganap na umaasa sa US Department of Defense, na anumang oras ay maaaring, halimbawa, i-on ang interference o patayin ang bahaging sibilyan nang buo. Samakatuwid, napakahalaga na bilang karagdagan sa global positioning system GPS at GLONASS, at Galileo ay umuunlad din.
