Ako funguje GPS. Satelitný navigačný systém GPS - princíp, schéma, použitie

Takmer všetky moderné smartfóny sú vybavené čipom GPS. Navigačný modul je tiež prítomný vo väčšine tabletov s operačným systémom Android. Nie všetci používatelia však vedia, že čip je často predvolene vypnutý. Výsledkom je, že títo ľudia sú prekvapení, že fotografie nie sú geograficky označené a služba Google Now neukazuje cestu k ich domovu. Našťastie môžete GPS na tablete a smartfóne zapnúť bez námahy.

Prečo potrebujete GPS?

Pred niekoľkými desaťročiami boli satelity GPS dostupné iba armáde. Američania však rýchlo pochopili, že z navigačných čipov, aplikácií a máp sa dá zarobiť veľa peňazí. Vďaka tomu sa k technológii dostali bežní ľudia – stačilo si zaobstarať príslušné zariadenie. Spočiatku to boli špecializované GPS navigátory. A teraz sa navigačný modul vážne zmenšil, a preto ho možno zabudovať aj do bežného smartfónu.

Signál GPS vám pomôže pochopiť, kde na svete sa práve nachádzate. Je to užitočné z niekoľkých dôvodov:

• Navigačná aplikácia vám pomôže nestratiť sa v lese;
• S navigáciou sa môžete pohybovať aj v neznámom meste;
• Môžete ľahko nájsť adresu, ktorú potrebujete;
• Ušetríte sa pred zápchami - služba "Premávka" im pomáha vyhnúť sa;
• Rôzne aplikácie vám ukážu reštaurácie a nákupné centrá v okolí;
• GPS pomáha určiť rýchlosť pohybu.

Navigačný čip môže byť skrátka veľmi užitočný. Za jeho používanie však budete musieť zaplatiť. Ak sa rozhodnete zapnúť GPS na Androide, potom sa pripravte na vyššiu spotrebu energie. Najviac sa to prejavuje na starších zariadeniach, kde chýba podpora technológie A-GPS. Aj na lacných a starých smartfónoch je problém s príjmom signálu GPS. Naši pomôžu priblížiť sa k jeho riešeniu.

aktivácia GPS

Ale dosť bolo textov ... Poďme zistiť, ako povoliť GPS na telefóne s Androidom. Toto sa robí veľmi jednoducho:

1. Prejdite do ponuky zariadenia a klepnite na ikonu „ nastavenie».

2. Tu vyberte položku " Miesto».

3. Kliknite na položku " Režim».

4. Vyberte režim polohovania " Všetky zdroje"alebo" GPS satelity».

Poznámka: na smartfónoch Samsung a niektorých ďalších sa názvy položiek môžu líšiť. Napríklad časť „ Miesto"Môže mať meno" Geodáta».

GPS satelit na obežnej dráhe

Základným princípom používania systému je určenie polohy meraním momentov príjmu synchronizovaného signálu z navigačných satelitov k spotrebiteľovi. Vzdialenosť sa vypočítava z času oneskorenia šírenia signálu od jeho odoslania satelitom po jeho príjem anténou prijímača GPS. To znamená, že na určenie trojrozmerných súradníc potrebuje prijímač GPS štyri rovnice: „vzdialenosť sa rovná súčinu rýchlosti svetla rozdielom medzi okamihmi prijatia spotrebiteľského signálu a okamihom jeho synchrónneho vysielania zo satelitov. ":

Tu: - umiestnenie i-tého satelitu, - čas príjmu signálu z i-tého satelitu podľa hodín spotrebiteľa, - neznámy časový okamih synchrónneho vysielania signálu všetkými satelitmi podľa hodín spotrebiteľa, - rýchlosť svetla, - neznáma trojrozmerná poloha spotrebiteľa.

História

Myšlienka vytvorenia satelitnej navigácie sa zrodila už v 50-tych rokoch. V momente, keď ZSSR vypustil prvý umelý satelit Zeme, americkí vedci pod vedením Richarda Kershnera pozorovali signál vychádzajúci zo sovietskeho satelitu a zistili, že vďaka Dopplerovmu efektu sa frekvencia prijímaného signálu s približovaním satelitu zvyšuje. a s jeho vzdialenosťou klesá. Podstatou objavu bolo, že ak presne poznáte svoje súradnice na Zemi, potom je možné zmerať polohu a rýchlosť satelitu a naopak, ak presne poznáte polohu satelitu, môžete určiť svoju vlastnú rýchlosť a súradnice. .

Táto myšlienka bola realizovaná o 20 rokov neskôr. V roku 1973 bol spustený program DNSS, neskôr premenovaný na Navstar-GPS a potom na GPS. Prvá skúšobná družica bola vypustená 14. júla 1974 a posledná zo všetkých 24 družíc potrebných na úplné pokrytie zemského povrchu bola vypustená v roku 1993, čím sa GPS uviedol do prevádzky. Bolo možné použiť GPS na presné navádzanie rakiet na stacionárne a potom na pohybujúce sa objekty vo vzduchu a na zemi.

Pôvodne bol GPS, globálny polohovací systém, vyvinutý ako čisto vojenský projekt. No po zostrelení lietadla Korean Airlines s 269 pasažiermi na palube, ktoré v roku 1983 vtrhlo do sovietskeho vzdušného priestoru v dôsledku dezorientácie posádky vo vesmíre, povolil americký prezident Ronald Reagan v snahe zabrániť podobným tragédiám v budúcnosti čiastočné využitie navigačného systému na civilné účely. Aby sa zabránilo použitiu systému na vojenské účely, presnosť bola znížená špeciálnym algoritmom. [ objasniť]

Potom bolo oznámené, že niektoré spoločnosti rozlúštili algoritmus na zníženie presnosti na frekvencii L1 a úspešne kompenzovali túto zložku chyby. V roku 2000 bolo toto zhrubnutie presnosti zrušené dekrétom amerického prezidenta Billa Clintona.

Satelity

Blokovať	Obdobie spustí	Štart satelitu				Práca teraz
		Spustiť šteniatko	nie úspešne	pripravený- kučery	Plán znížená klasifikácia
ja	1978-1985	10	1	0	0	0
II	1989-1990	9	0	0	0	0
IIA	1990-1997	19	0	0	0	11
IIR	1997-2004	12	1	0	0	12
IIR-M	2005-2009	8	0	0	0	7
IIF	2010-2011	2	0	10	0	2
IIIA	2014-?	0	0	0	12	0
Celkom		59	2	10	12	31
(Posledná aktualizácia údajov: 9. októbra 2011)

Technická realizácia

Vesmírne satelity

Nespustený satelit vystavený v múzeu. Pohľad zo strany antén.

Dráhy satelitov

Dráhy satelitov systému GPS. Príklad viditeľnosti satelitov z jedného z bodov na povrchu Zeme. Viditeľný satelit – počet satelitov viditeľných nad obzorom pozorovateľa v ideálnych podmienkach (otvorenom poli).

Satelitná konštelácia systému NAVSTAR sa točí okolo Zeme po kruhových dráhach s rovnakou výškou a dobou obehu pre všetky satelity. Kruhová dráha s výškou okolo 20 200 km je dráha s dennou frekvenciou s dobou obehu 11 hodín 58 minút; teda družica vykoná dva obehy okolo Zeme za jeden hviezdny deň (23 hodín 56 minút). Sklon obežnej dráhy (55°) je tiež spoločný pre všetky satelity v systéme. Jediný rozdiel medzi dráhami satelitov je zemepisná dĺžka vzostupného uzla alebo bod, v ktorom rovina dráhy satelitu pretína rovník: tieto body sú od seba vzdialené približne 60 stupňov. Satelity sa teda napriek rovnakým (okrem zemepisnej dĺžky vzostupného uzla) orbitálnym parametrom otáčajú okolo Zeme v šiestich rôznych rovinách, v každej po 4 vozidlá.

RF charakteristiky

Satelity vysielajú signály otvorené na použitie v pásmach: L1 = 1575,42 MHz a L2 = 1227,60 MHz (začínajúc blokom IIR-M) a modely IIF budú tiež vysielať na L5 = 1176,45 MHz. Navigačné informácie môžu byť prijímané anténou (zvyčajne v priamej viditeľnosti satelitov) a spracovávané pomocou prijímača GPS.

Štandardný presný kód (kód C / A - modulácia BPSK (1)) vysielaný v pásme L1 (a signál L2C (modulácia BPSK) v pásme L2 z IIR-M) je distribuovaný bez obmedzenia použitia. Umelé tlmenie signálu (režim selektívneho prístupu - SA), pôvodne používané na L1, je od mája 2000 vypnuté. Od roku 2007 Spojené štáty konečne opustili metódu umelého zhrubnutia. S uvedením zariadení bloku III sa plánuje zavedenie nového signálu L1C (modulácia BOC (1,1)) v pásme L1. Bude mať spätnú kompatibilitu, zlepšenú sledovateľnosť a väčšiu kompatibilitu so signálmi Galileo L1.

Pre vojenských používateľov sú dodatočne dostupné signály v pásmach L1 / L2, modulované protihlukovým krypto-odolným P (Y) kódom (BPSK (10) modulácia). Počnúc zariadeniami IIR-M bol uvedený do prevádzky nový M-kód (používa sa modulácia BOC (15,10)). Použitie M-kódu umožňuje systému fungovať v rámci konceptu Navwar (navigačná vojna). M-kód sa prenáša na existujúcich frekvenciách L1 a L2. Tento signál má zvýšenú odolnosť voči šumu a stačí určiť presné súradnice (v prípade P-kódu bolo potrebné prijať aj C/A kód). Ďalšou vlastnosťou M-kódu bude možnosť prenášať ho pre konkrétnu oblasť s priemerom niekoľko stoviek kilometrov, kde bude sila signálu o 20 decibelov vyššia. Konvenčný signál M je už dostupný v satelitoch IIR-M, zatiaľ čo signál s úzkym vyžarovaním bude dostupný iba so satelitmi GPS-III.

S vypustením blokového IIF satelitu bola zavedená nová frekvencia L5 (1176,45 MHz). Tento signál sa nazýva aj bezpečnosť života. Signál L5 je o 3 decibely silnejší ako civilný signál a má 10-krát väčšiu šírku pásma. Signál je možné použiť v kritických situáciách spojených s ohrozením ľudského života. Signál bude plne využívaný po roku 2014.

Signály sú modulované dvoma typmi pseudonáhodných sekvencií (PRN): C/A kód a P kód. C / A (Clear access) - verejne dostupný kód - je PRN s frekvenciou opakovania 1023 cyklov a frekvenciou opakovania impulzov 1023 MHz. Práve s týmto kódom fungujú všetky civilné GPS prijímače. P (chránený / presný) -kód sa používa v uzavretých systémoch na všeobecné použitie, doba jeho opakovania je 2 * 1014 cyklov. Signály modulované P-kódom sa prenášajú na dvoch frekvenciách: L1 = 1575,42 MHz a L2 = 1227,6 MHz. C/A kód sa prenáša iba na frekvencii L1. Nosič je okrem PRN kódov modulovaný aj navigačnou správou.

Typ satelitu	GPS-II	GPS-IIA	GPS-IIR	GPS-IIRM	GPS-IIF
Hmotnosť, kg	885	1500	2000	2000	2170
Dĺžka života	7.5	7.5	10	10	15
Čas na palube	Čs	Čs	Rb	Rb	Rb + Cs
Medzisatelitné spojenie	-	+	+	+	+
Autonómny práca, dni	14	180	180	180	>60
Proti žiareniu ochranu	-	-	+	+	+
Anténa	-	-	Vylepšený	Vylepšený	Vylepšený
Prispôsobiteľné na obežnej dráhe a moci palubný vysielač	+	+	++	+++	++++
Navigačné signál	L1: C / A + P L2: P	L1: C / A + P L2: P	L1: C / A + P L2: P	L1: C/A + P + M L2: C / A + P + M	L1: C/A + P + M L2: C / A + P + M L5: C

24 satelitov poskytuje 100% výkon systému kdekoľvek na svete, no nie vždy dokážu zabezpečiť spoľahlivý príjem a dobrý výpočet polohy. V záujme zvýšenia presnosti určovania polohy a rezervy v prípade porúch je preto celkový počet satelitov na obežnej dráhe udržiavaný vo väčšom počte (31 vozidiel v marci 2010).

Pozemné riadiace stanice vesmírneho segmentu

Hlavný článok: pozemný segment satelitného navigačného systému

Orbitálna konštelácia je sledovaná z hlavnej riadiacej stanice umiestnenej v US Air Force Schriever, Colorado, USA a pomocou 10 sledovacích staníc, z ktorých tri stanice sú schopné posielať korekčné dáta na satelity vo forme rádiových signálov s frekvenciou 2000 -4000 MHz. Satelity najnovšej generácie zdieľajú prijaté dáta medzi ostatnými satelitmi.

GPS aplikácia

Prijímač GPS signálu

Napriek tomu, že projekt GPS bol pôvodne zameraný na vojenské účely, dnes sa GPS široko používa na civilné účely. Prijímače GPS sa predávajú v mnohých obchodoch s elektronikou a sú integrované do mobilných telefónov, smartfónov, PDA a onborderov. Spotrebiteľom sa tiež ponúkajú rôzne zariadenia a softvérové ​​produkty, ktoré im umožňujú vidieť svoju polohu na elektronickej mape; schopnosť položiť trasy s prihliadnutím na dopravné značky, povolené odbočky a dokonca aj dopravné zápchy; hľadať na mape konkrétne domy a ulice, atrakcie, kaviarne, nemocnice, čerpacie stanice a ďalšie zariadenia infraštruktúry.

Boli predložené návrhy na integráciu systémov Iridium a GPS.

Presnosť

Komponenty, ktoré ovplyvňujú chybu jedného satelitu pri meraní pseudovzdialenosti, sú uvedené nižšie:

Zdroj chyby	RMS hodnota chyby, m
Nestabilita generátora	6,5
Oneskorenie palubného vybavenia	1,0
Neistota priestorovej polohy satelitu	2,0
Ďalšie chyby vesmírneho segmentu	1,0
Nepresnosť efemerid	8,2
Iné chyby pozemného segmentu	1,8
Ionosférické oneskorenie	4,5
Troposférické oneskorenie	3,9
Chyba šumu prijímača	2,9
Multipath	2,4
Iné chyby segmentov používateľov	1,0
Celková chyba	13,1

Celková chyba sa nerovná súčtu komponentov.

Typická horizontálna presnosť moderných GPS prijímačov je asi 6-8 metrov s dobrou satelitnou viditeľnosťou a korekčnými algoritmami. Na území USA, Kanady, Japonska, Číny, Európskej únie a Indie sú stanice WAAS, EGNOS, MSAS atď., ktoré vysielajú korekcie pre diferenciálny režim, čo umožňuje znížiť chybu na 1-2 metrov na území týchto krajín. Pri použití zložitejších diferenciálnych režimov možno presnosť určenia súradníc dosiahnuť na 10 cm Presnosť akejkoľvek SNS silne závisí od otvorenosti priestoru, od výšky použitých satelitov nad horizontom.

V blízkej budúcnosti budú všetky zariadenia súčasného štandardu GPS nahradené novšou verziou GPS IIF, ktorá má množstvo výhod vrátane vyššej odolnosti voči rušeniu.

Ale hlavná vec je, že GPS IIF poskytuje oveľa vyššiu presnosť určovania polohy. Ak súčasné satelity poskytujú presnosť 6 metrov, potom nové satelity budú schopné určiť polohu podľa očakávania s presnosťou min. 60-90 cm. Ak takáto presnosť bude nielen pre armádu, ale aj pre civilné aplikácie, tak je to dobrá správa pre majiteľov GPS navigátorov.

V októbri 2011 boli na obežnú dráhu vypustené prvé dva satelity z novej verzie: GPS IIF SV-1 bol vypustený v roku 2010 a GPS IIF-2 bol vypustený 16. júla 2011.

Pôvodný kontrakt počítal celkovo s vypustením 33 satelitov GPS novej generácie, následne sa však pre technické problémy spustenie posunulo z roku 2006 na rok 2010 a počet satelitov sa znížil z 33 na 12. Všetky budú vypustené na obežnú dráhu v blízkej budúcnosti.

Zlepšená presnosť satelitov GPS novej generácie je umožnená použitím presnejších atómových hodín. Keďže sa satelity pohybujú rýchlosťou približne 14 000 km/h (3,874 km/s) (prvá vesmírna rýchlosť pri 20 200 km), zlepšenie presnosti času dokonca aj na šiestej číslici je pre trianguláciu rozhodujúce.

nevýhody

Spoločnou nevýhodou používania akéhokoľvek rádionavigačného systému je to za určitých podmienok sa signál nemusí dostať k prijímaču alebo prísť s výrazným skreslením alebo oneskorením. Napríklad je takmer nemožné určiť vašu presnú polohu v hĺbke bytu vo vnútri železobetónovej budovy, v pivnici alebo v tuneli, a to ani pomocou profesionálnych geodetických prijímačov. Keďže prevádzková frekvencia GPS leží v rozsahu decimetrov rádiových vĺn, príjem signálu zo satelitov sa môže vážne zhoršiť pod hustým lístím alebo v dôsledku veľmi veľkej oblačnosti. Normálny príjem GPS signálov môže byť narušený rušením z mnohých pozemných rádiových zdrojov, ako aj (v ojedinelých prípadoch) z magnetických búrok, alebo zámerne vytvorený "rušičkami" (tento spôsob riešenia satelitných autoalarmov často využívajú autá zlodeji).

Nízky sklon obežných dráh GPS (asi 55) vážne zhoršuje presnosť v cirkumpolárnych oblastiach Zeme, pretože satelity GPS mierne stúpajú nad horizont.

Za podstatnú vlastnosť GPS sa považuje úplná závislosť podmienok pre príjem signálu z ministerstva obrany USA.

Teraz [ kedy?] Ministerstvo obrany USA sa rozhodlo začať s kompletnou modernizáciou systému GPS. Plánovalo sa to už dlhšie, no začať realizovať tento projekt bolo možné až teraz. Modernizácia nahradí staré satelity novými, ktoré navrhli a vyrobili spoločnosti Lockheed Martin a Boeing. Tvrdí sa, že budú schopné poskytnúť presnosť určovania polohy s chybou 0,5 metra.

Implementácia tohto programu bude trvať [ ktorý?] čas. Americké ministerstvo obrany tvrdí, že aktualizáciu systému bude možné úplne dokončiť až po 10 rokoch. Počet satelitov sa meniť nebude, stále ich bude 30: 24 prevádzkových a 6 pohotovostných.

Chronológia

1973	Rozhodnutie vyvinúť satelitný navigačný systém
1974-1979	Test systému
1977	Príjem signálu z pozemnej stanice simulujúcej satelit systému
1978-1985	Vypustenie jedenástich satelitov prvej skupiny (blok I)
1979	Znížené financovanie programu. Rozhodnutie vypustiť 18 satelitov namiesto plánovaných 24.
1980	V súvislosti s rozhodnutím o obmedzení programu používania satelitov Vela systému sledovania jadrového výbuchu bolo rozhodnuté prideliť tieto funkcie satelitom GPS. Štart prvých satelitov vybavených senzormi na registráciu jadrových výbuchov.
1980-1982	Ďalšie škrty vo financovaní programu
1983	Po smrti lietadla spoločnosti kórejská letecká spoločnosť zostrelený nad územím ZSSR, bolo rozhodnuté poskytnúť signál civilným službám.
1986	Smrť raketoplánu Raketoplán "Challenger" pozastavila vývoj programu, keďže sa plánovalo vypustenie druhej skupiny satelitov na obežnú dráhu. V dôsledku toho bola ako hlavné vozidlo vybraná nosná raketa Delta.
1988	Rozhodnutie rozmiestniť orbitálnu konšteláciu 24 satelitov. 18 satelitov nedokáže zabezpečiť bezproblémové fungovanie systému.
1989	Aktivácia satelitov druhej skupiny
1990-1991	Dočasné vypnutie SA(angl. selektívna dostupnosť- umelo vytvorené pre neoprávnených používateľov zaokrúhľovania určenia polohy na 100 metrov) v súvislosti s vojnou v Perzskom zálive a nedostatkom vojenských modelov prijímačov. Zapínanie SA 1. júna 1991
08.12.1993	Správa o pripravenosti primárneho systému (angl. Počiatočná prevádzková spôsobilosť ). V tom istom roku padlo konečné rozhodnutie poskytnúť signál na bezplatné používanie civilným službám a jednotlivcom
1994	Konštelácia satelitov je dokončená
17.07.1995	Plná pripravenosť systému (angl. Plná operačná schopnosť)
01.05.2000	Odpojenie SA pre civilných užívateľov sa tak presnosť určenia zvýšila zo 100 na 20 metrov
26.06.2004	Podpísanie spoločného vyhlásenia o interoperabilite a interoperabilite systémov Galileo a GPS 1
decembra 2006	Rusko-americké rokovania o spolupráci v oblasti zabezpečenia komplementárnosti vesmírnych navigačných systémov GLONASS a GPS.²

pozri tiež

• Transit (prvý satelitný navigačný systém, 60. roky - 1996)
• Galileo (európsky navigačný systém)
• GLONASS (ruský navigačný systém)

Poznámky (upraviť)

Literatúra

• Alexandrov I. Vesmírny rádionavigačný systém NAVSTAR (rus.) // Zahraničný vojenský prehľad... - M., 1995. - č. 5. - S. 52-63. - ISSN 0134-921X.
• Kozlovský E. Umenie polohovania // Okolo sveta... - M., 2006. - č. 12 (2795). - S. 204-280.
• Shebshaevich V.S., Dmitriev P.P., Ivantsev N.V. et al. Sieťové satelitné rádionavigačné systémy / vyd. V.S. Šebšajevič. - 2. vydanie, Rev. a pridať. - M .: Rádio a komunikácia, 1993 .-- 408 s. - ISBN 5-256-00174-4

Odkazy

Biele knihy a špecifikácie

• Oficiálna webová stránka vlády USA a systémov GPS so stavom satelitnej konštelácie (angl.)

Vysvetlenia práce

• Globálne navigačné satelitné systémy (GNSS). Ako to funguje? , gps-club.ru

Kompatibilné s Gallileo a GLONASS

• Galileo a GPS
• Spoločné vyhlásenie o interoperabilite a interoperabilite GLONASS a GPS ( (nedostupný odkaz), kopírovať)

Zmiešaný

Navigačné systémy
satelit	Historický Tranzitná cikáda / cyklón Súčasný globálny GPS GLONASS Regionálne Beidou / Kompas

Ako to už pri high-tech projektoch býva, armáda iniciovala vývoj a implementáciu systému GPS (Global Positioning System). Projekt satelitnej siete na určovanie súradníc v reálnom čase kdekoľvek na svete sa volal Navstar (Navigačný systém s časovaním a určovaním vzdialenosti), pričom skratka GPS sa objavila až neskôr, keď sa systém začal používať nielen v obrane, ale aj na civilné účely.

Prvé kroky k nasadeniu navigačnej siete sa uskutočnili v polovici sedemdesiatych rokov, pričom komerčná prevádzka systému v súčasnej podobe začala v roku 1995. Momentálne je v prevádzke 28 satelitov, rovnomerne rozmiestnených po obežných dráhach s nadmorskou výškou 20350 km (na plnohodnotnú prevádzku stačí 24 satelitov).

Trochu predbehnem a poviem, že skutočne kľúčovým momentom v histórii GPS bolo rozhodnutie prezidenta Spojených štátov amerických od 1. mája 2000 zrušiť tzv. chyba umelo zavedená do satelitných signálov pre nepresnú činnosť civilných prijímačov GPS. ... Od tohto momentu dokáže amatérsky terminál určiť súradnice s presnosťou na niekoľko metrov (predtým bola chyba desiatky metrov)! Obrázok 1 zobrazuje chyby v navigácii pred a po vypnutí režimu selektívneho prístupu (údaje).

Pokúsme sa vo všeobecnosti pochopiť, ako funguje globálny systém určovania polohy, a potom sa dotkneme niekoľkých používateľských aspektov. Začnime našu úvahu s princípom určenia rozsahu, ktorý je základom fungovania vesmírneho navigačného systému.

Algoritmus na meranie vzdialenosti od pozorovacieho bodu k satelitu.

Určenie vzdialenosti je založené na výpočte vzdialenosti od časového oneskorenia šírenia rádiového signálu zo satelitu do prijímača. Ak poznáte čas šírenia rádiového signálu, potom sa dá ľahko vypočítať cesta, ktorú prejde, jednoduchým vynásobením času rýchlosťou svetla.

Každý satelit GPS nepretržite generuje rádiové vlny dvoch frekvencií – L1 = 1575,42 MHz a L2 = 1227,60 MHz. Výkon vysielača je 50 a 8 wattov. Navigačný signál je pseudonáhodný číselný kód (PRN). PRN je dvoch typov: prvý, C / A-kód (Coarse Acquisition code - hrubý kód) sa používa v civilných prijímačoch, druhý P-kód (Precision code - presný kód) sa používa na vojenské účely a tiež, niekedy na riešenie problémov geodézie a kartografie. Frekvencia L1 je modulovaná kódom C / A aj kódom P, frekvencia L2 existuje len na prenos kódu P. Okrem opísaných existuje aj Y-kód, čo je zašifrovaný P-kód (v čase vojny sa môže šifrovací systém meniť).

Doba opakovania kódu je pomerne dlhá (napríklad pre P-kód je to 267 dní). Každý GPS prijímač má svoj vlastný oscilátor, ktorý pracuje na rovnakej frekvencii a moduluje signál podľa rovnakého zákona ako satelitný oscilátor. Z doby oneskorenia medzi rovnakými časťami kódu prijatého zo satelitu a generovaného nezávisle je teda možné vypočítať čas šírenia signálu a následne aj vzdialenosť k satelitu.

Jednou z hlavných technických ťažkostí vyššie opísanej metódy je synchronizácia hodín na satelite a v prijímači. Dokonca aj nepatrná chyba podľa konvenčných noriem môže viesť k obrovskej chybe pri určovaní vzdialenosti. Každý satelit má na palube veľmi presné atómové hodiny. Je jasné, že je nemožné nainštalovať niečo také do každého prijímača. Preto sa na opravu chýb pri určovaní súradníc v dôsledku chýb hodín zabudovaných v prijímači používa určitá redundancia v údajoch potrebných na jednoznačnú väzbu na terén (o tom trochu neskôr).

Okrem samotných navigačných signálov satelit nepretržite vysiela rôzne druhy servisných informácií. Prijímač prijíma napríklad efemeridy (presné údaje o dráhe družice), predpoveď oneskorenia šírenia rádiového signálu v ionosfére (keďže rýchlosť svetla sa mení pri prechode rôznymi vrstvami atmosféry), ako aj napr. informácie o výkone satelitu (tzv. „almanach“ obsahujúci každých 12,5 minúty aktualizované informácie o stave a dráhach všetkých satelitov). Tieto dáta sa prenášajú rýchlosťou 50 bps na frekvenciách L1 alebo L2.

Všeobecné princípy určovania súradníc pomocou GPS.

Základom myšlienky určenia súradníc prijímača GPS je vypočítať vzdialenosť od neho k niekoľkým satelitom, ktorých poloha sa považuje za známu (tieto údaje sú obsiahnuté v almanachu prijatom zo satelitu). V geodézii sa metóda výpočtu polohy objektu meraním jeho vzdialenosti od bodov s danými súradnicami nazýva trilaterácia. Obr.

Ak je známa vzdialenosť A od jedného satelitu, potom nie je možné určiť súradnice prijímača (môže byť umiestnený v akomkoľvek bode gule s polomerom A, opísanom okolo satelitu). Nech je známa vzdialenosť B prijímača od druhého satelitu. V tomto prípade nie je možné ani určenie súradníc - objekt je niekde na kružnici (na obr. 2 je znázornená modrou farbou), ktorá je priesečníkom dvoch gúľ. Vzdialenosť C od tretieho satelitu znižuje nepresnosť súradníc na dva body (označené dvoma tučnými modrými bodkami na obr. 2). To už stačí na jednoznačné určenie súradníc - faktom je, že z dvoch možných bodov umiestnenia prijímača je iba jeden na povrchu Zeme (alebo v jej bezprostrednej blízkosti) a druhý, falošný, sa ukáže byť buď hlboko vo vnútri Zeme, alebo veľmi vysoko nad jej povrchom. Pre trojrozmernú navigáciu teda teoreticky stačí poznať vzdialenosti od prijímača k trom satelitom.

V živote však nie je všetko také jednoduché. Vyššie uvedené zdôvodnenie bolo urobené pre prípad, keď sú vzdialenosti od pozorovacieho bodu k satelitom známe s absolútnou presnosťou. Samozrejme, nech sú inžinieri akokoľvek sofistikovaní, nejaká chyba sa vždy vyskytne (aspoň kvôli nepresnej synchronizácii hodín prijímača a satelitov naznačenej v predchádzajúcej časti, závislosti rýchlosti svetla od stavu atmosféry atď.). .). Preto na určenie trojrozmerných súradníc prijímača nie sú zahrnuté tri, ale najmenej štyri satelity.

Po prijatí signálu zo štyroch (alebo viacerých) satelitov prijímač vyhľadá priesečník príslušných sfér. Ak takýto bod neexistuje, procesor prijímača začne upravovať svoje hodiny metódou postupných aproximácií, až kým nedosiahne priesečník všetkých sfér v jednom bode.

Je potrebné poznamenať, že presnosť určenia súradníc je spojená nielen s presným výpočtom vzdialenosti od prijímača k satelitom, ale aj s veľkosťou chyby pri špecifikácii polohy samotných satelitov. Na kontrolu obežných dráh a súradníc satelitov slúžia štyri pozemné sledovacie stanice, komunikačné systémy a veliteľské centrum, ktoré riadi americké ministerstvo obrany. Sledovacie stanice neustále monitorujú všetky satelity v systéme a odosielajú údaje o ich dráhach do riadiaceho centra, kde sa vypočítavajú aktualizované prvky trajektórie a korekcie satelitných hodín. Tieto parametre sa zapisujú do almanachu a prenášajú sa na satelity a tie zase posielajú tieto informácie všetkým fungujúcim prijímačom.

Okrem vyššie uvedeného existuje mnoho špeciálnych systémov, ktoré zvyšujú presnosť navigácie - napríklad špeciálne schémy spracovania signálu znižujú chyby spôsobené rušením (interakcia priameho satelitného signálu s odrazeným, napríklad z budov). Nebudeme sa púšťať do špecifík fungovania týchto zariadení, aby sme zbytočne nekomplikovali text.

Po zrušení vyššie opísaného režimu selektívneho prístupu sú civilné prijímače „priviazané k terénu“ s chybou 3-5 metrov (výška je určená s presnosťou cca 10 metrov). Vyššie uvedené čísla zodpovedajú súčasnému príjmu signálu zo 6-8 satelitov (väčšina moderných zariadení má 12-kanálový prijímač, ktorý umožňuje súčasné spracovanie informácií z 12 satelitov).

Takzvaný režim diferenciálnej korekcie (DGPS - Differential GPS) umožňuje kvalitatívne znížiť chybu (až niekoľko centimetrov) v meraní súradníc. Diferenciálny režim spočíva v použití dvoch prijímačov – jeden je stacionárny v bode so známymi súradnicami a nazýva sa „základňa“ a druhý, ako predtým, je mobilný. Údaje prijaté základným prijímačom sa používajú na opravu informácií zhromaždených mobilným vozidlom. Korekciu je možné vykonávať v reálnom čase aj počas „offline“ spracovania údajov, napríklad na počítači.

Zvyčajne sa ako základ používa profesionálny prijímač, ktorý vlastní navigačná alebo geodetská spoločnosť. Napríklad vo februári 1998 v blízkosti Petrohradu nainštalovala spoločnosť NavGeoCom prvú diferenciálnu pozemnú stanicu GPS v Rusku. Výkon vysielača stanice je 100 wattov (frekvencia 298,5 kHz), čo umožňuje použitie DGPS na vzdialenosť od stanice na vzdialenosť do 300 km po mori a do 150 km po súši. Okrem pozemných prijímačov možno na diferenciálnu korekciu údajov GPS použiť aj satelitný diferenciálny servisný systém OmniStar. Korekčné dáta sú prenášané z viacerých geostacionárnych satelitov spoločnosti.

Je potrebné poznamenať, že hlavnými zákazníkmi diferenciálnej korekcie sú geodetické a topografické služby - pre súkromného používateľa nie je DGPS zaujímavý z dôvodu vysokej ceny (balík služieb OmniStar v Európe stojí viac ako 1 500 USD ročne) a objemnosti zariadenia. A je nepravdepodobné, že v každodennom živote existujú situácie, keď potrebujete poznať svoje absolútne geografické súradnice s chybou 10-30 cm.

Na záver časti o "teoretických" aspektoch fungovania GPS poviem, že Rusko sa v prípade vesmírnej navigácie vydalo vlastnou cestou a vyvíja vlastný systém GLONASS (GLOBAL NAVIGATION SATELITE SYSTEM). Ale kvôli nedostatku riadnych investícií je v súčasnosti na obežnej dráhe iba sedem satelitov z dvadsiatich štyroch potrebných na normálne fungovanie systému ...

Stručné subjektívne poznámky používateľa GPS.

Náhodou som sa v deväťdesiatom siedmom roku dozvedel z časopisu o schopnosti určiť svoju polohu pomocou nositeľného zariadenia s veľkosťou mobilného telefónu. Nádherné perspektívy nakreslené autormi článku však nemilosrdne rozbila cena navigačného prístroja uvedená v texte – takmer 400 dolárov!

O rok a pol (v auguste 1998) ma osud zavial do malého športového obchodu v americkom meste Boston. Predstavte si moje prekvapenie a radosť, keď som na jednom z okien náhodou zbadal niekoľko rôznych navigátorov, z ktorých najdrahší stál 250 dolárov (nenáročné modely boli ponúkané za 99 dolárov). Samozrejme, bez prístroja som už z obchodu nemohol odísť, a tak som začal predajcov mučiť o vlastnostiach, výhodách a nevýhodách jednotlivých modelov. Nepočul som od nich nič zrozumiteľné (a už vôbec nie preto, že neviem dobre po anglicky), tak som na to musel prísť sám. V dôsledku toho, ako to často býva, bol zakúpený najpokročilejší a najdrahší model - Garmin GPS II +, ako aj špeciálne puzdro a napájací kábel zo zásuvky zapaľovača v aute. V obchode boli k môjmu zariadeniu ešte dva doplnky - zariadenie na pripevnenie navigátora na riadidlá bicykla a kábel na pripojenie k PC. Ten som hral dlho vo svojich rukách, ale nakoniec som sa rozhodol nekúpiť kvôli značnej cene (niečo cez 30 dolárov). Ako sa neskôr ukázalo, kábel som nekúpil celkom správne, pretože všetka interakcia zariadenia s počítačom spočíva v „smotane“ v počítači prejdenej trasy (a tiež si myslím, že súradnice v reálnom čase , ale existujú o tom určité pochybnosti), a to aj vtedy, ak si zakúpite softvér od spoločnosti Garmin. Bohužiaľ chýba možnosť načítania máp do zariadenia.

Nebudem uvádzať podrobný popis môjho zariadenia, už len preto, že už bolo prerušené (tí, ktorí sa chcú zoznámiť s podrobnými technickými charakteristikami, môžu to urobiť). Poznamenám len, že hmotnosť navigátora je 255 gramov, rozmery sú 59x127x41 mm. Vďaka svojmu trojuholníkovému prierezu je zariadenie mimoriadne stabilné na stole alebo palubnej doske auta (pre bezpečnejšie uchytenie je súčasťou balenia suchý zips). Napájanie je zabezpečené štyrmi AA AA batériami (vydržia len 24 hodín nepretržitej prevádzky) alebo externým zdrojom. Pokúsim sa vám povedať o hlavných schopnostiach môjho zariadenia, ktoré, myslím, má drvivá väčšina navigátorov na trhu.

Na prvý pohľad si GPS II + možno pomýliť s mobilným telefónom vydaným pred pár rokmi. Len čo sa pozriete pozorne, všimnete si nezvyčajne hrubú anténu, obrovský displej (56x38 mm!) a na štandardy telefónu malý počet kláves.

Po zapnutí zariadenia sa spustí proces zbierania informácií zo satelitov a na obrazovke sa zobrazí jednoduchá animácia (otočná zemeguľa). Po úvodnej inicializácii (ktorá trvá niekoľko minút na otvorenom mieste) sa na displeji zobrazí primitívna mapa oblohy s číslami viditeľných satelitov a vedľa nej je histogram označujúci úroveň signálu z každého satelitu. Okrem toho je indikovaná chyba navigácie (v metroch) - čím viac satelitov zariadenie vidí, tým presnejšie bude určenie súradníc.

Rozhranie GPS II + je postavené na princípe „preklápania“ stránok (je na to dokonca vyhradené tlačidlo PAGE). "Satelitná stránka" bola popísaná vyššie a okrem nej existuje "navigačná stránka", "mapa", "návratová stránka", "stránka menu" a množstvo ďalších. Je potrebné poznamenať, že opísané zariadenie nie je rusifikované, ale aj pri slabej znalosti angličtiny môžete pochopiť jeho prácu.

Navigačná stránka zobrazuje: absolútne geografické súradnice, prejdenú vzdialenosť, okamžitú a priemernú rýchlosť, nadmorskú výšku, čas pohybu a v hornej časti obrazovky elektronický kompas. Musím povedať, že výška je určená s oveľa väčšou chybou ako dve horizontálne súradnice (dokonca je na to špeciálna poznámka v užívateľskej príručke), čo neumožňuje použitie GPS napríklad na určenie výšky paraglajdistami. . Okamžitá rýchlosť je však vypočítaná mimoriadne presne (najmä pre rýchlo sa pohybujúce objekty), čo umožňuje použiť zariadenie na určenie rýchlosti snežných skútrov (ktorých rýchlomery majú tendenciu výrazne klamať). Viem dať "zlú radu" - po požičaní auta mu vypnúť tachometer (aby počítalo menej kilometrov - veď platba je často úmerná najazdeným kilometrom) a určiť rýchlosť a prejdenú vzdialenosť GPS (keďže ten môže merať v míľach aj kilometroch).

Priemerná rýchlosť pohybu sa určuje podľa trochu zvláštneho algoritmu - čas nečinnosti (keď je okamžitá rýchlosť nula) sa pri výpočtoch nezohľadňuje (logickejšie by podľa mňa bolo rozdeliť prejdenú vzdialenosť celkový čas cesty, ale tvorcovia GPS II+ sa riadili niektorými inými úvahami).

Prejdená vzdialenosť sa zobrazuje na „mape“ (zariadenie má dostatok pamäte na 800 kilometrov – ak je počet najazdených kilometrov vyšší, najstaršie značky sa automaticky vymažú), takže ak chcete, môžete si pozrieť schému svojich prechádzok. Mierka mapy sa pohybuje od desiatok metrov po stovky kilometrov, čo je nepochybne mimoriadne pohodlné. Najpozoruhodnejšie je, že v pamäti zariadenia sú súradnice hlavných sídiel celého sveta! USA sú, samozrejme, zastúpené podrobnejšie (napríklad všetky oblasti Bostonu sú na mape s názvami) ako Rusko (tu je uvedená poloha iba miest ako Moskva, Tver, Podolsk atď.). Predstavte si napríklad, že smerujete z Moskvy do Brestu. Nájdite v pamäti navigátora „Brest“, stlačte špeciálne tlačidlo „GO TO“ a na obrazovke sa zobrazí miestny smer vášho pohybu; globálny smer do Brestu; počet kilometrov (samozrejme v priamom smere), ktoré zostávajú do cieľa; priemerná rýchlosť a predpokladaný čas príchodu. A tak kdekoľvek na svete - dokonca aj v Českej republike, dokonca aj v Austrálii, dokonca aj v Thajsku ...

Rovnako užitočná je aj takzvaná návratová funkcia. Pamäť zariadenia umožňuje zaznamenať až 500 kľúčových bodov (waypointov). Používateľ si môže každý bod pomenovať podľa vlastného uváženia (napríklad DOM, DACHA atď.), k dispozícii sú aj rôzne ikony pre zobrazenie informácií na displeji. Zapnutím funkcie návratu k bodu (ktorémukoľvek z vopred nahratých) získa majiteľ navigátora rovnaké možnosti ako v prípade Brestu popísanom vyššie (t. j. vzdialenosť k bodu, predpokladaný čas príchodu, resp. všetko ostatné). Mal som napríklad taký prípad. Po príchode do Prahy autom a usadení v hoteli sme sa s priateľom vybrali do centra mesta. Nechali sme auto na parkovisku a išli sme sa prejsť. Po bezcieľnej trojhodinovej prechádzke a večeri v reštaurácii sme si uvedomili, že si absolútne nepamätáme, kde sme nechali auto. Vonku je noc, sme v jednej z malých uličiek neznámeho mesta... Našťastie som si pred opustením auta zapísal do navigátora jeho polohu. Teraz, keď som stlačil pár tlačidiel na zariadení, som sa dozvedel, že auto stojí 500 metrov od nás a o 15 minút sme už počúvali tichú hudbu a smerovali autom do hotela.

Okrem priameho pohybu k zaznamenanej značke, čo nie je v mestských podmienkach vždy pohodlné, Garmin ponúka funkciu TrackBack – návrat na vašej ceste. Zhruba povedané, krivka pohybu je aproximovaná množstvom priamych úsekov a značky sú umiestnené v bodoch zlomu. Na každom priamom úseku navigátor navedie užívateľa k najbližšej značke a po jej dosiahnutí sa automaticky prepne na ďalšiu značku. Mimoriadne pohodlná funkcia pri jazde autom v neznámom teréne (samozrejme, signál zo satelitov neprechádza budovami, preto, aby ste získali údaje o vašich súradniciach v husto zastavanom prostredí, musíte hľadať viac-menej otvorené miesto).

Nebudem sa ďalej vŕtať v popise schopností zariadenia – verte, že okrem popísaných má aj množstvo príjemných a potrebných vychytávok. Jedna zmena orientácie displeja stojí za to - zariadenie môžete používať v horizontálnej (automobil) aj vertikálnej (chodec) polohe (viď obr. 3).

Za jednu z hlavných výhod GPS pre užívateľa považujem absenciu akejkoľvek platby za používanie systému. Zariadenie som si kúpil raz - a užívam si to!

Záver.

Myslím si, že nie je potrebné uvádzať oblasti použitia uvažovaného globálneho polohovacieho systému. GPS prijímače sú zabudované do áut, mobilných telefónov a dokonca aj náramkových hodiniek! Nedávno som narazil na správu o vývoji čipu, ktorý kombinuje miniatúrny GPS prijímač a GSM modul - navrhuje sa vybaviť obojky pre psov zariadeniami na ňom založenými, aby majiteľ mohol ľahko nájsť strateného psa cez mobil. siete.

Ale v každom sude medu je mucha. V tomto prípade ruské zákony fungujú ako druhé. Nebudem podrobne rozoberať právne aspekty používania GPS navigátorov v Rusku (niečo sa o tom dá nájsť), len podotknem, že teoreticky veľmi presné navigačné zariadenia (ktoré nepochybne sú aj amatérske GPS prijímače) sú v r. našu krajinu a ich majiteľov čaká zabavenie prístroja a nemalá pokuta.

Našťastie pre používateľov je v Rusku prísnosť zákonov kompenzovaná nepovinnosťou ich implementácie - napríklad po Moskve jazdí obrovské množstvo limuzín s ostrekovačom-anténou GPS prijímačov na veku kufra. Všetky viac či menej vážne námorné plavidlá sú vybavené GPS (a už vyrástla celá generácia jachtárov, ktorí majú ťažkosti s navigáciou vo vesmíre pomocou kompasu a iných tradičných navigačných prostriedkov). Dúfam, že úrady nebudú klásť reč na technický pokrok a čoskoro u nás zlegalizujú používanie GPS prijímačov (zrušili povolenia pre mobilné telefóny) a dajú súhlas aj na odtajnenie a replikáciu podrobných máp územia potrebných pre plnohodnotné využitie automobilových navigačných systémov.

Určite mnohí používatelia mobilných telefónov mali takúto otázku - čo je gps v telefóne a na čo je vlastne potrebný?

Za pár rokov sa satelitná navigácia v telefóne stala samozrejmosťou aj pre nie príliš drahé modely. Súbežne s rozšíreným používaním tejto technológie ľudia začali vymýšľať nové aplikácie pre prijímače GPS.

Okrem určenia vašej polohy na virtuálnej mape nechýbal ani sociálny aspekt. Teraz človek nielen určuje svoje súradnice, ale môže tiež dobrovoľne ukázať, kde sa momentálne nachádza. Schopnosti moderných „zariadení“ sa však neobmedzujú len na toto.

Pre väčšinu používateľov, ktorí trávia všedné dni v práci a víkendy doma, sa GPS javí ako zbytočná funkcia, ktorá len zvyšuje cenu. Pravidelne používajú elektronické mapy, určujú ich súradnice, spravidla vodiči, kuriéri a ľudia z tých profesií, kde potrebujete vedieť navigovať v neznámych oblastiach.

Preto, aby vývojári nejako ospravedlnili prítomnosť funkcie GPS, začali vytvárať rôzne geosociálne služby (napríklad geotagging - možnosť vložiť súradnice miesta streľby do súboru).

Foursquare je ukážkovým príkladom silnej aliancie a satelitnej navigácie. Vďaka tejto službe môže používateľ označiť svoju polohu nielen na virtuálnej mape, ale aj v konkrétnej inštitúcii.

Napríklad, ak sa niekto nudí, môže poslať správu s uvedením svojej polohy a pozvať priateľov. Na základe foursquare sa dokonca vytvárajú špeciálne tematické aplikácie. V tomto prípade stojí za zmienku wheretheladies.at, pomocou ktorého budú muži schopní nájsť miesta s maximálnym počtom dievčat.

To znamená, že GPS prijímač v telefóne a špeciálny softvér zohrávajú úlohu dohadzovača. Tvorcovia tohto programu sľúbili, že čoskoro vydajú jeho analóg, ale pre nežné pohlavie.

Služba Altergeo si v sieti získava na popularite. Ide o geosociálny projekt, v ktorom sa používatelia, ako aj na foursquare, môžu prihlásiť do prevádzok.

Okrem sociálnej zložky, ktorá vám umožňuje komunikovať a vidieť polohu priateľov, však Altergeo poskytuje používateľom rôzne bonusy a zľavy z prevádzok.

Dá sa povedať, že GPS-prijímač v telefóne sa stáva akousi zľavovou kartou.

Pamätajte však, že takmer všetky mobilné telefóny nie sú vybavené plnohodnotným systémom GPS, ale systémom.

Aby prijímač tohto systému mohol začať pracovať, je potrebné stiahnuť dáta z internetového servera. Zjednodušene povedané, na určenie súradníc si plnohodnotný GPS prijímač najskôr stiahne súbor s informáciami o polohe satelitov a až potom z nich dostane dáta so súradnicami.

Tento proces môže trvať desiatky minút. Vývojári však výrazne zjednodušili sťahovanie tohto súboru kvôli tomu, že mobilné telefóny majú možnosť prístupu na internet. Teraz sa stiahne zo siete za pár sekúnd a vy môžete doslova okamžite určiť svoju polohu.

Ale za takú rýchlosť musíte draho zaplatiť - gadget nebude schopný určiť súradnice bez prístupu na World Wide Web. A ak je používateľ v zahraničí, bude musieť zakaždým zaplatiť za stiahnutie informácií pre systém A-GPS.

Mohlo by vás zaujímať:

V súčasnosti sú čoraz bežnejšie telefóny s podporou funkcie 3G. A to nie je prekvapujúce, pretože vysokorýchlostné, pohodlné a kvalitné pripojenie je pre moderného človeka veľmi dôležité. Okrem toho by takéto spojenie malo byť vždy po ruke, vo vrecku. Málokto si však predstaví princípy fungovania 3G technológie. 3G je veľmi mladá technológia prenosu dát, ktorá využíva 2 komunikačné štandardy. Toto je CDMA (Code Division Multiple...

A-GPS (Assisted GPS) je technológia, ktorá pomáha urýchliť studený štart prijímača GPS. A-GPS poskytuje informácie prostredníctvom alternatívnych komunikačných kanálov (napríklad základňové stanice mobilného operátora) a pomáha rýchlejšie a presnejšie určiť požadované súradnice. Aby technológia fungovala, zariadenie potrebuje prístup na internet. Používa sa najmä v mobilných telefónoch vybavených GPS prijímačom, ale aj v iných vychytávkach, ktoré svojmu majiteľovi poskytujú možnosť GPS navigácie - autonavigátory, tabletové počítače, komunikátory a ...

V roku 2003, v treťom roku, spoločnosť Cisco ukázala svetu mobilný telefón, ktorý využíva bezdrôtový sieťový štandard Wi-Fi 801.11b. V roku 2006 Samsung uviedol na trh prvý Wi-Fi telefón na svete, SGH-P200, ktorý je schopný pripojiť mobilné telefóny k pevným IP sieťam. Obľúbenosť Wi-Fi telefónov na spotrebiteľskom trhu rastie, pretože takéto zariadenia umožňujú volať a posielať informácie prakticky zadarmo. Ak chcete používať Wi-Fi na...

Smartfón je mobilný telefón, ktorý má nainštalovaný pomerne výkonný operačný systém. V tomto OS môžu používatelia nezávisle inštalovať aplikácie, pracovať s 2 programami naraz, jedným slovom, robiť všetko rovnako ako na bežnom počítači, len v menšom rozsahu. Spoľahlivý operačný systém je charakteristickým znakom každého smartfónu. Dnes nájdete také operačné systémy pre smartfóny ako Windows, Google Android, Apple iOS, Plm OS, Simbian a ...

Sledovací systém môže byť veľmi užitočný pri love, najmä ak sa odohráva na neznámych miestach alebo vo veľkých lesoch a horách. Schopnosť sledovania GPS vám navyše umožní kontrolovať pohyb vášho štvornohého asistenta a nestratiť ho na poli.

Čo je to GPS

Ak nejdete hlboko do špeciálnych pojmov a detailov, potom sa globálny systém určovania polohy Global Positioning System - GPS ukazuje ako veľmi jednoduchý. Pamätajte na školský problém - auto jazdilo z bodu A do bodu B rýchlosťou 100 km/h... Tu je GPS spôsob, ktorý jednoduchým meraním vzdialenosti a času stráveného jej prekonaním dokáže určiť presnú polohu pohybujúceho sa objektu alebo osoby.

Na presné určenie jeho súradníc nestačí, aby človek poznal vzdialenosť k akýmkoľvek trom bodom. V prípade GPS sú tri referenčné body vesmírne satelity.

Trochu histórie

Prvé satelity systému amerických ozbrojených síl sa začali umiestňovať na obežnú dráhu v roku 1974. Sú vo vzdialenosti takmer 1900 kilometrov od Zeme. Pôvodný počet bol 6 av roku 1994 sa zvýšil na 24. Ukázalo sa, že to stačí na to, aby bolo možné vypočítať polohu čohokoľvek alebo kohokoľvek kdekoľvek na svete, vrátane Antarktídy. Prvý systém bol skrátený ako DNSS. Teraz sa skupina týchto satelitov nazýva NAVSTAR (skratka pre Navigation Timing and Ranging) a samotný systém bol premenovaný na GPS (nepliesť si s GPRS, ktoré funguje len cez internet). Pre rok 2015 zahŕňa 29 satelitov, z toho 5 náhradných. Sú pripojené, keď jeden z hlavných zlyhá alebo v čase výmeny zastaraných za nové, modernejšie technologicky vyspelé modely.

Satelity nie sú príliš veľké - každý od 1 do 2 ton, veľkosti nie viac ako 5 metrov s rozmiestnenými solárnymi panelmi, pohybujú sa 4 kusy na 6 obežných dráhach. Ich rýchlosť je taká, že každý obehne Zem 2-krát za deň. Obežné dráhy sú umiestnené tak, že 4 zo satelitov môžu neustále prijímať signály odkiaľkoľvek na planéte.

Ako funguje systém GPS

Súčasťou systému je aj jediné riadiace centrum v americkom meste Colorado Springs a ďalších 5 podriadených bodov po celom svete, určených len na príjem signálov a sledovanie prevádzky systému GPS. Úlohou riadiaceho centra je kontrolovať súlad pohybu satelitov s danou obežnou dráhou. Ak sa ktorýkoľvek z nich odchýli, potom sa prostredníctvom rádiovej komunikácie odošle signál a pomocou raketových motorov nainštalovaných na každom zo satelitov sa odošle na miesto.

Satelity, ktoré sa nekonečne točia okolo Zeme, unisono vysielajú na jednej frekvencii – 1,57542 GHz, ku ktorej sú každú sekundu pripojené stovky miliónov GPS prijímačov v autách, na lodiach, vo vreckách používateľov a dokonca aj na obojkoch pre psov a mačky.

Vo všeobecnosti satelity GPS vysielajú dva signály - L1 a L2. Spočiatku mali rôzne účely. Signál L1 bol určený len pre civilné použitie a zámerne bola zakomponovaná chyba v presnosti určenia súradníc s rozpätím 100 metrov. Signál L2 je určený pre vysoko presnú navigáciu letectva a námorníctva, ako aj pre vojenské aplikácie. Ale s rozvojom technológie a potrebami civilných používateľov na vyššiu presnosť v roku 2002 bolo rozhodnuté poskytnúť prístup L2 a civilistom. Hoci systém poskytuje v prípade potreby možnosť okamžite zmeniť kód a uzavrieť prístup k vojenskému systému GPS.

Je pozoruhodné, že predplatitelia môžu používať túto vysoko presnú navigáciu zadarmo a musia platiť iba za náklady na samotné zariadenia.

Rovnako ako v štandarde digitálnej bezdrôtovej komunikácie CDMA, ktorý pôvodne vyvinuli aj Američania na vojenské účely, aj GPS využíva princíp „pseudonáhodnej sekvencie“, alebo iný názov – psednoise signal. Vyznačuje sa takými vlastnosťami, ako je ochrana pred prirodzeným a umelým rušením, schopnosť okamžite odosielať a prijímať obrovské množstvo informácií z mnohých objektov. Napriek tomu tieto signály nevyžadujú vysoký výkon vysielacích a prijímacích zariadení ani na satelitoch, ani na účastníckych zariadeniach.

Rýchlosť, ktorou sa signál šíri, sa rovná rýchlosti svetla. To znamená, že ak je satelit priamo nad hlavou, signál z obežnej dráhy dosiahne o niečo menej ako 0,06 sekundy. Pri tejto rýchlosti bude chyba vo výpočte súradníc takmer 3 kilometre. Samozrejme, ani civilisti, ani armáda nemajú záujem o takú presnosť, preto sú na každom satelite nainštalované a synchronizované s ostatnými atómovými hodinami s vysokou presnosťou, pričom chyba je iba jedna nanosekunda (0,000000001 sekundy) oproti 0,0001 sekundy v konvenčných elektronických hodinách. . Každý satelit je vybavený 4 takýmito atómovými hodinami (v zálohe) a táto presnosť umožňuje chybu v súradniciach 3-5 metrov.

Ako funguje GPS navigátor

Ide o high-tech zariadenie, nie väčšie ako mobilný telefón – prijímač a počítač v jednom puzdre. Prijímač prijíma signály z obežnej dráhy a program ich dekóduje a vykoná všetky potrebné výpočty, čím používateľovi poskytne potrebné informácie.

V navigátore GPS sú tiež zabudované vysoko presné hodiny, ale nie atómové (ich cena je 75 tisíc dolárov), ale kremeň, ktorého chyba sa zohľadňuje pri počítačových výpočtoch a vykonáva sa ich korekcia.

Všetky modely GPS navigátorov zobrazujú na obrazovke svoju aktuálnu polohu, geografické súradnice bodu, ako aj trajektóriu prejdenej vzdialenosti od predchádzajúceho označeného bodu (všetky tieto údaje sú uložené v pamäti počítača). Okrem toho majú všetky zariadenia posledných dvoch generácií niekoľko stránok, na ktorých sa zobrazujú rôzne informácie: poloha satelitov vzhľadom na bod zariadenia, mapa s prejdenou cestou, navigačná stránka označujúca najkratšiu a najpohodlnejšiu cestu k vybranému bodu. Dá sa to urobiť niekoľkými spôsobmi: pomocou šípky na obrazovke palubného počítača alebo pomocou hlasových upozornení. V tomto prípade program berie do úvahy rýchlosť pohybu a označí už prejdenú vzdialenosť.

Program už obsahuje niektoré s ním kompatibilné mapy, no výrobcovia odporúčajú stiahnuť si tie presnejšie v krajine použitia zariadenia, čo umožňuje získať nielen zemepisné súradnice, ale aj značku na mape konkrétneho oblasť, ktorá je oveľa pohodlnejšia a prehľadnejšia.

Aké sú vlastnosti automobilových GPS navigácií

Princípom činnosti sa prakticky v ničom nelíšia, sú jednoducho vybavené dodatočným vybavením: držiak na predný panel automobilu, napájací kábel v zapaľovači cigariet a konektor pre externú anténu. Posledný bod je veľmi dôležitý, pretože časť oblohy v kabíne je pokrytá strechou - a signál z niektorých satelitov sa k prijímaču nedostane. Navyše práve v autonavigátoroch je najčastejšie poskytovaná funkcia hlasových pokynov, ako aj možnosť položenia a výpočtu trasy len pre daný koncový bod, v automatickom režime, bez zásahu človeka.

Táto funkcia je pohodlná a potrebná pri cestovaní v neznámom teréne a umožňuje vygenerovať celú trasu, ktorej koncovým bodom môže byť konkrétne mesto, ulica alebo aj dom.

Táto funkcia je však podporovaná iba pri načítaní určitých máp s podrobnými informáciami o cestách, križovatkách, značkách. Zároveň si program sám vyberie zo všetkých možných možností trasy tú, ktorá bude najkratšia, najpohodlnejšia pre auto a najbežnejšia po kvalitných cestách.

Zároveň sú na mape zafixované body na trase (začiatok a koniec), ako aj body POI - body záujmu. Sú uložené v pamäti zariadenia a používateľ ich nemôže upravovať. Body POI sú súradnice čerpacích staníc, policajných staníc, čerpacích staníc, obchodov, kaviarní a reštaurácií, hotelov, kempingov, zábavných podnikov atď. Knižnicu POI je možné dopĺňať, ale len zo značkových CD s informáciami o konkrétnych regiónoch a mestách. Najnovšie verzie s knižnicami bodov záujmu obsahujú nielen presnú adresu a názov, ale aj telefónne číslo inštitúcie či inštitúcie.

GPS navigátor na love - je to potrebné?

Sledovací systém môže byť veľmi užitočný pri love, najmä ak sa odohráva na neznámych miestach alebo vo veľkých lesoch a horách. V vzrušení z hľadania a prenasledovania zveri môže poľovník stratiť orientáciu a stratiť sa. Alebo je poľovník zranený a nedokáže sa samostatne pohybovať. Koľkokrát našli pozostatky lovcov (dokonca aj lovcov), ktorí nenašli cestu von z tajgy. Na takýchto divokých miestach často nie je dostupná mobilná komunikácia, ale vyhľadávacie služby dokážu nájsť stratenú alebo zranenú osobu pomocou signálu z GPS sledovača (jednoduchšia, lacnejšia možnosť, ktorá funguje cez mobilné pripojenie) alebo navigátora (nezávislého zariadenia). ). Okrem toho vám navigátor pomôže nájsť najkratšiu cestu k požadovanému bodu: napríklad k poľovníckej základni alebo najbližšej ceste.

GPS obojky pre psov

Ďalšou, pravdepodobne najčastejšie využívanou funkcionalitou polohovacieho systému je kontrola polohy psa na poľovačke.

Môže utiecť za zverou a stratiť akékoľvek spojenie s poľovníkom, alebo sa môže dostať do silného postoja a nájsť ju vo vysokej tráve alebo húštine bude mimoriadne ťažké. Každý poľovník si vo svojej praxi určite spomenie na takýto prípad, keď musí niekoľko hodín brázdiť zem s pískaním a lámaním hlasu pri hľadaní chýbajúceho pomocníka. Špeciálny obojok so stopovačom vás raz a navždy zbaví tohto problému. Nebudeme popisovať všetky systémy - je ich viac ako 10 od rôznych výrobcov, len vám poradíme poľovníkov, ktorí už otestovali niekoľko u nás dostupných možností a odporúčame vybrať si modely:

• v ktorom existuje obojsmerná komunikácia;

• vstavané zariadenie na úsporu energie;

• nabíjanie batérie trvá viac ako 24 hodín;

• telo zariadenia musí byť vodotesné;

• existuje možnosť sledovania v reálnom čase;

• je tam tlačidlo budíka (nedaj bože, to sa nikdy nehodí).

  Tieto modely sú o niečo drahšie, ale stoja za to, najmä ak sa chystáte na seriózny lov.

Trochu humoru

Ak chcete 100% nájsť kačku, musíte ju chytiť a pripojiť navigátor - teraz bude trofej určite vaša

Možnosti zariadenia - našlo sa 8 hríbov a 1 líška

Video

Video o možnostiach navigátora

Ako si vybrať navigátora

Navigátor pre lov a rybolov