Nu căutați colectiv unitatea, ci mai mult - în uniformitatea separării.
Kozma Prutkov.
"Fructe de meditație"
Adesea, chiar și cele mai complexe sisteme se bazează pe idei destul de simple. Sistemele de radionavigație prin satelit nu fac excepție. Să luăm în considerare câteva idei de bază.
A - locația pe distanțe față de sateliți. Cunoscând coordonatele sateliților de navigație și cunoașterea măsurării distanței față de ele, determinarea coordonatelor observatorului este o chestiune de tehnică. De exemplu, dacă știm că de la noi la un satelit de navigație, să zicem, 11 mii. Km, înseamnă că suntem undeva pe o sferă imaginară cu o rază de 11 mii. Km cu centrul coincide cu satelitul. În cazul în care, în același timp, distanța până la un alt satelit este de 12 mii. Km, este locația noastră va fi undeva pe cerc, care este intersecția a două astfel de zone. În cele din urmă, cunoașterea gamei de al treilea satelit pentru a reduce numărul de puncte posibile de locația noastră la două, dintre care una va fi undeva departe în spațiu (și o respingem), iar celălalt - pe teren, de lângă noi.
B - măsurarea distanței față de satelit. Adevărul școlii spune: "distanța este viteza înmulțită cu timpul mișcării". Recepționează receptorul și funcționează. Ea măsoară timpul pentru care semnalul radio vine de la satelit către noi și apoi calculează distanța de la acest satelit. Principala dificultate în măsurarea timpului de trecere a unui semnal radio este alocarea exactă a momentului transmisiei sale de la satelit. Pentru a face acest lucru, aceeași secvență de coduri este generată pe satelit și în receptor în același timp. Acum rămâne doar să comparăm timpul de nepotrivire, să îl înmulțim cu viteza de propagare a undelor radio și, se pare, să fie cazul pălăriei. Cu toate acestea, dacă satelitul și receptorul au o discrepanță de timp în doar o sută de secundă, eroarea de măsurare a distanței va fi de aproximativ 3 mii km!
B - calendarul perfect. Pentru a evita astfel de erori, instalați ceasurile atomice prin satelit, a cărei exactitate este un nanosecunde, iar costul - sute de mii de dolari. A avea același ceas în receptor este prea scumpă. Cu toate acestea, puteți gestiona și ore simple, dacă măsurați intervalul nu este de până la trei, dar până la patru sateliți. În acest caz, patru măsurători inexacte (cu ceasuri "detuned") fac posibilă excluderea compensării relative a scalei de timp a receptorului. Și iată cum. Să presupunem că un receptor de ceas imperfect, fără a verifica cu un singur sistem de navigație de timp, și în spatele ei, de exemplu, o jumătate de secundă. Dacă măsurăm trecerea timpului a semnalului de la patru sateliți, și de a primi false sau pseudo până la ei, se dovedește că sfera imaginară cu o rază corespunzătoare acestei pseudo nu se intersectează la un moment dat. Apoi, pentru a clarifica intervalele receptorului adaugă computerul la toate măsurătorile (sau scade), un anumit unul și același interval de timp, atâta timp cât el găsește o soluție în cazul în care toate cele patru sfere imaginare se intersectează la un moment dat.
D - determinarea poziției satelitului în spațiul cosmic. Pentru ca toate cele de mai sus să fie efectuate cu succes, este necesar să se cunoască exact locația fiecărui satelit de navigație. Pentru aceasta, în primul rând, sateliții sunt lansați în orbite înalte (aproximativ 20 mii km), unde mișcarea este stabilă și previzibilă cu mare precizie. În al doilea rând, modificările minore ale orbitelor sunt monitorizate în mod constant. În acest caz, informațiile despre poziția satelitului sunt înregistrate în memoria calculatorului de la bord și apoi transmise către receptor împreună cu secvența de cod.
D - corectarea întârzierilor semnalului. Indiferent cât de perfect este sistemul, există mai multe surse de inexactități, care sunt foarte greu de evitat. Cele mai semnificative dintre ele apar atunci când semnalul radio este întârziat în ionosferă (stratul de particule încărcate la o altitudine de 120-200 km) și troposfera (8-18 km) a Pământului. Amploarea întârzierilor variază și depinde de activitatea solară și de condițiile meteorologice. Există două metode pe care le puteți utiliza pentru a face eroarea minimă. În primul rând, putem prezice care este modificarea tipică a vitezei de propagare a undelor radio într-o zi normală, în condiții ionosferice medii și apoi introducerea unei corectări a măsurătorilor. Dar, din păcate, nu în fiecare zi este obișnuită. O altă modalitate este folosirea a două frecvențe purtătoare. Prin diferența dintre întârzierile celor două semnale de frecvență diferite, nu este dificil să aflăm amploarea decelerației vitezei luminii din atmosferă.
Sistemul global de poziționare (GPS) se traduce ca un sistem global de poziționare. Termenul "poziționare" este mai larg cu privire la termenul "locație". Poziționarea în plus față de determinarea coordonatelor include definirea vectorului de viteză al unui obiect în mișcare. Numele complet al sistemului GPS Navstar (sistem de navigație cu timp și lungime) este un sistem de navigație bazat pe măsurători de timp și distanță.
GPS-ul este format din trei părți: segmentul spațial, segmentul de control și monitorizare și segmentul de utilizatori. Segmentul de satelit constă dintr-o constelație de sateliți care funcționează în epoca observărilor. Segmentul de control și monitorizare conține posturile principale de control și monitorizare, stațiile de urmărire prin satelit și stațiile de informații de pe calculatoarele de la bord ale sateliților. Un segment de utilizator este o colecție de receptoare de satelit care sunt în funcțiune.
În mod nominal, în fiecare moment al timpului există 24 de sateliți de lucru, care sunt distribuite pe șase orbite circulare. În fiecare orbită, astfel, există patru sateliți. Planurile orbitelor sunt separate prin longitudine cu 60 de grade. Înclinarea planului orbitei pe planul ecuatorului este de 53 de grade. Distanța dintre sateliți și suprafața Pământului este de 20,2 mii kilometri. La o asemenea altitudine a orbitei, perioada de revoluție este egală cu jumătate din ziua stelară. Observatorul este confortabil. Știe că dacă astăzi, într-un astfel de moment, satelitul se află într-un astfel de punct și pe cer, atunci exact același satelit va fi aproximativ același într-o zi. Este convenabil să planificați observațiile. Echipamentele cele mai scumpe ale sateliților sunt standardele frecvenței atomice, care asigură precizia nanosecundă a ceasului de zbor.
Apoi, datele sunt transferate la una din cele trei stații de sol pentru stocarea informațiilor în memoria computerelor de la bord. Cinci stații de urmărire a sateliților, distribuite uniform în întreaga lume, la fiecare 1,5 secunde determină intervalul pentru toți sateliții deasupra orizontului. Datele de urmărire sunt transmise către stația principală de control și monitorizare.
Tipul sistemului de semnale.
cerințe privind transmiterea simultană cu privire la domeniul de temperatura și viteza nu este posibil, cu structura de semnal simplu și, prin urmare, acceptabil pentru astfel de măsurători este de a utiliza semnale de zgomot cum ar fi, cum ar fi secvența pseudo-aleatoare de impulsuri. O imagine simplificată a acestui semnal este prezentată în figură. Aici, faza a purtătorului de înaltă frecvență modulate de un cod de navigație, care include un cod care variază (funcția de autocorelație are un vârf foarte ascuțit) și un cod binar deasupra capului. Acest principiu de formare a unui semnal de sistem permite să măsoare deplasarea Doppler a frecvenței purtătoare pentru a determina viteza, iar elementele de întârziere ale codului variind - intervalul de la satelit, în care codul de serviciu poartă informații auxiliare (efemeridele prin satelit, sistemul almanah și altele.) Necesar pentru a opera navigarea receptor.
Trimiteți-le prietenilor: