Mikä on maailmanlaajuinen paikannus?

Nykyään luultavasti ei ole henkilöä, joka ei olisi kuullut GPS: stä. Kuitenkaan kaikilla ei ole täysin ymmärrettävää, miltä se on. Tässä artikkelissa yritetään ymmärtää, mikä globaali paikannusjärjestelmä on, mistä se koostuu ja miten se toimii.

tarina

GPS- navigointijärjestelmä on osa Navstar-kompleksia, joka on kehitetty ja toimii Yhdysvaltain puolustusministeriössä. Hanke käynnistettiin vuonna 1973. Ja jo vuoden 1978 alussa, onnistuneen testauksen jälkeen, ne otettiin käyttöön. Vuoteen 1993 mennessä 24 maata lanseerattiin satelliittien ympärille, jotka kattoivat maapallon pinnan. Navstarin sotilasverkoston kansalaisosaa kutsuttiin GPS: ksi, mikä tarkoittaa Global Positoning System ("maailmanlaajuista paikannusjärjestelmää").

Sen pohja koostuu satelliiteista, jotka liikkuvat kuusi pyöreää radan kiertorataa. Leveys on vain puolitoista metriä ja pituus - hieman yli viisi. Paino samanaikaisesti on noin kahdeksansataa neljäkymmentä kiloa. Kaikki tarjoavat täyden työkyvyn missä tahansa maailmassa.

Seuranta tapahtuu Coloradoin osavaltiossa sijaitsevasta pääohjausasemasta . Lentokonehävittäjän perustana on viideskymmenes avaruusyhteys.

Maapallolla on yli kymmenen asemia, jotka on tarkoitettu seurantaan. He ovat Ascension-saarella, Havaijilla, Kwajaleinilla, Diego Garcialla, Colorado Springsillä, Cape Canaveralilla ja muilla paikoilla, joiden määrä kasvaa vuosittain. Kaikki niistä saadut tiedot käsitellään pääasemalla. Tietojen lataaminen tarkistuksilla tehdään 24 tunnin välein.

Tällainen globaali paikannus on Yhdysvaltain puolustusministeriön ylläpitämä satelliittijärjestelmä. Se toimii kaikissa aikakausina ja lähettää jatkuvasti tietoja.

Toiminnan periaate

Globaalit paikannusjärjestelmät GPS toimivat seuraavien komponenttien perusteella:

• Satelliitin trilaterointi;
• Satelliittien vaihtelu;
• Tarkka aikaviite;
• sijainti;
• korjausta.

Tarkastelkaamme niitä tarkemmin.

Trilateraatio ymmärretään kolmen satelliitin datan etäisyyden laskemiseksi, jonka ansiosta tietyn pisteen sijainti voidaan laskea.

Dalmetry tarkoittaa etäisyyttä satelliiteihin laskettuna siitä ajankohdasta, jolloin ne lähetetään radiosignaalille vastaanottimelle ottaen huomioon valon nopeus. Ajan määrittämiseksi syntyy näennäissatunnaiskoodi, jonka ansiosta vastaanotin pystyy korjaamaan viiveen milloin tahansa.

Seuraava indikaattori osoittaa suoran riippuvuuden kellon tarkkuudesta. Satelliitit käyttävät atomikelloa, jonka tarkkuus on jopa yksi nanosekunti. Kuitenkin korkeiden kustannusten vuoksi niitä ei käytetä kaikkialla.

Satelliitit sijaitsevat yli kaksikymmentä tuhannen kilometrin korkeudessa maasta, aivan yhtä paljon kuin tarvitaan kiertoradalle vakaan liikkumisen ja ilmakehän vastuksen kaventumisen kannalta.

Kun maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä toimii, maailmassa tehdään virheitä, joita on vaikea poistaa. Tämä johtuu siitä, että signaali kulkee troosfäärin ja ionosfäärin läpi, jolloin nopeus laskee, mikä johtaa mittausten virhetoimintoihin.

Kartografisen järjestelmän osat

Globaalissa paikannusjärjestelmässä ja GIS-sovelluksissa on monia tuotteita kartoitukseen. Kiitos heille, maantieteelliset tiedot on nopeasti muodostettu ja päivitetty. Näiden tuotteiden komponentit ovat GPS-vastaanottimet, ohjelmistot ja tietojen tallennus.

Vastaanottimet pystyvät tekemään laskelmia, joiden taajuus on alle sekunti ja tarkkuus kymmeniä senttimetrejä viiteen metriin, jotka toimivat differentiaalitilassa. Ne eroavat koosta, muistin koosta ja seurantakanavista.

Kun henkilö seisoo yhdessä paikassa tai liikkuu, vastaanotin vastaanottaa signaaleja satelliiteista ja laskee sen sijainnin. Koordinaattien tulokset näkyvät näytöllä.

Ohjaimet ovat kannettavia tietokoneita, jotka toimivat tietojen keräämisen edellyttämän ohjelmiston valvonnassa. Ohjelmisto seuraa vastaanottimen asetuksia. Asemat ovat erikokoisia ja erilaisia tallennustapoja.

Jokainen järjestelmä on varustettu ohjelmistolla. Kun olet ladannut tiedot asemasta tietokoneeseen, ohjelma lisää tietojen tarkkuutta käyttämällä erityistä käsittelymenetelmää, jota kutsutaan "differentiaaliseksi korjaukseksi". Ohjelmisto visualisoi tiedot. Joitakin niistä voidaan muokata manuaalisessa tilassa, toiset voidaan tulostaa ja niin edelleen.

GPS-maailmanlaajuinen paikannus - järjestelmät, jotka helpottavat tietojen keräämistä tietokantoihin syötettäviksi, ja ohjelmisto vie ne GIS-ohjelmiin.

Differentiaalikorjaus

Tämä menetelmä parantaa merkittävästi kerättyjen tietojen tarkkuutta. Samaan aikaan yksi vastaanottimista on tiettyjen koordinaattien kohdalla ja toinen kerää tietoja, jos ne ovat tuntemattomia.

Differentiaalikorjaus toteutetaan kahdella tavalla.

• Ensimmäinen on differentiaalikorjaus reaaliajassa, jossa pääasemalta lasketaan ja raportoidaan kunkin satelliitin virheet. Mobiilivastaanotin käsittelee hienostuneita tietoja, joka näyttää korjatut tiedot.
• Toinen erotuskorjaus jälkikäsittelyssä tapahtuu, kun pääasema kirjoittaa korjauksia suoraan tietokoneen tiedostolle. Alkuperäinen tiedosto käsitellään yhdessä hienostuneen kanssa, sitten saamme differentiaalisesti säädetyn.

Trimble-kartoitusjärjestelmät voivat käyttää molempia menetelmiä. Näin ollen, jos tila häviää reaaliaikaisesti, on edelleen mahdollista käyttää sitä jälkikäsittelyssä.

hakemus

GPS: tä käytetään eri alueilla. Esimerkiksi alan globaaleja paikannusjärjestelmiä käytetään laajalti luonnonvaroihin, joissa geologit, biologit, metsänhoitajat ja maantieteilijät käyttävät niitä asemien ja lisätietojen tallentamiseen. Se on myös infrastruktuurin ja kaupunkikehityksen kehittämisala, kun liikennevirtoja ja kunnallista järjestelmää valvotaan.

Maataloudessa saatiin laaja sovellus maailmanlaajuisen paikannusjärjestelmän GPS-järjestelmästä, joka kuvailee esimerkiksi kenttien ominaisuuksia. Yhteiskuntatieteissä, historioitsijoissa ja arkeologeissa käytetään niitä historiallisten kohteiden navigointiin ja rekisteriin.

GPS-kartoitusjärjestelmien laajuutta ei ole käytetty loppuun. Niitä voidaan käyttää muissa sovelluksissa, joissa tarvitaan täsmällisiä koordinaatteja, aikaa ja muita tietoja.

GPS-vastaanotin

Tämä radiovastaanotin, joka määrittää antennin sijainnin koordinaatit, perustuu tietoihin Navstar-satelliittien radiosignaalien aikaviiveistä.

Mittaukset muodostuvat kolmen tai viiden metrin tarkkuudella ja jos maa-asemasta on signaali - enintään yksi millimetri. Vanhojen näytteiden kaupallisen tyyppiset GPS-navigaattorit ovat tarkkuus sata-viisikymmentä metriä ja uusia - jopa kolme metriä.

Vastaanottimien, GPS-kirjautujien, GPS-seuranta- ja GPS-navigaattorien perusteella valmistetaan.

Laitteet voivat olla räätälöityjä ja ammattimaisia. Toinen on erinomainen laatu, toimintatilat, taajuudet, navigointijärjestelmät ja hinta.

Käyttäjävastaanottimet pystyvät tarjoamaan tarkat koordinaatit, aika, korkeus, käyttäjän määrittämät suunta, nykyinen nopeus, tieinformaatiot. Tiedot näkyvät puhelimessa tai tietokoneessa, johon laite on liitetty.

GPS-navigaattorit: kartat

Kartat parantavat navigaattorin laatua. Ne ovat vektori- ja rasterityypeitä.

Vektorimuunnoksissa tallennetaan objektien, koordinaattien ja muiden tietojen dataa. Ne voivat sisältää luonteenomaisen ominaisuuden ja paljon esineitä, esimerkiksi hotelleja, huoltoasemia, ravintoloita jne., Koska ne eivät sisällä kuvia, vie vähemmän tilaa ja työskentelevät nopeammin.

Rasterityypit ovat yksinkertaisimmat. Ne edustavat maaston kuvaa maantieteellisten koordinaattien mukaan. Valokuva voidaan ottaa satelliitista tai paperityyppisestä kartasta - skannataan.

Tällä hetkellä on olemassa navigointijärjestelmiä, joita käyttäjä voi täydentää niiden objektien kanssa.

GPS-seuranta

Tällainen radiovastaanotin vastaanottaa ja välittää tietoja seurata ja seurata eri kohteiden liikkumista, johon se on kiinnitetty. Se sisältää vastaanottimen, joka määrittää koordinaatit ja lähettimen, joka lähettää ne käyttäjälle, joka on etäisyydellä.

GPS-seuranta voi olla:

• Henkilökohtainen, käytetty erikseen;
• Automotive, liitettynä laivaverkkoon.

Niitä käytetään määrittämään eri esineiden sijainti (ihmiset, kuljetus, eläimet, tavarat jne.).

Näitä laitteita vastaan voidaan käyttää tukahduttamaan signaaleja, jotka muodostavat häiriöitä niille taajuuksille, joilla seuranta toimii.

GPS-loki

Nämä radiot pystyvät toimimaan kahdessa tilassa:

• Tavanomainen GPS-vastaanotin;
• Logger, kirjoittamalla muistiin tietoja kulkevasta polusta.

Ne voivat olla:

• Kannettava, pieni akku;
• Automobile, joka toimii verkossa.

Nykyaikaisissa mönkijöiden malleissa on mahdollista kirjoittaa jopa kaksisataa tuhatta pistettä. Lisäksi ehdotetaan, että merkitään kaikki kohdat matkalla.

Laitteita käytetään aktiivisesti matkailussa, urheilussa, seurannassa, kartografiassa, geodeissa ja niin edelleen.

Globaali paikannus tänään

Edellä olevien tietojen perusteella voidaan päätellä, että tällaiset järjestelmät ovat jo käytössä kaikissa maissa, ja soveltamisala on yleisempi.

Globaali paikannus kattaa kulutuksen. Viimeisimpien teknisten innovaatioiden avulla järjestelmä on yksi markkinoiden suosituimmista.

Yhdessä GPS: n kanssa Venäjällä GLONASS kehitetään Euroopassa - Galileo.

Samaan aikaan globaali paikannus ei ole ilman sen puutteita. Esimerkiksi betonirakennuksen asuntoon, tunneliin tai kellariin, on mahdotonta määrittää tarkkaa sijaintia. Maassa olevat magneettiset myrskyt ja radiolähteet voivat häiritä normaalia vastaanottoa. Navigaattorit nopeasti vanhentuvat.

Suurin haittapuoli on se, että järjestelmä on täysin riippuvainen Yhdysvaltain puolustusministeriöstä, joka voi milloin tahansa sisältää esimerkiksi häiriöitä tai poistaa siviiliosuuden lainkaan. Siksi on niin tärkeää, että globaalin paikannusjärjestelmän lisäksi kehitetään myös GPS, GLONASS ja Galileo.