Системы глобального позиционирования сегодня занимают довольно важное место в повседневной жизни человечества. Больше всего выгоды извлекают из них путешественники, водители, специалисты телекоммуникаций и все, чья деятельность связана с ориентацией в пространстве.
Хотелось бы немного подробнее узнать и рассказать об этой теме. У меня у самого КПК с GPS-приемником. И стало очень интересно каким же образом этот довольно компактный девайс узнает о своем местоположении. За информацией я обратился к товарищу с очень знаменитой фамилией Гугл. Вот, что он мне поведал.
На сегодняшний день представлены несколько вариантов реализации систем глобального позиционирования. Среди них системы спутниковой навигации GPS (США), ГЛОНАСС (Россия-СССР), Бэйдоу (Китай), Галилео (ЕС), системы радионавигации наземного базирования Omega, Loran-C(USA), Decca, Consol(GB), Альфа, Чайка(Россия), системы определения местоположения абонента сотовой сети.
Первые спутниковые системы навигации разрабатывались и вводились в строй в конце 60х- начале 70х годов ХХ века. В США была разработана система навигации для ВМС на базе низкоорбитальных спутников, получившая имя TRANSIT. С 1967 года система TRANSIT находится в комерческом использовании. Она позволила с помощью малогабаритных приемников GEOCEIVER определять координаты точек с точность до нескольких метров. С помощью этой системы в СССР (в последствии в России) была создана доплеровская геодезическая сеть (1984-1993 гг.) Кроме этого в СССР разрабатывалась собственная спутниковая система навигации Циклон и ее гражданский вариант Цикада( высота орбит спутников 1000 км). К первому поколению систем спутниковой навигации так же можно отнести международную систему обнаружения терпящих бедствие КОСПАС-SARSAT.
Системы следующего поколения GPS(США) и ГЛОНАСС (СССР) совершили прорыв в области спутниковой навигации.
Первые прототипы системы глобального позиционирования
GPS(Global Positioning System) разрабатывались исключительно для нужд военных. Инициатором разработки и создания системы GPS стало министерство обороны США. Разработка системы началась в 1973 году, когда минобороны СШВ перестала устраивать существующая навигационная система. Проект получил название NAVSTAR GPS (NAVigation Satellites providing Time And Ranging Global Positioning System) Первая орбитальная группировка спутников системы разворачивалась с июня 1989 по март 1994 года. На орбиту выведено 24 спутника. Окончательно система введена в эксплуатацию в 1995 году. Эксплуатируется и обслуживается Министерством обороны США.
В состав системы входит три основных сегмента: космический, наземный и пользовательский.
Космический сегмент это 31 автономный спутник(сентябрь 2007, масса спутника 1055 кг), равномерно распределенные по 6 орбитам с высотой 20180-20350 км (для полноценного функционирования системы достаточно 24 спутников). Максимальное число спутников, которые могут работать в системе NAVSTAR GPS - 32. Каждый спутник излучает два вида сигнала на разных частотах. Один из них - это специальный навигационный сигнал передаваемый на двух частотах, в котором зашифрованы 2 вида кода. Один код доступен всем пользователям навигационной системы, а второй лишь избранным - военным и федеральным службам США. Второй вид - это сигнал, информирующий пользователя о дополнительных параметрах: состоянии спутников, их работоспособности и т.п.
Наземный сегмент представляет собой сеть наземных станций слежения, которые периодически контролируют параметры орбит спутников. Сеть включает 5 наземных станций, расположенных в тропических широтах, которые с периодичностью не реже 1-2х раз в сутки вычисляют баллистические характеристики, регистрируют отклонения спутников от расчетных траекторий, определяют время бортовых часов, производят мониторинг исправности и корректного функционирования навигационной аппаратуры(для обнаружения отказа требуется несколько часов) и т.д.
Пользовательский сегмент - это GPS-приемники, выпускаемые как самостоятельные устройства, так и в составе других портативных и стационарных устройств: КПК, мобильных телефонов, в виде плат для подключения к ПК
Система глобального позиционирования позволяет:
-определить местонахождение мобильного абонента
-определить наиболее короткий и удобный путь до пункта назначения
-определить обратный маршрут
-определить скорости движения
-определить время в пути и т.д.
продолжение следует....
