Američka počeo GPS projekt 1973. godine u prevladavanju ograničenja prethodnih navigacijskih sustava, [2] integriranje ideje iz nekoliko prethodnika, uključujući i veliki broj povjerljivih inženjering dizajn studija iz 1960-ih. US Department of Defense (DoD) razvio sustav, koji je izvorno koristi 24 satelita. To je počeo djelovati 1995. Roger L. Easton , Ivan A. Dobivanje i Bradford Parkinsonove od Laboratorija za primijenjenu fiziku zaslužni za to izmišljanje. [3]
Napredak u tehnologiji i novi zahtjevi na postojećem sustavu sada su doveli do ciljem modernizacije GPS i implementirati sljedeću generaciju GPS Block IIIA satelita i Next Generation operativnu kontrolu sustava (OCX). [4] najave iz potpredsjednik Al Gore i Bijela kuća je u 1998. godini pokrenuo ove promjene. U 2000, američki Kongres odobrio je napor modernizaciju, GPS III .
Uz GPS, drugi sustavi su u uporabi ili u razvoju. Ruska Global Navigation Satellite System ( GLONASS ) je razvijen istovremeno s GPS-om, ali je patio od nepotpune pokrivenosti svijeta sve do sredine 2000-ih. [5] Tu su i planirani Europska unija Galileo sustav pozicioniranja , Kina je Beidou navigaciju satelitski sustav je Japanski Kvazi-Zenith satelitski sustav , a Indija indijski Regionalni navigaciju satelitski sustav .
Povijest [ uredi ]
Dizajn GPS se temelji djelomično na sličnim radio-navigacijskih sustava na tlu, kao što su Loran i Decca Navigator , razvijena u ranim 1940-ih, a koji se koriste od strane britanske kraljevske mornarice tijekom Drugog svjetskog rata .
Godine 1956., njemački-američki fizičar Friedwardt Winterberg [6] predložio je test opće relativnosti - otkrivanjem vrijeme usporavanja u jakom gravitacijskom polju pomoću preciznih atomskih satova smještene u orbiti unutar umjetnih satelita.
Posebna i opća teorija relativnosti predviđa da su satovi na GPS satelita će se vidjeti od strane promatrača na Zemlji za pokretanje 38 mikrosekundi brže po danu od satova na Zemlji. GPS izračunati pozicije brzo bi se besciljno u poruci, gomilaju do 10 kilometara na dan. Relativistička vrijeme Učinak GPS satova trčanje brže od satova na Zemlji je korigiran za u dizajnu GPS-a. [7]
Prethodnici [ uredi ]
Sovjetski Savez lansirao prvi umjetan satelit, Sputnik 1 , u 1957. dva američka fizičara, William Guier i George Weiffenbachovog , na Johns Hopkins je Laboratorija za primijenjenu fiziku (APL), odlučio je pratiti Sputnik je odašiljati. [8] Nekoliko sati su shvatio da je, zbog Dopplerovog efekta , mogli točno odrediti gdje je satelit bio u svojoj putanji. Direktor APL im je pristup njihovoj UNIVAC raditi teške proračune.
Sljedećeg proljeća, Frank McClure, zamjenik ravnatelja APL, pitao Guier i Weiffenbachovog istražiti obrnuti problem - ističući položaj korisnika, s obzirom da je od satelita. (U to vrijeme, mornarica je u razvoju podvodnog pokrenuta Polaris projektil, koji ih je potrebno poznavati položaj podmornice a.) To ih i Api vodio za razvoj tranzitnog sustava. [9] Godine 1959. ARPA (preimenovan DARPA 1972) također igrao ulogu u tranzitu. [10] [11] [12]
Službeni logo za Navstar GPS
Grb od 50. Space Wing
Prvi satelitski navigacijski sustav, TRANSIT, koristi United States Navy , bio je prvi put uspješno testiran u 1960. [13] Ona koristi konstelaciju od pet satelita i mogao pružiti navigacijske popraviti otprilike jednom u sat vremena.
Godine 1967. američka mornarica razvila timation satelit koji se pokazao mogućnost da postavite točne satove u prostoru, tehnologija zahtijeva GPS.
U 1970-ih, u prizemlju se temelji OMEGA navigacijski sustav, temeljen na usporedbi faze prijenosa signala od parova postaja, [14] je postao prvi svjetski sustav. Ograničenja tih sustava vozio potrebu za više univerzalnog navigaciju rješenje s većom točnošću.
Iako je bilo široke potrebe za preciznu navigaciju u vojnim i civilnim sektorima, gotovo nitko od onih koji je vide kao opravdanje za milijarde dolara da bi cijene u istraživanje, razvoj, implementaciju i rad za konstelacije navigacijskih satelita. Tijekom hladnog rata utrke u naoružanju , nuklearna prijetnja postojanju SAD bio je onaj potreba da nije opravdao taj trošak u pogledu Kongresa SAD. Ovaj zastrašujući efekt je razlog zašto je financiran GPS. To je ujedno i razlog za ultra tajnosti u to vrijeme. Nuklearna trijada sastojala se od američke mornarice podmorskih pokrenula balističkih projektila (SLBMs) zajedno sa Sjedinjenim Državama Air Force (USAF) strateških bombardera i interkontinentalnih balističkih raketa (ICBM). Smatra od vitalnog značaja za nuklearno odvraćanje držanje, točno određivanje SLBM lansiranja položaju bio sila množitelj .
Precizna navigacija omogućila bi Sjedinjene Države balističkih projektila podmornice kako bi dobili točne popraviti svoje pozicije prije nego što su pokrenuli svoje SLBMs. [15] USAF, s dvije trećine nuklearne trijade, također je imao uvjete za više precizan i pouzdan navigacijski sustav. Mornarica i Zračne snage su u razvoju vlastite tehnologije paralelno riješiti ono što je u suštini isti problem.
Za povećanje preživljavanja ICBM, bilo je prijedloga da koriste mobilne lansirne platforme (kao što su ruski SS-24 i SS-25 ) i stoga je potrebno popraviti lansirati poziciju imao sličnosti sa SLBM situaciji.
U 1960, Air Force predložila radio-navigacijski sustav koji se zove MOZAIK (mobilni sustav za precizno ICBM Control) koji je u biti 3-D Loran . Nastavak na studije, projekt 57, je radio 1963. godine i to je bio "u ovom istraživanju koje je GPS koncept rođen." Iste godine, koncept proveden onako kako je projekt 621B, koji je imao "mnogi od atributa koji sada vidite u GPS" [16] i obećao veću točnost za bombardera ratnog zrakoplovstva, kao i ICBM.
Ažuriranja od tranzita sustava mornarice bili su prespori za visoke brzine rada ratnog zrakoplovstva. The Naval Research Laboratory nastavila napredak sa svojim timation (vrijeme plovidbe) satelita, prvi put lansiran 1967. godine, a treći 1974. koji nosi prvi atomski sat u orbiti. [17]
Druga važna preteča GPS dolazi iz različite grane SAD-vojske. U 1964., United States Army kruži prvi u slijedu uspoređivanje raspona ( SECOR ) satelita koji se koristi za geodetske izmjere. [18] SECOR sustavu za tri ground-based odašiljače s poznatim lokacijama koje će poslati signale da satelitskog transpondera u orbiti. Četvrti kopnenih postaja, na neodređeno mjesto, a zatim koristiti te signale kako bi riješili svoje mjesto precizno. Posljednji SECOR satelit je lansiran 1969. godine [19]
Desetljeća kasnije, u ranim godinama GPS-a, civilne izmjere je postao jedan od prvih područja na korištenje nove tehnologije, jer su inspektori mogu žeti koristi od signala iz manje-nego-kompletan GPS zviježđu godina prije nego što je proglašen operativnim. GPS se može shvatiti kao evolucije SECOR sustava u kojem na tlu odašiljači su bili doselili u orbitu.
Razvoj [ uredi ]
S tim paralelnim kretanjima u 1960, on je shvatio da je superioran sustav bi se mogao razviti sintezu najbolje tehnologije iz 621B, Transit, timation i SECOR u programu multi-service.
Tijekom rada dan vikenda u 1973, sastanak oko dvanaest vojnih časnika u Pentagonu razgovaralo stvaranje obrane Navigation Satellite System (DNSS). To je u ovom susretu da je pravi sintezu koja je postala GPS je stvorena. Kasnije te godine, DNSS Program je nazvan Navstar ili navigacijski sustav Korištenje Timing i rangiranje. [20] S pojedini sateliti biti povezan s imenom Navstar (kao i kod prethodnika Transit i timation), više u potpunosti obuhvaća naziv korišten je za prepoznati zviježđe Navstar satelita, Navstar-GPS. [21] Deset " Block i " prototip sateliti lansirani su između 1978. i 1985. godine (s jednim prototip bude uništen u lansiranje neuspjeh). [22]
Nakon Korean Air Lines Flight 007 , a Boeing 747 koji nosi 269 ljudi, srušen je 1983. godine nakon što lutaju u SSSR- zabranjeno zračnog prostora , [23] u blizini Sahalin i Moneron otocima , predsjednik Ronald Reagan izdao direktivu izradu GPS dostupan za civilnu upotrebu, nakon što je dostatno razvijena, kao opće dobro. [24] prvi blok II satelit je lansiran 14. veljače 1989., [25] a 24. satelit je lansiran 1994. godine troškovima GPS program u ovom trenutku, ne uključujući trošak korisnika opreme, ali uključujući troškove satelitskih lansiranja, procijenjena je na oko USD $ 5000000000 (tada godišnje dolara). [26] Roger L. Easton naširoko je zaslužan kao primarni izumitelj GPS.
U početku, najkvalitetniji signal bio je rezerviran za vojnu uporabu, a signal dostupan za civilnu uporabu namjerno degradiran ( selektivne dostupnosti ). To se promijenilo s predsjednikom Bill Clinton potpisivanja direktive politike u 1996. godini za isključivanje selektivne dostupnosti u svibnju 2000. kako bi osigurao istu preciznost na civile koji je dala u vojsku. Direktiva je predložen od strane američkog ministra obrane, William Perry , jer je rašireno rasta diferencijalne GPS usluge za poboljšanje civilnu točnost i eliminirati vojnu prednost SAD-a. Osim toga, američka vojska je aktivno razvija tehnologije uskratiti GPS uslugu potencijalnim protivnika na regionalnoj osnovi. [27]
Od raspoređivanja, SAD je uveo nekoliko poboljšanja GPS uslugu, uključujući nove signale za civilnu uporabu i povećanu točnost i cjelovitost za sve korisnike, cijelo vrijeme zadržavajući kompatibilnost s postojećim GPS opreme. Modernizacija satelitskog sustava je u tijeku inicijativa od strane US Department of Defense kroz niz satelitskih akvizicije kako bi se zadovoljile rastuće potrebe vojske, civila, te komercijalnom tržištu.
Od početka 2015. godine, visoke kvalitete, FAA razred, Standard Positioning usluga (SPS) GPS prijemnici osigurati horizontalnu točnost bolja od 3,5 metara, [28] iako mnogi faktori kao što su kvaliteta prijemnika i atmosferskih pitanjima može utjecati na taj točnost.
GPS je u vlasništvu i upravljani od strane vlade SAD-a kao nacionalni resurs. Ministarstvo obrane je upravitelj GPS. Međuresorna GPS izvršni odbor (IGEB) nadgledao pitanja GPS politike od 1996. do 2004. Nakon toga je Nacionalni Space-Based Positioning, navigaciju i vremena Izvršni odbor osnovan predsjedničkim direktive u 2004 savjetovati i koordinira saveznih ministarstava i agencija o pitanjima koja se odnose na GPS i srodnih sustava. [29] izvršni odbor predsjeda zajedno sa zamjenikom tajnika obrane i transporta. Članstvo uključuje ekvivalent dužnosnika iz odjela države, trgovine i domovinske sigurnosti, Združenog stožera, i NASA-e. Komponente izvršnog ureda predsjednika u svojstvu promatrača sudjeluju na izvršnog odbora, a predsjednik FCC sudjeluje kao veza.
Američko ministarstvo obrane je po zakonu "održati Standard Positioning Service (kao što je definirano u saveznoj radio navigacijskog plana i specifikacija signala standardne pozicioniranje usluga) koja će biti dostupna na kontinuiranom, svjetskoj razini", i "razvijati mjere za spriječiti neprijateljsko korištenje GPS-a i njegovih Grudi bez nepotrebnog ometanja ili ponižavajuće civilne namjene. "
Raspored i modernizacija [ uredi ]
Glavni članak: Popis GPS satelita
Sažetak satelita [30] [31] [32]
Blok lansiranje
Razdoblje Satelitski pokreće Trenutno u orbiti
i zdrava
Sočna
procesnih nisu uspjeli
ure u prep
aration Plan-
ned
ja 1978-1985 10 1 0 0 0
II 1989-1990 9 0 0 0 0
IIA 1990-1997 19 0 0 0 0
IIR 1997-2004 12 1 0 0 12
IIR-M 2005-2009 8 0 0 0 7
IIF 2010-2016 12 0 0 0 12
IIIA od 2017. godine 0 0 0 12 0
IIIB - 0 0 0 8 0
IIIC - 0 0 0 16 0
ukupno 70 2 0 36 31
(Zadnja izmjena: 9. ožujak 2016)
8 satelita iz bloka IIA su smješteni u pričuvi
USA-203 od Block IIR-M nije zdravo
[33] Za više potpuni popis pogledajte popis GPS satelitskih lansiranja
Godine 1972., USAF Središnja inercijalna Smjernice Test Facility (Holloman AFB), provedena razvojne probne letove dva prototipa GPS prijemnika preko White Sands Missile Range , pomoću ground-based pseudo-satelita. [ Citat potreban ]
Godine 1978, prvi eksperimentalni Blok-I GPS satelit je lansiran. [22]
Godine 1983., nakon što je sovjetski presretač zrakoplova oborili civilni zrakoplov KAL 007 koja zalutala u zabranjenom zračnom prostoru zbog navigacijskih pogrešaka, poginulo svih 269 ljudi na brodu, američki predsjednik Ronald Reagan je najavio da će GPS biti na raspolaganju za civilne namjene nakon što je završen, [34] [35] iako je prethodno objavljen [u magazinu Orijentacija] da je CA kod (Grubo Stjecanje kod) će biti dostupni civilnim korisnicima.
Do 1985. godine, deset više eksperimentalni Blok-I sateliti su pokrenuli provjeru valjanosti koncepta.
Počevši od 1988. godine, Command & Control tih satelita bio prebačen iz Onizuka AFS, Kalifornija do 2. Satelitski kontrole Squadron (2SCS) koja se nalazi na Air Force Station Falcon u Colorado Springs, Colorado. [36] [37]
14. veljače 1989. godine, prvi moderni blok-II satelit je lansiran.
Zaljevskog rata od 1990. do 1991. bio je prvi sukob u kojem vojska naširoko koristi GPS-a. [38]
Godine 1991., projekt stvoriti minijaturnu GPS prijemnik je uspješno završila, zamijenivši prethodnu 23 kg vojne prijemnike sa 1,25 kg ručni prijemnik. [11]
Godine 1992, drugi Space Wing, koja je izvorno upravlja sustav, bio je inaktivirana i zamijenjen 50. Space Wing .
Do prosinca 1993. godine, GPS postići početnu operativnu sposobnost (MOO), što ukazuje na punu konstelaciju (24 satelita) je dostupna i pružanje Standard Positioning Service (SPS). [39]
Punu operativnu sposobnost (FOC) proglašen je od strane Air Force Space Command (AFSPC) u travnju 1995. godine, što znači potpunu dostupnost vojske sigurnog precizno pozicioniranje usluge (PPS). [39]
Godine 1996., prepoznajući važnost GPS civilnim korisnicima, kao i vojnih korisnika, američki predsjednik Bill Clinton izdao direktivu politike [40] proglasio GPS ima dual-use sustav i uspostavlja Međuresorna GPS Izvršni odbor njime upravljati kao nacionalni imovine.
Godine 1998, Sjedinjene Američke Države potpredsjednik Al Gore objavila planove za nadogradnju GPS s dvije nove civilne signala za povećanu točnost i pouzdanost korisnika, osobito s obzirom na sigurnost zračnog prometa, a 2000. Kongres Sjedinjenih Američkih Država odobrio je napor, koji se odnosi na njega kao GPS III .
Dana 2. svibnja 2000. "Selektivno Dostupnost" je ukinut kao rezultat iz 1996. godine po nalogu izvršnog organa, omogućujući korisnicima da primaju ne-degradirani signal na globalnoj razini.
U 2004, Sjedinjene Američke Države Vlada potpisala sporazum s uspostavljanje suradnje Europske zajednice u vezi s GPS-a i Europe planiranog Galileo sustava .
U 2004, Sjedinjene Američke Države predsjednik George W. Bush ažurira nacionalnu politiku i zamijenio izvršnom odboru s Nacionalnom Izvršnog odbora za prostor pozicioniranje zasnovano, Navigacija, i vremena. [41]
Studenoga 2004., Qualcomm najavio uspješne testove uz pomoć GPS za mobilne telefone . [42]
U 2005. godini, prvi modernizirani GPS satelit lansiran je i započeo prijenos drugi civilni signal (L2C) za poboljšanu izvedbu korisnika. [43]
14. rujna 2007. godine, starenje mainframe-based Prizemlje Segment Control System je prebačen na novu arhitekturu Evolution plana. [44]
19. svibnja 2009. godine, Sjedinjene Američke Države Vlada Accountability Office objavio izvješće upozorenje da su neke GPS sateliti mogu uspjeti čim 2010. [45]
21. svibnja 2009. godine, Air Force Space Command ublažiti strahove GPS neuspjeha govoreći: "Postoji samo jedan mali rizik da neće nastaviti premašiti naše izvedbe standarda." [46]
11. siječnja 2010. godine, ažuriranje sustava kontrole tla izazvalo nekompatibilnost softvera s 8000 do 10.000 vojnih prijemnika proizvođača podjela Trimble Navigation Limited u Sunnyvale, Kalifornija. [47]
25. veljače 2010. godine, [48] US Air Force dodijeljen ugovor za razvoj GPS Next Generation operativnu kontrolu sustava (OCX) da se poboljša točnost i dostupnost GPS navigacijskih signala, a služi kao kritični dio GPS modernizacije.
Nagrade [ uredi ]
10. veljače 1993. godine, Nacionalni zrakoplovni savez bira GPS tim kao pobjednici iz 1992. godine Robert J. Collier Trophy , narod je najprestižniju nagradu zrakoplovstva. Ova momčad kombinira istraživače iz Naval Research Laboratory , USAF, na Aerospace Corporation , Rockwell International Corporation i IBM federalnim sustavima tvrtke. Navod im čast "za najznačajniju razvoj za sigurnu i učinkovitu navigaciju i nadzor zrakoplova i svemirskih letjelica od uvođenja radio navigacija prije 50 godina."
Dva GPS programeri primio National Academy of Engineering Charles Stark Drapera nagrade za 2003. godinu:
Ivan Dobivanje , umirovljeni predsjednik zrakoplovnoj Corporation i inženjer u Massachusetts Institute of Technology , uspostavljen je temelj za GPS, poboljšava se na II svjetskog rata kopna radio sustava koji se zove Loran (Lo ng dometa R Adio Identifikacijska na N avigacijske ).
Bradford Parkinsonove , profesor aeronautike i astronautike na Sveučilištu Stanford , zamišljen sadašnju satelitski sustav u ranim 1960-ih i razvijena je u suradnji s US Air Force. Parkinson je služio dvadeset i jednu godinu u zrakoplovstvu, od 1957. do 1978. godine, a umirovljen s činom pukovnika.
GPS programer Roger L. Easton primili Nacionalnu medalju tehnologije 13. veljače 2006. [49]
Francis X. Kane (Kol USAF, ret.) Je primljen u US Air Force Space i Projektil pioniri Hall of Fame u bez zemlje AFB, San Antonio, Texas, 2. ožujka 2010. godine za ulogu u razvoju svemirske tehnologije i dizajna inženjering koncept GPS provedena u sklopu projekta 621B.
Godine 1998, GPS tehnologija je primljen u Space Foundation Space Technology Hall of Fame . [50]
4. listopada 2011. godine, Međunarodni astronautičkom Federation (IAF) dodjeljuje Global Positioning System (GPS) je 60. jubilarna nagrada, imenovani od strane člana IAF, Američkog instituta za Aeronautics i astronautike (AIAA). IAF Priznanja i nagrade odbor prepoznao jedinstvenost GPS programa i uzorna uloga je igrao u izgradnji međunarodne suradnje za dobrobit čovječanstva.
Osnovni koncept GPS [ uredi ]
Ovaj dio treba dodatna citata za verifikaciju . Molim pomoć poboljšati ovaj članak po dodavanjem citata na pouzdane izvore . Unsourced materijala svibanj biti izazvan i uklonjen. (Ožujak 2015.) ( Saznajte kako i kada ukloniti ovaj predložak poruku )
Osnove [ uredi ]
GPS koncept temelji se na vremenu i poznatog položaja specijaliziranih satelita. Sateliti nose vrlo stabilan atomskih satova koji su sinkronizirani jedni na druge i na masu satova. Svaki pomak od pravoga puta održava na terenu je ispravljen dnevno. Isto tako, satelitske lokacije su poznate s velikom preciznošću. GPS prijamnici imaju satove, kao i, Međutim, oni nisu sinkronizirani s istinskim vrijeme, a manje su stabilne. GPS sateliti kontinuirano prenose svoje trenutno vrijeme i položaj. GPS prijamnik prati više satelita i rješava jednadžbe odrediti točan položaj prijemnika i njegovo odstupanje od pravog puta. U najmanju ruku, četiri satelita mora biti s obzirom na prijemnik za to da izračunati četiri nepoznate količine (tri koordinata i odstupanje sat sa satelitskim vremenom).
Detaljniji opis [ uredi ]
Svaki GPS satelit neprestano odašilje signal ( prijenosni val s modulacijom ) koji uključuje:
Pseudonasumičnog kod (slijed jedinica i nula), koji je poznat na prijemnik. Do vremena usklađivanja verziju prijemnik generirane i verziju koda prijamnika mjeri, vrijeme dolaska (TOA) s definiranim točke u kodnom sekvencom, pod nazivom epohu, može se naći u vremenskoj skali prijemnik sat
Poruka koja sadrži vrijeme prijenosa (TOT) Zakona epohe (u GPS sustav vremenskoj skali) i satelitska pozicija u tom trenutku
Koncepcijski, prijamnik mjeri TOAs (prema vlastitom satu) od četiri satelitskih signala. Od TOAs i mališani, prijemnik stvara četiri vrijeme leta (TOF) vrijednosti, koje su (s obzirom na brzinu svjetlosti) otprilike jednaka prijemnik satelitskih raspona razlika. Prijamnik zatim izračunava svoj trodimenzionalni položaj i odstupanje sat od četiri TOFs.
U praksi položaj prijemnik (u tri dimenzije Kartezijev koordinate s podrijetlom u središtu Zemlje) i offset od prijemnika sat u odnosu na GPS vrijeme računaju se istovremeno, koristeći navigacijske jednadžbi za obradu TOFs.
Zemlja u središtu Lokacija rješenje prijemnika obično se pretvaraju u širini , zemljopisnoj dužini i visini u odnosu na elipsoidnog model Zemlje. Visina onda može biti dalje pretvoren u visinu relativne geoida (npr EGM96 ) (u biti, znači razine mora ). Ove koordinate mogu biti prikazani, npr na pokretnu prikaz karte i / ili je snimljen i / ili koristi neki drugi sustav (primjerice, sustav vozilo smjernice).
User-satelit geometrija [ uredi ]
Iako obično ne formiraju izričito u obradi prijemnika, konceptualne vremenske razlike dolaska (TDOAs) definira geometriju mjerenja. Svaki TDOA odgovara hyperboloid revolucije (vidi Multilateration ). Linija koja spaja dva satelita koji su uključeni (i njegove nastavke) tvori os hyperboloid. Prijamnik se nalazi na mjestu gdje su tri hiperboloida sijeku. [51] [52]
Ponekad je pogrešno reći da je korisnik lokacija na raskrižju tri sfere. Dok je jednostavnije vizualizirati, to je samo u slučaju ako primatelj ima sat sinkronizirati sa satelitskim satova (tj mjere prijemnik pravi rasponi satelita, a ne raspon razlika). Postoje značajne koristi za performanse za korisnika nosi sat sinkroniziran sa satelita. Prije svega je da su samo tri satelita potrebno je izračunati rješenje položaja. Da je ovo dio koncepta GPS sustava tako da svi korisnici potrebno za provođenje sinkroniziranu sat, onda bi se mogli iskoristiti manji broj satelita. Međutim, troškovi i složenost korisničkom opreme značajno bi se povećala.
Prijemnik u stalnom pogonu [ uredi ]
Opis gore prikazuje prijamniku start-up situacije. Većina prijemnici imaju algoritam staza , ponekad se zove tracker, koji kombinira skupove satelitskih mjerenja prikupljenih u različitim vremenima-u snazi, iskoristivši činjenicu da uzastopni prijemnik pozicije su obično blizu jedna drugoj. Nakon set mjerenja su obrađeni, tracker predviđa prijemnik položaj u skladu s sljedeći set satelitskih mjerenja. Kada su prikupljeni novi mjerenja, prijemnik koristi rangiranja shemu kombinirati nova mjerenja s predviđanjem tracker. Općenito, tracker može (a) poboljšati položaj prijemnika i točnost vrijeme, (b) odbiti loše mjerenja, i (c) brzinu procjena prijemnik i smjer.
Nedostatak tracker je da su promjene u brzini ili smjera može se izračunati samo sa zakašnjenjem, te da je izveden smjer postane netočan kada je udaljenost putovao između dva mjerenja pozicije padne ispod ili blizu slučajnom pogreškom mjerenja položaja. GPS jedinica mogu koristiti mjerenja Dopplerovog pomaka signala primljenih izračunati brzinu točno. [53] Napredniji navigacijski sustavi koriste dodatne senzore poput kompasa ili inercijskim navigacijskim sustavom za nadopunjavanje GPS.
Non-navigacijska aplikacija [ uredi ]
Za popis aplikacija, vidi § Aplikacije .
U tipičnom GPS rada kao navigator, četiri ili više satelita mora biti vidljiva da bi se dobio točan rezultat. Rješenje o plovidbi jednadžbi daje položaj prijemnika, zajedno s razlikom između vremena vodi prijemnika sat na brodu i pravi put-of-dana, čime se eliminira potreba za preciznijim, a možda i nepraktična prijamnik temeljen sat , Prijave za GPS, kao što su vrijeme prijenosa , vrijeme prometne signalizacije te sinkronizaciju mobitela baznih stanica , iskoristiti ovaj jeftin i vrlo precizan timing. Neki GPS aplikacije koriste ovaj put za prikaz ili, osim za osnovne izračune položaj, ne koristite ga na sve.
Iako su četiri satelita potrebna za normalan rad, manje se primjenjuju u posebnim slučajevima. Ako jedna varijabla je već poznato, prijamnik može odrediti svoj položaj pomoću samo tri satelita. Na primjer, brod ili zrakoplov može znati visinu. Neki GPS prijamnici mogu koristiti dodatne tragove ili pretpostavke, kao što su ponovno korištenje posljednju poznatu visinu , mrtvo obračun , inercijski navigacijski ili uključujući podatke iz računala vozila, kako bi se dobio (možda slabiji) položaj kad se vide manje od četiri satelita. [54] [55] [56]
Struktura [ uredi ]
Ovaj dio treba dodatna citata za verifikaciju . Molim pomoć poboljšati ovaj članak po dodavanjem citata na pouzdane izvore . Unsourced materijala svibanj biti izazvan i uklonjen. (Ožujak 2015.) ( Saznajte kako i kada ukloniti ovaj predložak poruku )
Sadašnji GPS se sastoji od tri glavna segmenta. To su prostor segment (SS), kontrolni segment (CS), a korisnik segmentu (SAD). [57] Američko zrakoplovstvo razvija, održava i upravlja prostorom i kontrole segmente. GPS sateliti emitiraju signale iz svemira, a svaki GPS prijemnik koristi ove signale za izračun svoj trodimenzionalni položaj (zemljopisna širina i duljina te nadmorska visina) i trenutno vrijeme. [58]
Segment Prostor se sastoji od 24 do 32 satelita u srednjoj Zemljinoj orbiti , a također uključuje nosivost adaptera do pojačala potrebne da ih lansirati u orbitu. Kontrolni segment sastoji se od master kontrolne stanice (MCS), alternativnom glavnoj kontrolnoj stanici, i niz namjenskih i zajedničkih zemaljskih antena i pratiti postaja. Korisnik segment se sastoji od stotina tisuća američkih i savezničkih vojnih korisnika sigurne GPS Precise Positioning uslugu, a stotine milijuna državnih, poslovnih i znanstvenih korisnika Standardne usluge pozicioniranja (vidi GPS navigacijskih uređaja ).
Prostor je segment [ uredi ]
Vidi također: GPS (satelitski) i Popis GPS satelitskih lansiranja
Nepokrenute GPS blok II-satelit na zaslonu u San Diego Air & Space Museum
Vizualni primjer 24 satelita GPS konstelaciju u pokretu sa Zemlje rotirajući. Obavijest o tome kako se broj vidljivih satelita iz određenom trenutku na Zemljinoj površini, u ovom primjeru u Golden CO (39,7469 ° N, 105,2108 ° W), se mijenja s vremenom.
Prostor segment (SS) sastoji se od orbiti GPS satelita ili parkiranje vozila (SV) GPS govora. GPS dizajn izvorno nazvan 24 SVS, osam svaka tri približno kružnim orbitama , [59] ali to je modificiran na šest orbitalnih ravnina s četiri satelita svaki. [60] Šest orbitu avioni imaju približno 55 ° nagiba (tilt u odnosu na Zemljina ekvator ) i odvojeni su 60 ° rektascenziji od uzlaznog čvora (kut duž ekvatora iz referentne točke do orbite u raskrižju). [61] orbitalni period je jedan-pola zvjezdani dan , odnosno, 11 sati i 58 minuta, tako da su sateliti prolaze preko iste lokacije [62] ili gotovo iste lokacije [63] svaki dan. Orbite su raspoređeni tako da je najmanje šest satelita uvijek u vidokrugu od gotovo posvuda na površini Zemlje. [64] Rezultat tog cilja je da su četiri sateliti nisu ravnomjerno raspoređene (90 stupnjeva), osim u svakoj orbiti. Općenito, kutna razlika između satelita u svakoj orbiti je 30, 105, 120 i 105 stupnjeva, osim, koji iznos do 360 stupnjeva. [65]
U orbiti na visini od oko 20.200 km (12,600 mi); orbitalna radijusu od oko 26.600 km (16.500 milja), [66] svaka SV čini dvije kompletne orbite svaki zvjezdani dan , ponavljajući iste pisti svaki dan. [67] To je vrlo korisno tijekom razvoja, jer čak i sa samo četiri satelita, ispravan poravnanje znači sve četiri su vidljivi s jednog mjesta na nekoliko sati svaki dan. Za vojne operacije, u prizemlju staza ponavljanja može se koristiti kako bi se osiguralo dobru pokrivenost u borbenim zonama.
Od veljače 2016. godine , [68] ima 32 satelita u GPS konstelaciju , od kojih je 31 u uporabi. Dodatni satelita poboljšati preciznost GPS izračuna prijemnika pružajući suvišne mjerenja. S povećanjem broja satelita, konstelacija se mijenja do nejednake dogovoru. Takav raspored je pokazala da poboljšanje pouzdanosti i raspoloživosti sustava, u odnosu na jedinstvenom sustavu, kada je više satelita uspjeti. [69] Oko devet sateliti su vidljivi iz bilo koje točke na zemlji u bilo kojem trenutku (pogledajte animaciju na desno), osiguranje značajan prekid radnog odnosa tijekom najmanje četiri satelita potrebnih za radno mjesto.
Kontrola segment [ uredi ]
Prizemlje monitor stanica koristi se od 1984. do 2007. godine, na zaslonu u zrakoplovnoj Space & Missile muzeja .
Kontrolni segment sastoji se od:
master kontrola stanica (MCS),
alternativni glavna nadzorna postaja,
Četiri namjenski zemaljske antene, i
Šest namjenski monitor stanice.
MCS također može pristupiti US Air Force Satellite Kontrola mreža (AFSCN) tlo antene (za dodatne naredbe i kontrolu sposobnosti) i NGA ( National Geospatial-Intelligence Agency ) monitor postaja. Leta staze satelita se prati namjenski US Air Force mjernih postaja u Havajima , Kwajalein Atoll , Ascension Island , Diego Garcia , Colorado Springs, Colorado i Cape Canaveral , zajedno sa zajedničkim Nga monitora postaja u Engleskoj, Argentini, Ekvadoru, Bahrein Australija i Washington DC. [70] Podaci za praćenje je poslan na Air Force Space Command MCS na Schriever Air Force Base 25 km (16 milja) ese Colorado Springs, koja je djelovala od 2. Space Operations Squadron (2 SOPS) američkog ratnog zrakoplovstva. Potom 2 SOPS kontakti svaki GPS satelita redovito s navigacijskim ažurirati pomoću namjenske ili zajedničke (AFSCN) podzemnih antena (GPS posvećene zemaljske antene se nalaze na Kwajalein , Ascension Island , Diego Garcia i Cape Canaveral ). Ta ažuriranja sinkronizirati atomske satove na brodu satelita da u roku od nekoliko nanosekundi od drugoga, i prilagoditi efemeride unutarnje orbitalnog modela svakog satelita. Ažuriranja su stvoreni od Kalman filter koji koristi ulazne podatke od temelja mjernim postajama prostor vremenske informacije i razne druge unose. [71]
Satelitski manevri nisu precizni pomoću GPS standardima, tako da za promjenu satelita u orbitu, satelitska mora biti označena nezdrava , pa prijemnici ne koriste. Nakon satelitske manevar, inženjeri pratiti novu orbitu iz zemlje, uploadati novu efemeride, i ponovno obilježiti satelit zdrav.
Operacija Kontrola segmentima (OCS) trenutno služi kao kontrolni segment rekord. On pruža operativnu sposobnost koja podržava GPS korisnike i drži GPS sustav operativan i obavljanje unutar specifikacija.
OCS uspješno zamijenila naslijeđeni 1970-doba mainframe računala na Schriever Air Force Base u rujnu 2007. Nakon instalacije, sustav je pomogao omogućuju nadogradnje i pružiti temelj za nove sigurnosne arhitekture, koja je potpomagala američkih oružanih snaga. OCS će i dalje biti kontrolni sustav podzemnih zapisa do novog segmenta, Next Generation GPS operacije kontrolnog sustava [4] (OCX), je u potpunosti razvijen i funkcionalan.
Nove mogućnosti koje pruža OCX će biti temelj za revoluciju GPS misije sposobnosti, te omogućavanje [72] Air Force Space Command bi uvelike poboljšati GPS operativne usluge u SAD borbenih snaga, civilne partnerima i bezbroj domaćih i međunarodnih korisnika.
GPS OCX Program će također smanjiti troškove, raspored i tehničku rizik. To je dizajniran za pružanje 50% [73] uštede održivost troškova putem učinkovitog softverske arhitekture i performance-based logistiku. Osim toga, GPS OCX očekuje se da će koštati milijune manje od cijene za nadogradnju OCS a pruža četiri puta sposobnosti.
GPS OCX Program predstavlja kritični dio GPS modernizacije i pruža značajna poboljšanja Informacije o jamstvu u odnosu na trenutnu GPS OCS program.
OCX će imati mogućnost kontrole i upravljanja GPS naslijeđene satelita, kao i novu generaciju GPS III satelita, a omogućuje cijeli niz vojnih signala.
Izgrađen na fleksibilan arhitekture koja se brzo može prilagoditi promjenjivim potrebama današnjih i budućih GPS korisnike koji omogućuje izravan pristup GPS podaci i status konstelacija kroz siguran, točne i pouzdane informacije.
Pruža warfighter s više siguran, djelotvoran i prediktivne informacije kako bi se poboljšala situacijske svijesti.
Omogućuje nove modernizirane signale (L1C, L2C i L5) i ima M-koda sposobnost, koja naslijeđe sustav nije u stanju učiniti.
Pruža značajna poboljšanja informacije osiguranja preko tekućeg programa uključujući otkrivanje i sprečavanje cyber napada, dok izolaciju, sadrži i rad za vrijeme takvih napada.
Podržava veći volumen u blizini realnom vremenu zapovijedanja i kontrole mogućnosti i sposobnosti.
14. rujna 2011. [74] US Air Force najavio završetak GPS OCX Idejni projekt pregled i potvrdio da je OCX program je spreman za sljedeću fazu razvoja.
GPS OCX Program je propustio glavne prekretnice i gura GPS IIIA lansiranje izvan travnja 2016. [ citat potreban ]
Korisnik je segment [ uredi ]
Daljnje informacije: GPS uređaj za navigaciju
GPS prijamnici dolaze u različitim oblicima, od uređaja integrirana u automobile, telefone i satova, namjenskim uređajima, kao što su ove.
Korisnik segment se sastoji od stotina tisuća američkih i savezničkih vojnih korisnika sigurne GPS Precise Positioning servisa, a nekoliko desetaka milijuna civilnih, komercijalnih i znanstvenih korisnika Standard Positioning Service. Općenito, GPS prijamnici se sastoji od antene, sinkroniziran na frekvencijama koje emitiraju sateliti, prijemnik procesora, te visoko stabilan clock (često kristal oscilator ). Oni također mogu uključiti pokazivač za osiguravanje položaja i brzine podataka korisniku. Prijemnik se često opisuje po broju kanala: to znači koliko je satelita može pratiti istovremeno. Izvorno ograničene na četiri ili pet, to progresivno povećala tijekom godina, tako da je, od 2007. godine , prijamnici obično imaju između 12 i 20 kanala. [A]
Tipičan OEM GPS prijemnik modul za mjerenje 15 × 17 mm.
GPS prijamnici mogu obuhvaćati ulaz za diferencijalne korekcije, koristeći RTCM formatu SC-104. To je obično u obliku RS-232 priključak na 4.800 bit / s brzinu. Podaci zapravo šalju na mnogo nižoj stopi, što ograničava točnost signalu pomoću rTCM. [ Citat potreban ] prijemnici s unutarnjim DGPS prijemnika može nadmašiti one koji koriste vanjske podatke rTCM. [ Citat potreban ] Od 2006. godine , pa čak i low-cost jedinice obično uključuju široko područje Povećanje sustav (WAAS) prijemnike.
Tipičan GPS prijemnik s integriranom antenom.
Mnogi GPS prijamnici mogu relej podatke o položaju na računalo ili drugi uređaj pomoću NMEA 0183 protokol. Iako je ovaj protokol je službeno definirano National Marine Electronics Association (NMEA), [75] spominjanje ovog protokola su sastavljeni iz javnih evidencija, čime open source alate kao što su GPSD čitati protokol bez kršenja intelektualnog vlasništva zakone. [ Razjašnjenja potrebna ] Ostali protokoli postoje i, kao što su SiRF i MTK protokola. Prijemnici mogu sučelje s drugim uređajima koji koriste metode, uključujući serijske veze, USB ili Bluetooth .
Prijave [ uredi ]
Ovaj dio treba dodatna citata za verifikaciju . Molim pomoć poboljšati ovaj članak po dodavanjem citata na pouzdane izvore . Unsourced materijala svibanj biti izazvan i uklonjen. (Ožujak 2015.) ( Saznajte kako i kada ukloniti ovaj predložak poruku )
Glavni članak: GNSS aplikacije
Vidi također: GPS navigacijski uređaj
Iako je izvorno vojni projekt, GPS smatra dvojnom namjenom tehnologiju, što znači da ima značajno vojno i civilno aplikacija.
GPS je postao naširoko koriste i koristan alat za trgovinu, znanstvene svrhe, praćenje i nadzor. GPS-a točno vrijeme olakšava svakodnevne aktivnosti kao što su bankarstvo, mobilnih telefona operacije, pa čak i kontrolu energetske mreže, omogućujući dobro sinkronizirani ručno isključivanja. [58]
Civilna [ uredi ]
Ova antena montirana na krovu kolibe sadrži znanstveni eksperiment siromaštvo precizno mjerenje vremena.
Mnoge civilne aplikacije koriste jedan ili više od GPS-a tri osnovne komponente: apsolutna lokacija, relativna kretanja, a prijenos vrijeme.
Astronomija : i položajna i sat sinkronizacija podataka se koristi u astro i nebeskih mehanika izračune. Također se koristi u amaterskoj astronomiji pomoću malih teleskopa profesionalcima opservatorija, na primjer, a nalaz ekstrasolarne planete .
Automatizirani vozila : primjenom mjesto i rute za automobile i kamione funkcionirati bez ljudske vozača.
Kartografija : i civilne i vojne kartografi koristili GPS opsežno.
Mobilna telefonija : sat sinkronizacija omogućuje vrijeme prijenosa, što je presudno za usklađivanje svoje širenje šifre sa drugim baznim stanicama kako bi se olakšalo međusobno stanica Handoffa i podržavati hibridnu GPS / stanični detekciju pozicije za mobilne hitne pozive i druge aplikacije. Prve slušalice s integriranim GPS-om pokrenuta je u kasnim 1990-ih. Američka Savezna komisija za komunikacije (FCC) propisano značajku u bilo slušalicu ili na tornjevima (za upotrebu u triangulacije) 2002.-ak hitne službe mogle locirati 911 pozive. Third-party softver razvijen je kasnije dobio pristup GPS API od Nextel nakon lansiranja, nakon čega slijedi Sprint 2006. godine, a Verizon ubrzo nakon toga.
Sinkronizacija sata : preciznost GPS vremenskih signala (± 10 ns) [76] je drugi samo na atomski satovi su na temelju.
Uklanjanje posljedica katastrofa / usluge hitne : ovisi o GPS za Mjesto i vrijeme sposobnostima.
GPS-opremljen radiosondes i dropsondes : mjera i izračunati atmosferski tlak, brzinu i pravac vjetra i do 27 km od Zemljine površine
Radio occultation za vremenske i atmosferske znanosti aplikacija. [77]
Praćenje flota : upotreba GPS tehnologije za identificirati, locirati i održavati kontakt izvješća s jednim ili više flota vozila u stvarnom vremenu.
Geofencinga : praćenje vozila sustavi , osoba za praćenje sustava , a ljubimac praćenje sustavi koriste GPS za lociranje vozila, osobu ili kućnog ljubimca. Ovi uređaji su pričvršćen na vozilo, osobe ili ljubimac ovratnik. Aplikacija omogućuje kontinuirano praćenje i mobilne ili internetska ažuriranja trebao meta ostaviti određeni prostor. [78]
Označavanje zemljopisnih mjesta : nanošenje lokaciju koordinata digitalnih objekata kao što su fotografije (u Exif podacima) i drugih dokumenata za potrebe poput stvaranja slojeve karata s uređajima kao što su Nikon GP-1
GPS praćenje zrakoplova
GPS za rudarstvo : korištenje RTK GPS značajno poboljšala nekoliko rudarskih radova, kao što su bušenje, lopatama, praćenje vozila i izmjere. RTK GPS omogućuje razini centimetara točnost pozicioniranja.
GPS data mining : Moguće je koristiti GPS podatke iz više korisnika razumjeti uzorke kretanja. Moguće je objedinjavanje podataka iz više korisnika da razumiju uobičajene putanje i zanimljivim lokacijama. [79]
GPS rute : položaj određuje što sadržaj prikazati; na primjer, informacije o približava točki interesa.
Navigacija : navigatori vrijednost digitalno precizne brzine i orijentacije mjerenja.
Vektor mjerenja : GPS omogućuje vrlo preciznu timestamping mjerenja elektroenergetskog sustava, tako da je moguće izračunati phasors .
Rekreacija : na primjer, geocachingu , geodashing , GPS crtanje i Waymarking orijentacija .
Robotika : self-navigacija, autonomnih robota pomoću GPS senzora, koji se izračunati zemljopisna širina, duljina, vrijeme, brzinu i smjer.
Sport :. Koristi se u nogomet i ragbi za kontrolu i analizu opterećenja treninga [ citat potreban ]
Izmjera : geodeti koristiti apsolutne lokacije kako bi karte i odrediti granice vlasništva.
Tektonika : GPS omogućuje izravno mjerenje grešaka gibanje potresa . Između potresa GPS-a može se koristiti za mjerenje kore gibanje i deformacija [80] za procjenu seizmičke soj nakupljanje za stvaranje seizmičke opasnosti karte.
Telematika : GPS tehnologija integrirana s računalima i mobilnim komunikacijske tehnologije u automobilskoj navigacijske sustave
Ograničenja civilnu upotrebu [ uredi ]
Američka vlada kontrolira izvoz nekih civilnih prijamnika. Svi GPS prijamnici koji mogu djelovati iznad 18 km (60.000 stopala) nadmorske visine i 515 m / s (1.000 čvorova), ili namijenjeni ili modificirani za korištenje s bespilotnih zračnih vozila kao što su, primjerice, balističke ili krstarenje raketnih sustava, su klasificirani kao streljiva (oružje ) -što znači da oni zahtijevaju State Department izvoznih dozvola. [81]
To pravilo vrijedi čak i na drugi čisto civilne jedinice koje dobiju samo frekvencije L1 i C / A (Grubo / Acquisition) koda.
Onemogućavanje rad iznad tih granica izuzima prijemnik iz klasifikacije kao streljiva. Dobavljača različitih tumačenja. Pravilo se odnosi na rad na oba ciljnu visinu i brzinu, ali neki prijemnici prestati s radom čak i kada miruje. To je uzrokovalo probleme s nekim amaterskim radio balon lansiranja koje redovito dosežu 30 km (100.000 stopa).
Ova ograničenja odnose se samo na jedinice ili komponente koji se izvoze iz SAD-a. Raste trgovina različitih komponenti postoji, uključujući i GPS jedinica iz drugih zemalja. To su izričito prodaje kao ITAR -besplatno.
Vojni [ uredi ]
Pričvršćivanje kit GPS navođenja glupi bombu , ožujak 2003.
M982 Excalibur GPS-vođeni topnički ljuske .
Od 2009. godine, vojni GPS aplikacije su:
Nalazite se ovdje: Vojnici koriste GPS za pronalaženje ciljeva, čak iu mraku ili u nepoznatom teritoriju, te koordinacija trupa i opskrbe pokret. U SAD-u oružanim snagama, zapovjednici koristite zapovjednici Digital Assistant i nižim razinama koristiti vojnik Digital Assistant . [82]
Praćenje cilja. Razni vojni oružani sustavi koriste GPS za praćenje potencijalnih kopnene i zračne ciljeve prije nego će ih označiti kao neprijateljski [ citat potreban ] Ti oružani sustavi prolaze meta koordinata precizno navođena streljiva dopustiti im da se uključe ciljeve točno. Vojnih zrakoplova, posebno u zrak-tlo uloge, korištenje GPS-a naći ciljeve.
Projektil i projektil smjernice: GPS omogućuje točnu usmjerenost raznih vojnih oružja, uključujući ICBM , krstarećih raketa , precizno navođena streljiva i artiljerijskih projektila . Ugrađeni GPS prijamnici mogu izdržati ubrzanja od 12.000 g ili oko 118 km / s 2 razvijene su za uporabu u 155 milimetara (6,1 in) haubice . [83]
Traganja i spašavanja.
Reconnaissance: Patrol pokret može se upravljati u većoj mjeri.
GPS sateliti nose niz nuklearnih detektora detonacije koja se sastoji od optičkog senzora (Y-senzor), senzor X-zraka, dozimetar, i elektromagnetski puls (EMP) senzor (W-senzora), koji čine veliki dio Sjedinjene Države nuklearne detonacije Detection System . [84] [85] general William Shelton je izjavio da će buduće sateliti mogu ispustiti ovu značajku za spremanje novca. [86]
Vrsta GPS navigacija je prvi put korišten u ratu u Perzijskom Zaljevskog rata 1991. godine , prije nego što GPS potpunosti je razvijen u 1995, kako bi se pomoglo koalicijske snage za kretanje i obavljanje manevara u ratu. Rat je također pokazao ranjivost GPS se zaglavio , kada iračke snage dodano buku do slabog prijenosa GPS signala da zaštiti iračke ciljeve. [87]
Komunikacija [ uredi ]
Glavni članak: GPS signali
Navigacijska signali koje prenosi GPS satelita kodiraju različite informacije, uključujući satelitske pozicije, stanja internih satova i zdravlje mreže. Ovi signali se prenose na dva odvojena frekvencija nosioca koji su zajednički za sve satelite u mreži. Dva različita kodiranja se koriste: javni kodiranje koji omogućava nižu navigaciju razlučivosti i šifriranu kodiranje se koristi od strane američke vojske.
Format Poruka [ uredi ]
GPS format poruke
podokviri Opis
1 Satelitska sat,
GPS vrijeme odnosa
2-3 efemeride
(Preciznije putanje satelita)
4-5 Zbornik komponenta
(satelitska mreža sinopsis,
ispravljanje pogrešaka)
Svaki GPS satelit kontinuirano emitira navigaciju poruku na L1 C / A i L2 P / Y frekvencija po stopi od 50 bita u sekundi (vidi brzina prijenosa ). Svaka kompletna poruka traje 750 sekundi (12 1/2 minuta) za završetak. Struktura poruka ima osnovni format 1500-bitni duge okvir sastavljen od pet podokvirima, svaki podokvir se 300 bita (6 sekundi) dugo. Podokviri 4. i 5. subcommutated 25 puta svaki, tako da je kompletna poruka podataka potreban prijenos 25 punih okvira. Svaki podokvir se sastoji od deset riječi, svaka 30 bita dugo. Dakle, sa 300 bitova u podkonstrukciju puta 5 podokviri u okviru puta 25 okvira u poruci, svaka poruka je 37.500 bita dugo. U brzinom prijenosa od 50-bit / s, to daje 750 sekundi za prijenos cijeli almanah poruku (GPS) . Svaki 30-drugi okvir počinje upravo na minutu ili pola minute, što pokazuje atomski sat na svakom satelitu. [88]
Prvi podokvir svakog okvira kodira broj tjedna i vrijeme za tjedan dana, [89] , kao i podatke o zdravlju satelita. Drugi i treći podokviri sadržavati efemeride - precizan orbiti satelita. Četvrti i peti podokviri sadržavati almanah , koja sadrži grubu orbiti i informacije o statusu za do 32 satelita u konstelaciji, kao i podatke koji se odnose na ispravljanje pogrešaka. Dakle, da bi se dobio točan sat lokaciju od ove odaslane poruke, primatelj mora demodulate poruku iz svakog satelita ona uključuje u rješenje za 18 do 30 sekundi. Prikupiti sve prenose almanahe, prijemnik mora demodulate poruku za 732 do 750 sekundi ili 12 1/2 minute. [90]
Svi sateliti emitiraju na istim frekvencijama, kodiranje signala koriste jedinstveni broj za višestruki pristup (CDMA), tako prijemnici mogu razlikovati pojedine satelite jedni od drugih. Sustav koristi dvije različite vrste CDMA Kodiranje: gruba / nabave (C / A) kod, koji je dostupan javnosti, a precizan (P (Y)) šifra, koja je kodiran tako da samo američka vojska i druge NATO narodi koji su dobili pristup šifriranje kod može pristupiti. [91]
Efemeride se ažurira svakih 2 sata i općenito vrijedi za 4 sata, s odredbama za promjenama svakih 6 sati ili više u ne-nominalnim uvjetima. Zbornik je obnovljeno u pravilu svakih 24 sata. Osim toga, podaci za nekoliko tjedana se sljedeće otpremljeno u slučaju obnove prijenosa koji odgađaju prijenos podataka. [ Citat potreban ]
Satelitske frekvencije [ uredi ]
Pregled GPS frekvencija
Bend Frekvencija Opis
L1 1575.42 MHz Grubo stjecanja (C / A) i kodiran preciznost (P (Y)) kodovi, plus L1 civila ( L1C ) i vojno (M) kodovi na budućim satelitima Block III.
L2 1227.60 MHz P (Y) kod, plus L2C i vojne oznake na bloku IIR-M i novijih satelita.
L3 1381.05 MHz Koristi se za nuklearna detonacije (NUDET) detekcije.
L4 1379.913 MHz Budući da je studirao za dodatne ionosferskog ispravak. [ Citat potreban ]
L5 1176.45 MHz Predloženo je za uporabu kao civilni sigurnost radnog vijeka (Sol) signala.
Svi sateliti emitiraju na dvije iste frekvencije, 1,57542 GHz (L1 signal) i 1.2276 GHz (L2 signal). Satelitska mreža koristi CDMA raspršenog spektra [ citat potreban ] kada se podaci low-bitrate poruka kodirana s visoke stope pseudo-slučajnih (PRN) slijedu koji je različit za svaki satelit. Prijemnik mora biti svjestan PRN kodove za svaki satelit rekonstruirati stvarne podatke poruku. C / A kod, za civilnu uporabu, prenosi podatke na 1,023 milijuna čipova u sekundi, dok je P kod, za američke vojne potrebe, prenosi na 10,23 milijuna čipova u sekundi. Stvarni interna referenca satelita je 10.22999999543 MHz nadoknaditi relativističke efekte [92] [93] da bi promatrači na Zemlji doživljavaju drugu vremensku referencu u odnosu na odašiljačima u orbiti. Nosač L1 modulira oba C / A i P kodova, a L2 nosač modulira samo P kod. [94] P kod može biti enkriptirani kako je tzv P (Y) kod koji je dostupan samo vojne opreme s pravom ključem za dešifriranje. Oba C / A i P (Y) kodovi dati točno vrijeme-of-day korisniku.
L3 signal na frekvenciji od 1.38105 GHz se koristi za prijenos podataka iz satelita na postajama na zemlji. Ovi podaci koriste se od strane United States nuklearnu detonaciju (NUDET) Detection System (USNDS) za otkrivanje, pronalaženje i prijaviti nuklearne detonacije (NUDETs) u Zemljinoj atmosferi i pored prostora. [95] Jedan običaj je provedba nuklearne zabrane za ispitivanje ugovori.
L4 bend na 1.379913 GHz proučava za dodatne ionosferskog ispravak. [ Citat potreban ]
L5 frekvencija na 1.17645 GHz je dodan u procesu GPS modernizacije . Ova frekvencija pada u međunarodnom zaštitom raspona za zrakoplovnu navigaciju, obećavajući malo ili bez miješanja pod svim okolnostima. Prvi blok IIF satelit koji pruža ovaj signal je pokrenuta u 2010. [96] L5 sastoji od dvije komponente prijevoznika koji su u fazi kvadratura jedni s drugima. Svaka komponenta prijevoznik je ključ dvo-fazni pomak (BPSK) modulirani posebnim bitnom vlak. "L5, treći GPS signal civilni, na kraju će podržati sigurnost-u-životu aplikacije za zrakoplovstvo i pružiti poboljšanu dostupnost i točnost." [97]
Uvjetni odricanje nedavno (2011/01/26) dodijeljeno LightSquared za rad zemaljske širokopojasne usluge u blizini L1 bend. Iako LightSquared je zatražio licencu za rad u 1525 do 1559 bend je još 2003. godine i to je bio ugasiti za javni komentar, FCC pitao LightSquared za formiranje studijske grupe s GPS zajednice za testiranje GPS prijamnika i identificirati problem koji bi mogli nastaju zbog veće snage signala iz LightSquared zemaljskoj mreži. GPS zajednica nije prigovorio LightSquared (bivši MSV i SkyTerra) aplikacija do studenog 2010. godine, kada je LightSquared podnio zahtjev za izmjene na svojoj Pomoćna Zemaljska komponenta (ATC) odobrenja. Taj filing (SAT-MOD-20.101.118-00.239) iznosio je zahtjev za pokretanje nekoliko redova veličine više snage u istom frekvencijskom pojasu za zemaljske baznih stanica, u suštini izmjena svrhe što je trebalo da bude "miran ambijent" za signalima iz svemira kao ekvivalent mobilne mreže. Testiranje u prvom polugodištu 2011. godine je pokazala da je utjecaj donjeg 10 MHz spektra je minimalan za GPS uređaje (manje od 1% od ukupnog GPS uređaja utječe). Gornji 10 MHz namijenjen za korištenje od strane LightSquared mogu imati neki utjecaj na GPS uređajima. Postoji zabrinutost da bi to moglo ozbiljno narušiti GPS signal za mnoge potrošač koristi. [98] [99] Zrakoplovstvo tjedan magazin navodi da je najnovija ispitivanja (lipanj 2011.) potvrđuje "značajnu ometanje" GPS po LightSquared sustavu. [100]
Demodulaciju i dekodiranje [ uredi ]
Dekodiranja i dekodiranja signala GPS satelita koji koriste vulgarni / Stjecanje Gold koda .
Budući da su svi satelitskih signala modulirani na istom L1 frekvencija, signali moraju biti odvojeni nakon demodulacija. To se postiže dodjeljivanjem svaki satelit jedinstveni binarni slijed poznat kao Gold koda . Signali se dekodiraju nakon demodulacija upotrebom dodatak Gold kodove koji odgovaraju satelita prate od strane primatelja. [101] [102]
Ako godišnjak informacija je prethodno stekao, prijamnik prima satelita za slušati od svojih PRNs, jedinstvenih brojeva u rasponu od 1 do 32. Ako se podaci o godišnjak nije u memoriji, prijemnik prelazi u mod za pretraživanje dok se ne dobije lock na jedan od satelita. Da bi se dobila zaključavanje, potrebno je da postoji nesmetan optička vidljivost s prijemnika na satelit. Prijamnik tada može steći almanah i odrediti satelite da bi trebao slušati. Kao što se detektira signal svakog satelita, on ga prepoznaje po svojim različita C / A koda uzorak. Tu može doći do kašnjenja do 30 sekundi prije prvog procjene položaja zbog potrebe za čitanje podataka efemeride.
Obrada navigacijske poruke omogućuje određivanje vremena slanja i satelitsku poziciju u ovom trenutku. Za više informacija pogledajte demodulaciju i dekodiranje, Advanced .
Navigacija jednadžbe [ uredi ]
Daljnje informacije: GNSS izračun pozicioniranje
Vidi također: pseudoudaljenosti
Predloženo je da se ovaj dio biti spojene u GNSS izračun pozicioniranja . ( Raspravite ) Prijedlog se od travnja 2015. godine.
Opis problema [ uredi ]
Prijamnik koristi poruke primljene od satelita za određivanje satelitske pozicije i vrijeme slanja. The X, Y, i z komponente satelitske pozicije i vrijeme slanja su označeni kao [ x i , y i z i , s ja ], gdje je indeks i označava satelit i ima vrijednost 1, 2, ..., n , gdje je n ≥ 4. Kad je vrijeme prijem poruke označene su u vozilu prijemnik sat t ja , pravi put je prijem t i = t i - b , gdje je b je prijemnika sat pristranost od mnogo točniji satovi GPS sustav zaposleni satelita. Prijemnik sat pristranost je isti za sve primljene satelitskih signala (pod pretpostavkom satelitske satovi su sve savršeno sinkronizirani). Prikazuje se poruka je tranzitno vrijeme t i - b - a ja , gdje je i je satelitska vrijeme. Pod pretpostavkom da je poruka putovao brzinom svjetlosti , c , udaljenost putovao je ( t i - b - a ja ) c .
Za n satelita, jednadžbe da zadovolje su:
{\ Displaystyle (x-x_ {i}) ^ {2} + (y-y_ {i}) ^ {2} + (z-z_ {i}) ^ {2} = {\ bigl (} [{\ tilda {t}} _ {i} -b-s_ {i}] c {\ bigr)} ^ {2}, \; i = 1,2, \ dots, n} (X-x_ {i}) ^ {2} + (y-y_ {i}) ^ {2} + (z-z_ {i}) ^ {2} = {\ bigl (} [{\ tilda {t }} _ {i} -b-s_ {i}] c {\ bigr)} ^ {2}, \; i = 1,2, \ dots, n
ili u smislu pseudoranges ,{\ displaystyle p_ {i} = \ lijevo ({\ tilda {t}} _ {i} -s_ {i} \ D) c} p_ {i} = \ lijevo ({\ tilda {t}} _ {i} -s_ {i} \ D) c , kao i
{\ displaystyle {\ sqrt {(x-x_ {i}) ^ {2} + (y-y_ {i}) ^ {2} + (z-z_ {i}) ^ {2}}} + bc = p_ {i}, \; i = 1,2, ..., n} {\ Sqrt {(x-x_ {i}) ^ {2} + (y-y_ {i}) ^ {2} + (z-z_ {i}) ^ {2}}} + bc = p_ {i } \; i = 1,2, ..., n . [103] [104]
Budući da su jednadžbe imaju četiri nepoznanice [ x, y, z, b ] su potrebni za pokušaj rješavanja tih jednadžbi -U tri komponente pozicije prema GPS prijamnika i sat nepristrana signali iz najmanje četiri satelita. Oni se mogu riješiti algebarskih ili numeričkim metodama. Postojanje i jedinstvenost GPS rješenja raspravlja Abella i Chaffee. [51] Kad je n veći od 4 Ovaj sustav je mutirajuće i dolikuje metoda mora se koristiti.
Uz svaku kombinaciju satelita, GDOP količine može se izračunati na temelju relativnih nebeskih smjerova satelita koristi. [105] Mjesto prijemnik se izražava u specifičnom koordinatnom sustavu, kao što su širina i duljina korištenjem WGS 84 geodetskim podacima ili zemlju specifičnih sustava. [106]
Geometrijska interpretacija [ uredi ]
GPS jednadžbi može se riješiti numeričkih i analitičkih metoda. Geometrijske tumačenja može poboljšati razumijevanje ovih metoda rješenja.
Spheres [ uredi ]
Izmjerene rasponi, pod nazivom pseudoranges, sadrže sat pogreške. U pojednostavljenom idealizaciji u kojem su rasponi sinkronizirani, ovi pravi rasponi predstavljaju radijusa sfera, svaki usmjeren na jedan od emitirajuæih satelita. Rješenje za poziciju prijemnika je zatim na raskrižju površine tri od tih sfera. [107] Ako je više od minimalnog broja raspona je dostupan, u neposrednoj blizini raskrižja više od tri sferi površinama mogu se naći putem, npr najmanjih kvadrata.
Hiperboloida [ uredi ]
Ako je prijeđena udaljenost između prijemnika i satelita ja i prijeđena udaljenost između prijemnika i satelita j su oduzeti, a rezultat je ( t ja - a ja ) c - ( t j - e j ) c , koji uključuje samo poznate ili mjeriti količinama. Položaj točaka ima konstantnu razliku u udaljenosti do dvije točke (ovdje, dva satelita) je hyperboloid (vidi Multilateration ). Dakle, od četiri ili više mjereno vrijeme za prijem, prijemnik može biti stavljen na raskrižju površina od tri ili više hiperboloida. [51] [52]
Obli češeri [ uredi ]
Prostor rješenje [ x, y, z, b ] može se promatrati kao četiri-dimenzionalnom geometrijskom prostoru. U tom slučaju svaki od jednadžbi opisuje sferičnu stožac , [108] s šiljak nalazi na satelitski, i baze sferu oko satelita. Prijemnik je na raskrižju četiri ili više takvih kukova.
Metode rješavanja [ uredi ]
Najmanjih kvadrata [ uredi ]
Kada se više od četiri satelita su dostupni, izračun možete koristiti četiri najbolje, ili više od četiri istovremeno (do vidljivih satelita), ovisno o broju prijamnika kanala, obradu sposobnosti i geometrijske razrjeđivanja preciznosti (GDOP).
Korištenje više od četiri uključuje nad određen sustav jednadžbi bez jedinstveno rješenje; takav sustav može riješiti jedan najmanjih kvadrata ili ponderirane metodom najmanjih kvadrata. [103]
{\ Displaystyle \ lijevi ({\ hat {x}}, {\ hat {y}}, {\ hat {z}}, {\ hat {b}} \ D) = {\ strujanje {\ lijevo (x, y, z, b \ desno)} {\ arg \ min}} \ suma _ {i} \ lijevo ({\ sqrt {(x-x_ {i}) ^ {2} + (y-y_ {i}) ^ {2} + (z-z_ {i}) ^ {2}}} + bc-p_ {i} \ D) ^ {2}} \ Lijevo ({\ hat {x}}, {\ hat {y}}, {\ hat {z}}, {\ hat {b}} \ D) = {\ strujanje {\ lijevo (x, y, z b \ desno)} {\ arg \ min}} \ suma _ {i} \ lijevo ({\ sqrt {(x-x_ {i}) ^ {2} + (y-y_ {i}) ^ {2 } + (z-z_ {i}) ^ {2}}} + bc-p_ {i} \ D) ^ {2}
Iterativni [ uredi ]
Obje jednadžbe za četiri satelita, ili najmanjih kvadrata jednadžbi za više od četiri godine, nisu linearne i trebaju posebne metode rješavanja problema. Čest je pristup po iteraciji na linearizirani oblik jednadžbe, (npr, Gauss-Newton algoritam ).
GPS sustav je prvobitno razvijen uz pretpostavku korištenja brojčana najmanjih kvadrata rješenje metoda-odnosno, prije nego što su se našli zatvoreni oblik rješenja.
Zatvoreni oblik [ uredi ]
Jedno rješenje zatvorenog oblika na gore skup jednadžbi je razvio S. Bancroft. [104] [109] Njegova svojstva su dobro poznata, [51] [52] [110] posebno predlagatelji tvrde da je superiorna u niskim GDOP situacije, u usporedbi s ponavljajućim metode najmanjih kvadrata. [109]
Bancroft metoda je algebarska, za razliku od numerički, i može se koristiti za četiri ili više satelita. Kada se koriste četiri satelita, ključni koraci su inverzija 4x4 matrice i otopinom jednog varijabilni jednadžbe. Bancroft je metoda pruža jedan ili dva rješenja za nepoznatim količinama. Kada postoje dva (obično slučaj), samo jedan je blizu Zemlji osjetljiv rješenje. [104]
Kada primatelj koristi više od četiri satelita za rješenje, Bancroft koristi generalizirani inverzna (tj pseudoinverse) pronaći rješenje. Međutim, slučaj je napravljen da iterativne metode (npr Gauss-Newton algoritam ) za rješavanje preko određen nelinearnih najmanjih kvadrata (NLLS) problemi općenito pružiti točniji rješenja. [111]
Leick et al. (2015) navodi da "(1985) rješenje Bancroft je vrlo rano, ako ne i prvi, zatvoreni oblik rješenje." [112] Drugi zatvoreni oblik rješenja su objavljeni nakon toga, [113] [114] iako je njihovo usvajanje u praksi je nejasno.
Izvori pogrešaka i analiza [ uredi ]
Glavni članak: Analiza pogrešaka sustava za globalno pozicioniranje
GPS analiza pogreške istražuje izvore pogrešaka u GPS rezultata i očekivanu veličinu tih pogrešaka. GPS omogućuje podešavanje za prijemnik sat pogreške i druge učinke, ali neke preostale pogreške ostaju bez korekcije. Izvori pogrešaka uključuju signal za vrijeme dolaska mjerenja, numeričke proračune, atmosferski efekti (ionosferske / troposferski zakašnjenja), efemeride i sat podataka, višestaznosti signale, i prirodne i umjetne smetnje. Magnituda rezidualnih pogrešaka iz tih izvora ovisi o geometrijskim razrjeđivanja preciznosti. Umjetni pogreške mogu biti posljedica ometanje uređaja i ugroziti brodove i zrakoplove [115] ili namjernih degradacije signala putem selektivnog dostupnosti, što ograničava točnost ~ 6-12 m, ali je isključen jer je 1. svibnja 2000. [116] [117 ]
Točnost pojašnjenje i geodetske [ uredi ]
Glavni članak: poboljšanje GNSS
Ovaj članak duplicira opseg ostalih proizvoda , posebno, GNSS pojašnjenje . Molimo raspraviti ovo pitanje na stranici za razgovor i urediti ga u skladu s Wikipedije priručnika stila . (Studeni 2013.)
Povećanje [ uredi ]
Integriranje vanjske informacije u procesu izračuna može značajno poboljšati točnost. Takvi sustavima za povećanje uglavnom su ime ili opisane na temelju kako je informacija stigne. Neki sustavi prenose dodatne informacije o njoj (kao što su sat drift, prolazna pojava, ili ionosferskog kašnjenja ), drugi karakteriziraju prethodne greške, dok je treća skupina pruža dodatnu plovidbenu ili vozilo informacije.
Primjeri povećavanje sustava uključuju široko područje povećanja sustava (WAAS), europski geostacionarnoj Navigation Overlay usluge (EGNOS), diferencijalnog GPS (DGPS), inercijske navigacijske sustave (INS) i GPS potpom . Standardna točnost od oko 15 metara (49 stope) može se povećati na 3-5 metara (9.8-16.4 ft) DGPS, a na oko 3 metra (9,8 stopa) sa WAAS. [118]
Precizno praćenje [ uredi ]
Točnost može biti poboljšana kroz precizno praćenje i mjerenje postojećih GPS signala u dodatnim ili alternativnim načinima.
Najveći preostala pogreška obično je nepredvidiva kašnjenje kroz ionosferu . Letjelica emitira u ionosferi parametara modela, ali neke greške ostaju. To je jedan od razloga GPS letjelica prenositi na barem dvije frekvencije, L1 i L2. Ionosferska kašnjenje je dobro definirana funkcija frekvencije i ukupnog sadržaja elektrona (TEC) duž puta, pa mjerenje vremena dolaska razlika između frekvencija na utvrdi TEC a time i precizna u ionosferi odgode u svakoj frekvenciji.
Vojni prijemnici mogu dekodirati P (Y) kod prenose i na L1 i L2. Bez dešifriranje tipke, to je još uvijek moguće koristiti Codeless tehniku za usporedbu P (Y) kodovi na L1 i L2 steći mnogo istim podacima pogreške. Međutim, ova tehnika je sporo, tako da je trenutno dostupan samo na specijalizirane opremu za ispitivanje. U budućnosti, dodatni civilni kodovi se očekuje da će se prenositi na L2 i L5 frekvencijama (vidi modernizaciju GPS ). Svi korisnici će tada biti u mogućnosti to obaviti mjerenja dual-frekvencije i izravno izračunati ionosferi kašnjenja pogreške.
Drugi oblik precizno praćenje naziva Carrier-Phase Enhancement (CPGPS). Ovo ispravlja pogrešku koja nastaje zbog puls tranzicija PRN nije trenutno, a time i korelacija (TV-prijemnik slijed podudaranje) operacija je nesavršena. CPGPS koristi L1 nosač val, koji ima rok od{\ displaystyle {\ frac {1 \, \ mathrm {e}} {1575.42 \ puta 10 ^ {6}}} = 0.63475 \, \ mathrm {ns} \ cca 1 \, \ mathrm {ns} \} {\ Frac {1 \, \ mathrm {e}} {1575.42 \ puta 10 ^ {6}}} = 0.63475 \, \ mathrm {ns} \ oko 1 \, \ mathrm {ns} \ , koji je je oko jedne tisućinke C / A Gold broj bita razdoblje{\ displaystyle {\ frac {1 \, \ mathrm {s}} {1023 \ puta 10 ^ {3}}} = 977.5 \, \ mathrm {ns} \ oko 1000 \, \ mathrm {ns} \} {\ Frac {1 \, \ mathrm {s}} {1023 \ puta 10 ^ {3}}} = 977,5 \, \ mathrm {ns} \ oko 1000 \, \ mathrm {ns} \ , na djelovati kao dodatni sat signala i riješiti neizvjesnost. Pogreška fazna razlika u normalnom GPS iznosi 2-3 metara (7-10 stopa) od dvosmislenosti. CPGPS rade u roku od 1% od savršenog tranzicije smanjuje ove pogreške do 3 cm (1,2 in) dvosmislenosti. Po uklanjanju ovaj izvor pogreške, CPGPS zajedno s DGPS obično ostvaruje između 20-30 cm (8-12 u) apsolutne točnosti.
Relativna Kinematic pozicioniranje (RKP) i treća alternativa za precizne GPS-based sustav pozicioniranja. U ovom pristupu, određivanje dometa signala može biti riješen s preciznošću od manje od 10 centimetara (4 in). To se postiže rješavanjem broj ciklusa da se signal prenosi i prima prijamnik pomoću kombinacije diferencijalnog GPS (DGPS) Ispravak podataka, prijenos informacija i rješavanje nejasnoća tehnika faze GPS signal putem statističkih testova-eventualno uz obradu u realnom vremenski ( real-time kinematička pozicioniranje , RTK).
Mjerenje vremena [ Uredi ]
Prijestupna sekunda [ uredi ]
Dok većina satovi izvode svoje vrijeme s koordiniranom univerzalnom vremenu (UTC), atomski satovi na satelitima su postavljeni na GPS vrijeme (GPST, vidi stranicu United States Naval Observatory ). Razlika je u tome GPS vrijeme ne korigira odgovarati rotaciju Zemlje, tako da ne sadrži prijestupna sekunda ili druge ispravke koje su povremeno dodaju u UTC. GPS vrijeme je bio postavljen tako da odgovara UTC 1980. godine, ali je u međuvremenu razišli. Nedostatak korekcija znači da GPS vrijeme ostaje na istoj ofset s međunarodno atomsko vrijeme (TAI) (TAI - GPS = 19 sekundi). Povremene korekcije izvode na satove na brodu držati ih sinkronizirati s tla satova. [119]
GPS navigacijski poruka sadrži razliku između GPS vrijeme i UTC. Od srpnja 2015., GPS vrijeme je 17 sekundi ispred UTC zbog skoka drugi dodan u UTC 30. lipnja 2015. [120] [121] prijemnici oduzimati to pomak od GPS vrijeme za izračunavanje UTC i posebne Timezone vrijednosti. Novi GPS uređaja možda neće prikazati točno vrijeme UTC tek nakon primitka UTC pomak poruku. GPS-UTC polje pomaka može primiti 255 prijestupna sekunda (osam bita).
Točnost [ uredi ]
GPS vrijeme je teoretski točno da oko 14 nanosekundi. [122] Ipak, većina prijemnici izgubiti preciznost u tumačenju signale i samo su točne do 100 nanosekundi. [123] [124]
Format [ uredi ]
Za razliku od godinu, mjesec i dan formatu gregorijanskom kalendaru , datum GPS se izražava kao broj tjedna i sekunda-u-tjednu broj. Broj tjedan se prenosi kao tendenci- bitnom polju u C / A i P (Y) navigacijskih poruka, i tako ona postaje nula opet svakih 1024 tjedana (19,6 godina). GPS tjedan nula počeo u 00:00:00 UTC (00:00:19 TAI) 6. siječnja 1980., a broj tjedan postao nula opet po prvi put u 23:59:47 UTC 21. augusta 1999. godine (00 : 00: 19 tai 22. kolovoza, 1999). Za određivanje trenutnog gregorijanski datum, GPS prijemnik mora imati približan datum (u roku od 3,584 dana) ispravno prevesti signal datum GPS. Da bi se riješila taj problem na modernizirani GPS navigacijski poruka koristi 13-bitnu polje koje se ponavlja samo svakih 8,192 tjedana (157 godina), čime se u trajanju do 2137 godine (157 godina nakon GPS tjedan nula).
Praćenje Carrier faza (izmjere) [ uredi ]
Druga metoda koja se koristi u geodetske prijava je faza nosač za praćenje. Razdoblje prijenosna frekvencija pomnožen s brzinom svjetlosti daje valnu duljinu, što je oko 0,19 metara za prijevoznika L1. Točnost u roku od 1% od valne duljine u otkrivanju vodeći rub smanjuje taj komponentu pseudoudaljenosti pogreške u samo 2 milimetra. To se uspoređuje s 3 metra za C / A kod i 0,3 metra za P koda.
Nema komentara:
Objavi komentar