Глобальная Система Позиционирования (GPS) — это спутниковая навигационная система, состоящая из сети из 24 спутников, выведенных на орбиту Министерством обороны США. GPS изначально предназначалась для военных приложений, но в 1980-х годах правительство сделало систему доступной для гражданского использования. GPS работает в любых погодных условиях, где бы вы ни находились, 24 часа в сутки. Для использования GPS нет абонентских плат или сборов за настройку.
Как работает GPS?
Спутники Глобальной Системы Позиционирования передают сигналы на оборудование на земле. GPS приемники пассивно принимают спутниковые сигналы; они не передают. GPS приемники требуют незаблокированного обзора неба, поэтому они используются только на открытом воздухе и часто не работают хорошо в лесистых районах или рядом с высокими зданиями. Операции GPS зависят от очень точной временной ссылки, которая предоставляется атомными часами в Обсерватории ВМС США. Каждый спутник GPS имеет атомные часы на борту.
Каждый спутник GPS передает данные, которые указывают его местоположение и текущее время. Все спутники GPS синхронизируют операции так, чтобы эти повторяющиеся сигналы передавались в один и тот же момент. Сигналы, движущиеся со скоростью света, достигают GPS приемника в немного разные моменты времени, потому что некоторые спутники находятся дальше, чем другие. Расстояние до спутников GPS можно определить, оценив время, необходимое для того, чтобы их сигналы достигли приемника. Когда приемник оценивает расстояние до как минимум четырех спутников GPS, он может вычислить свое положение в трех измерениях.
В любое время существует как минимум 24 работающих спутника GPS. Спутники, управляемые ВВС США, вращаются с периодом 12 часов. Наземные станции используются для точного отслеживания орбиты каждого спутника.
Определение Позиции?
GPS приемник “знает” местоположение спутников, потому что эта информация включена в спутниковые передачи. Оценив, как далеко находится спутник, приемник также “знает”, что он расположен где-то на поверхности воображаемой сферы, центрированной на спутнике. Затем он определяет размеры нескольких сфер, по одной для каждого спутника. Приемник находится там, где эти сферы пересекаются.
Насколько точен GPS?
GPS одновременно отвечает на пять вопросов:
“Где я?”
“Куда я иду?”
“Где ты?”
“Какой лучший способ добраться туда?”
”Когда я туда доберусь?”
GPS — это единственная система сегодня, которая может показать ваше точное местоположение на Земле в любое время, в любую погоду, независимо от того, где вы находитесь!
Точность позиции, определенной с помощью GPS, зависит от типа приемника. Большинство портативных GPS устройств имеют точность около 10-20 метров. Другие типы приемников используют метод, называемый Дифференциальным GPS (DGPS), для получения гораздо большей точности. DGPS требует дополнительного приемника, установленного в известном месте поблизости. Наблюдения, сделанные стационарным приемником, используются для коррекции позиций, записанных подвижными устройствами, что дает точность более 1 метра.
Когда система была создана, в передачи GPS были вставлены ошибки времени, чтобы ограничить точность невоенных GPS приемников до примерно 100 метров. Эта часть операций GPS, называемая Избирательной Доступностью, была устранена в мае 2000 года.
Развитие GPS:
GPS была разработана военными США. Концепция начала формироваться в конце 60-х, но первый спутник был запущен только в феврале 1978 года. В 1989 году компания Magellan Corp. представила первый портативный GPS приемник. В 1992 году GPS использовалась в операции ’Буря в пустыне». В марте 1996 года Президент решил сделать GPS бесплатной для гражданских пользователей.
Описание системы GPS:
GPS состоит из трех сегментов:
Космический сегмент сейчас состоит из 28 спутников, каждый из которых находится на своей орбите на высоте около 11,000 морских миль над Землей.
Пользовательский сегмент состоит из приемников, которые вы можете держать в руке или устанавливать в своем автомобиле.
Контрольный сегмент состоит из наземных станций (пять из них, расположенные по всему миру), которые следят за правильной работой спутников.
сегменты системы gps
GPS для гражданского использования
Сначала военные не хотели позволять гражданским использовать GPS, опасаясь, что контрабандисты, террористы или враждебные силы будут его использовать. Наконец, под давлением компаний, которые производили оборудование, Министерство обороны сделало GPS доступным для невоенных целей с некоторыми ограничениями. 1 мая 2000 года президент Клинтон снял ограничения и объявил, что возможность ухудшения гражданских GPS-сигналов в экстренных ситуациях будет отменена к 2010 году. Федеральное правительство обязуется предоставлять технологии GPS для мирного использования на мировом уровне бесплатно.