Sistemul GPS (Global Positioning System) a fost dezvoltat la sfârșitul anilor șaptezeci ai secolului trecut. Clientul a fost Departamentul Apărării al SUA. La câțiva ani după lansare, sistemul a fost deschis pentru utilizare civilă. Numele său oficial este NAVSTAR - sistem NAVIGATION cu Timing And Ranging - sistem de navigație pentru determinarea timpului și gamei.
Principiul de bază al funcționării sistemului constă în utilizarea de sateliți care sunt în mod constant în orbită în jurul pământului, transmiterea semnalelor de ancorare. Există cel puțin 24 de astfel de sateliți. De obicei există mai multe dintre ele, unele dintre ele fiind în rezervă în același timp. Dacă este necesar, sateliții sunt înlocuiți cu noi. Durata de viață a fiecăruia este de aproximativ 10 ani. Satelitul cântărește aproximativ 1 tonă și are o arie de "aripi" (celule solare) de aproximativ 5 metri. Sateliți de șase orbite care se rotesc la o altitudine de aproximativ 18.000 km, cu o perioadă orbitală de 12 ore. Sistemul este gestionat de mai multe stații de urmărire a solului situate pe insule tropicale și controlate de punctul de control central din Colorado Springs (SUA). Înclinarea orbitelor la ecuatorul Pământului este de 55 de grade, unghiul dintre planurile orbitelor este de 60 de grade.
Poziția receptorului GPS se calculează pe baza măsurării întârzierii în trecerea unui semnal radio de la mai mulți sateliți și calculul coordonatelor geografice și altitudinii bazate pe aceste măsurători. Semnalul fiecărui satelit conține un cod pseudo-aleator (PRN - Codul PseudoRandom Number), ephemeris (ephimeris) și almanah (almanah). Codul pseudo-aleator serveste pentru a identifica sursa de satelit a semnalului.
Ephemeride - coordonatele acestui satelit în spațiul apropiat de Pământ. Acestea sunt transmise către satelit de la centrul de control.
Almanah - conține date despre locul în care sateliții ar trebui să fie în prezent și despre starea lor de lucru sau nu.
Acest set de date este transmis prin satelit cu o frecvență înaltă. Pentru a determina locația sa, electronica receptorului GPS calculează diferența dintre timpul de trimitere a semnalului de la satelit cu timpul în care a fost recepționat pe Pământ. Prin această diferență se calculează distanța până la un anumit satelit. Baza pentru ideea de a determina coordonatele receptorului GPS este calculul distanței de la el la mai mulți sateliți, locația căreia este considerată cunoscută (aceste date sunt conținute în almanahul primit de la satelit). În geodezie, metoda de calcul al poziției unui obiect prin măsurarea distanței de la punctele cu coordonate date este utilizată pentru triangulare.
Evident, semnalul unui satelit nu este suficient pentru a determina localizarea acestuia - este posibil să găsim undeva pe suprafața unei sfere cu o rază calculată. Pentru doi sateliți, locul este deja definit ca linia de intersecție a două sfere - în general, este un anumit cerc. Teoretic, trei sateliți sunt deja suficienți - calculele vor oferi două puncte posibile, dintre care unul va fi situat deasupra nivelului mării și va fi, prin urmare, aruncat. Cu toate acestea, de fapt, distanța este calculată cu o anumită eroare, efectul acesteia fiind mai mare, cu atât sunt mai mici unghiurile dintre direcțiile succesorului și sateliții. Eroarea în determinarea coordonatelor este corectată prin calcularea semnalelor altor sateliți. Cu cât mai mulți sateliți folosesc receptorul, cu atât mai exactă poate fi determinată locația acestuia.
Până în prezent, sistemul GPS este utilizat pe scară largă în scopuri de navigație și în scop cartografic, având în vedere stabilitatea și durata lungă de funcționare a acestuia. Cu toate acestea, trebuie să ne amintim că chiar și acest sistem este controlat de departamentul militar al unei țări - Statele Unite. În prezent, există o desfășurare activă a sistemelor de satelit alternative similare - GLONASS rusesc și Galileo european. Este promisiunea de a crea dispozitive care să utilizeze simultan toate sistemele pentru poziționarea mai exactă în spațiu.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: