System nawigacji satelitarnej
Nawigacja satelitarna to rozbudowany system składający się z co najmniej 24 satelitów umieszczonych na orbitach
okołoziemskich, stacji naziemnych oraz odbiorników użytkowników.
Kompedium wiedzy o systemach nawigacji satelitarnej
Nawigacja satelitarna to rozbudowany system składający się z co najmniej 24 satelitów umieszczonych na orbitach
okołoziemskich, stacji naziemnych oraz odbiorników użytkowników.
Pierwsze badania dotyczące możliwości wykorzystania sygnałów wysyłanych przez satelity do określenia współrzędnych obiektów na ziemi, prowadzone były już w 1957 roku. O tego czasu powstało kilka systemów nawigacji satelitarnej oferujących coraz większą dokładność ustalania pozycji.
Aktualnie najbardziej popularny jest system GPS. Początkowo miał być przeznaczony tylko na potrzeby wojskowe armii amerykańskiej. W niedługi czasie odkryto jego przydatność dla cywilnej gospodarki. Technologia zastrzeżona dla celów militarnych coraz szerzej wchodzi do zastosowań cywilnych.
System GPS znajduje szerokie zastosowanie w monitoringu pojazdów i maszyn. Daje zupełnie nowe możliwości zdalnego nadzorowania monitorowanych obiektów.
Monitoring GPSDo bardzo precyzyjnych pomiarów, np. w geodezji przeznaczone są specjalistyczne przyrządy pomiarowe, wykorzystujące sygnały GPS.
Pomiary z GPSOdbiorniki GPS wymagają okresowej aktualizacji oprogramowania. Najlepiej sprawdzają się urządzenia z aktualizacją map przez Internet.
mapy GPSNajbardziej popularne zastosowanie GPS to nawigacja w samochodzie.
Odbiorniki są coraz bardziej rozbudowane, pozwalają nie tylko wyznaczyć pozycję i wytyczyć trasę, ale podają dużo przydatnych informacji dla kierowców.
Rosyjski system nawigacji został utworzony jeszcze w czasach Związku Radzieckiego, nadal jest rozwijany, obejmuje swym zasięgiem cała kuję ziemską. Głównie wykorzystywany jest przez wojsko.
GLONASSChiński system nawigacyjny działa głównie w rejonie Azji, jednak docelowo ma objąć swoim zasięgiem cała ziemię.
Europejski system nawigacji satelitarnej jest projektem cywilnym, będącym konkurencją do obecnych już systemów nawigacji. Docelowo ma to być system bardziej dokładny i stanowić uzupełnienie GPS.
GALILEOTurystyka z systemem GPS jest bardziej bezpieczna, bo można dokładnie ustalić swoje położenie na mapie i wyznaczyć przebytą trasę.
Najlepsze efekty dają odbiorniki GPS specjalnie zaprojektowane dla turystów.
GPS jest nieodłącznym pomocnikiem dobrego turysty.
Odbiorniki GPS stają się coraz tańsze, mają mniejsze wymiary i znoszone są sztuczne ograniczenia co do ich dokładności. Znajdują zastosowanie w prawie wszystkich dziedzinach życia. Najpopularniejsze są samochodowe odbiorniki GPS z oprogramowaniem do nawigacji w nieznanym terenie. GPS ma zastosowanie w turystyce, nadzorze i lokalizacji obiektów. Są też specjalistyczne zastosowania w geodezji, kartografii budownictwie i wielu innych dziedzinach.
Nawigacja satelitarna to najdokładniejszy rodzaj radionawigacji wykorzystujący fale radiowe ze sztucznych satelitów do precyzyjnego określenie położenia obiektów w dowolnym punkcie ziemi oraz parametrów ich ruchu.
System składa się z trzech zasadniczych segmentów: kosmiczny, kontroli i segmentu użytkownika. W skład najważniejszego segmentu kosmicznego wchodzą 24 satelity i co najmniej 5 rezerwowych. Rozmieszczone są na orbitach wokół ziemi na wysokości około 20162 km. Pozycje satelitów są tak dobrane, aby pokrywały swym zasięgiem całą powierzchnię ziemi. Do dokładnego pomiaru wymagane jest aby w każdym punkcie ziemi, można było odebrać sygnał z przynajmniej 4 satelitów.
Drugi segment stanowią stacje kontroli naziemnej, najważniejsza znajduje się w Bazie Sił Powietrznych USA Falcon w Springs i pomocnicze na Hawajach, Diego Garcia, w Ascestor i Kwajalein. Zadaniem stacji jest stała obserwacja satelitów, wyznaczanie ich efemerydy i parametrów zegarów.
Segment użytkownika to wszystkie rodzaje odbiorników, korzystających z danych systemu GPS. Są tu bardzo precyzyjne odbiorniki wojskowe i mniej dokładne cywilne. Użytkownicy cywilni muszą liczyć się z większym błędem pomiaru, a nawet z brakiem możliwości odbioru GPS w wybranych rejonach w przypadku zagrożenia bezpieczeństwa USA.
Sygnał wysyłany przez satelity składa się z dwóch częstotliwości L1 o długości fali nośnej 19 cm i sygnał L2 o długości fali 24 cm. Sygnał L1 modulowany jest kodem cyfrowym C/A zrozumiałym dla odbiorników cywilnych, a sygnał L2 kodem P przeznaczonym tylko dla wojska.
Do roku 2000 sygnał z L1 dla użytkowników cywilnych celowo miała zaniżoną dokładność. Wprowadzony był pseudolosowy błąd zwany: Selective Availability. Skutkiem tego błędu była zmniejszona dokładności pomiaru do 100 metrów. Ograniczenie to można było obejść obliczając średni wynik z sygnału przychodzącego z trzech lub więcej satelitów.
Znaczącą poprawę dokładności uzyskano wprowadzając różnicową metodę pomiarów. W systemie DGPS występuje dodatkowo stacja bazowa. Jej połażenie jest dokładnie znane, więc odbiornik GPS może porównać swój wynik z tym otrzymanym ze stacji bazowej, wprowadzić korektę błędu wynikającą z odległości do stacji i podać. Otrzymany wynik mieści się w zakresie błędu 3 do 5 metrów. Jest to wynik zupełnie wystarczający do zastosowania w cywilnej nawigacji pojazdów.
Ponieważ odległość i współrzędne obiektów wyznaczane są na podstawie obliczeń czasu odbioru sygnału z satelitów, pomiar czasu odgrywa tu krytyczną rolę.
Decyzją administracji Clintona, 2 maja 2000r. zniesiono Selective Availability i system GPS jest dużo bardziej dokładny, bez konieczności stosowania DGPS. Korektę z lokalnych stacji różnicowych DGPS wykorzystuje sie już tylko w najbardziej precyzyjnych urządzeniach pomiarowych.
Na satelitach i w stacjach naziemnych stosuje się bardzo dokładny atomowy zegar czasu, a w odbiornikach mniej dokładny kwarcowy. Czas jest korygowany ze stacji naziemnych, a w odbiornikach użytkowników wyliczany z danych otrzymanych z satelitów.
Oprogramowanie i aktualne mapy do odbiorników nawigacji GPS
Proszę o nie przysyłanie mi żadnych reklam.