Định vị toàn cầu là gì?

Hôm nay, có lẽ không ai không nghe nói về GPS. Tuy nhiên, một sự hiểu biết đầy đủ về những gì nó là, không phải là ở tất cả. Bài viết này sẽ cố gắng tìm hiểu một hệ thống định vị toàn cầu, từ đó nó được thực hiện và cách thức hoạt động là gì.

câu chuyện

Hệ thống định vị GPS là một phần của một Navstar phức tạp, phát triển và điều hành bởi Bộ Quốc phòng Mỹ. dự án phức tạp bắt đầu thực hiện vào năm 1973. Và vào đầu năm 1978, sau khi một thử nghiệm thành công, chúng ta đưa vào khai thác. Tính đến năm 1993, 24 vệ tinh, hoàn toàn bao phủ bề mặt của hành tinh chúng ta đã được đưa ra xung quanh Trái Đất. cuộc nội chiến của mạng Navstar trở nên nổi tiếng như GPS, có nghĩa là hệ thống Positoning toàn cầu ( «Global Positioning System").

cơ sở của nó bao gồm các vệ tinh, mà di chuyển theo đường tròn sáu quỹ đạo. Chiều rộng của họ chỉ là một mét rưỡi, và chiều dài - nhiều hơn một chút so với năm. Trọng lượng trong trường hợp này là của trật tự bốn mươi tám trăm kg. Tất cả trong số họ cung cấp đầy đủ chức năng tại bất kỳ điểm nào trên hành tinh của chúng ta.

Giám sát được thực hiện với các trạm kiểm soát tổng thể ở Colorado. Có Schriever Air Force Base - kết nối vũ trụ thứ năm mươi.

Trên trái đất, có hơn mười trạm được thiết kế để theo dõi. Họ đang trên Đảo Ascension, Hawaii, Kwajalein, Diego Garcia, Colorado Springs, tại Cape Canaveral và các nơi khác, số lượng được phát triển mỗi năm. Tất cả các thông tin thu được từ họ được xử lý tại nhà ga chính. Đang tải dữ liệu với những sửa đổi làm mỗi hai mươi bốn tiếng đồng hồ.

hệ thống vệ tinh, mà hoạt động dưới sự kiểm soát của Bộ Quốc phòng Mỹ - định vị toàn cầu như vậy. Nó hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết và không ngừng truyền thông tin.

nguyên tắc hoạt động

hệ thống định vị toàn cầu GPS được dựa trên các thành phần sau:

• vệ tinh trilateration;
• vệ tinh lemetry;
• tham chiếu thời gian chính xác;
• vị trí;
• sửa chữa.

Chúng ta hãy xem xét chúng một cách chi tiết.

Theo tính toán trilateration đề cập đến dữ liệu khoảng cách ba vệ tinh, nhờ đó có thể tính toán vị trí của một điểm nhất định.

Khác nhau, có nghĩa là khoảng cách đến các vệ tinh đánh số trong thời gian tuyên truyền tín hiệu vô tuyến từ họ với máy thu với tốc độ ánh sáng. Để xác định thời gian tạo ra mã PRN mà người nhận có thể khóa bất kỳ thời gian trễ.

Hình dưới đây cho thấy sự phụ thuộc trực tiếp vào tính chính xác của đồng hồ. Vệ tinh đang hoạt động một đồng hồ nguyên tử, tính chính xác trong số đó là đến một nano giây. Tuy nhiên, do chi phí cao, họ không được sử dụng ở khắp mọi nơi.

Các vệ tinh nằm ở độ cao hơn hai mươi ngàn cây số từ Trái đất, càng nhiều càng tốt là cần thiết cho sự ổn định của chuyển động quỹ đạo và co lại của sức cản không khí.

Khi hệ thống định vị toàn cầu trên thế giới làm cho những sai lầm mà là khó. Điều này là do các tín hiệu đi qua tầng đối lưu và tầng điện ly, nơi tốc độ bị giảm, dẫn đến thất bại trong các phép đo.

hệ thống các thành phần bản đồ

Có rất nhiều sản phẩm của hệ thống định vị và GIS ứng dụng toàn cầu để lập bản đồ. Nhờ đó, các dữ liệu địa lý được tạo ra và cập nhật một cách nhanh chóng. Các thành phần của các sản phẩm này là GPS-thu, phần mềm và lưu trữ dữ liệu.

Người nhận có thể thực hiện các phép tính với tần suất ít hơn một giây và độ chính xác của hàng chục cm lên đến năm mét, hoạt động trong một chế độ khác biệt. Họ khác với nhau về kích thước, dung lượng bộ nhớ và số lượng các kênh truyền hình theo dõi.

Trong khi người đứng ở một nơi hay di chuyển, người nhận nhận được tín hiệu từ các vệ tinh và làm cho việc tính toán vị trí của nó. Kết quả tìm kiếm được hiển thị như tọa độ trên màn hình.

Bộ điều khiển là các máy tính xách tay mà hoạt động dưới sự kiểm soát của phần mềm cần thiết cho việc thu thập dữ liệu. Phần mềm điều khiển các đơn vị nhận. Các ổ đĩa có kích thước và chủng loại ghi dữ liệu khác nhau.

Mỗi hệ thống được trang bị phần mềm. Sau khi bạn tải lên các thông tin từ ổ đĩa vào máy tính, chương trình làm tăng tính chính xác của dữ liệu bằng cách sử dụng phương pháp chế biến đặc biệt, được gọi là "hiệu chỉnh phân sai". Phần mềm hình dung dữ liệu. Một số trong số họ có thể được chỉnh sửa bằng tay, người kia - để in và vân vân.

GPS định vị toàn cầu - hệ thống nhằm thúc đẩy thu thập thông tin để đưa vào cơ sở dữ liệu và phần mềm xuất khẩu chúng vào chương trình GIS.

hiệu chỉnh phân sai

Phương pháp này cải thiện đáng kể độ chính xác của dữ liệu thu thập được. Vì vậy một trong những người nhận được xác định tại thời điểm tọa độ và thông tin thu thập khác, nơi họ chưa được biết.

hiệu chỉnh phân sai được thực hiện theo hai cách.

• Đầu tiên - một thời gian thực hiệu chỉnh phân sai, được tính toán và xuất ra nhà ga chính lỗi của mỗi vệ tinh. dữ liệu tinh tế cảm nhận của một máy thu điện thoại di động trong đó cho thấy các dữ liệu sửa chữa.
• hiệu chỉnh phân sai trong bài viết - - thứ hai xảy ra khi nhà ga chính ghi việc sửa chữa trực tiếp vào một tập tin trên máy tính của bạn. Các tập tin ban đầu được xử lý với tinh, sau đó nó quay theo kiểu khác sửa chữa.

hệ thống bản đồ Trimble khả năng sử dụng cả hai phương pháp. Như vậy, nếu chế độ thời gian thực bị gián đoạn, nó vẫn còn có thể sử dụng nó trong bài.

ứng dụng

GPS được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Ví dụ, hệ thống định vị toàn cầu trên mặt đất được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực tài nguyên thiên nhiên, nơi các nhà địa chất, các nhà sinh học, lâm, nhà địa lý và sử dụng chúng cho các quy định ghi âm và biết thêm chi tiết. Đây cũng là lĩnh vực phát triển cơ sở hạ tầng và nền kinh tế đô thị, khi điều khiển bởi giao thông và hệ thống đô thị.

sử dụng rộng rãi của hệ thống định vị toàn cầu GPS-nhận trong nông nghiệp, mô tả, ví dụ, lĩnh vực cụ thể. Trong lĩnh vực khoa học xã hội, nhà sử học và khảo cổ sử dụng chúng để điều hướng và đăng ký Historic Places.

Phạm vi GPS hệ thống lập bản đồ không dừng lại ở đó. Chúng có thể được sử dụng trong bất kỳ ứng dụng khác đòi hỏi phải xác định tọa độ, thời gian và các thông tin khác.

GPS-receiver

máy thu radio này, xác định tọa độ của vị trí của ăng ten dựa trên thông tin về thời gian trì hoãn tín hiệu radio Navstar từ vệ tinh.

Đo được hình thành với độ chính xác 3-5 mét, và nếu có một tín hiệu từ một trạm mặt đất - lên đến một milimet. Máy định vị GPS cho thương mại trên các mẫu cũ có độ chính xác một trăm năm mươi mét, nhưng trong những cái mới - lên đến ba mét.

Trên cơ sở GPS-thu sản xuất logger, GPS-trackers và định vị GPS.

Các thiết bị có thể là một người dùng và chuyên nghiệp. Các chế độ chất lượng khác nhau thứ hai, tần số, hệ thống định vị và giá cả.

thu tùy chỉnh có thể nói chính xác địa điểm, thời gian, độ cao, hướng, thiết lập bởi người sử dụng, tốc độ hiện tại của thông tin đường. Các thông tin được hiển thị trên điện thoại hoặc máy tính mà các thiết bị được đính kèm.

Máy định vị GPS: bản đồ

Maps navigator tăng chất lượng. Họ là vector và raster loại.

đối tượng dữ liệu được lưu trữ trong một phiên bản vector, vị trí và các thông tin khác. Chúng có thể được đặt đặc điểm của địa hình và nhiều loại đối tượng tự nhiên, như khách sạn, trạm xăng, nhà hàng, và vân vân. E., Như chúng không chứa hình ảnh chiếm ít không gian và làm việc nhanh hơn.

loại raster - đơn giản nhất. Họ đại diện cho hình ảnh của địa điểm bằng tọa độ địa lý. Nó có thể được làm từ một bài báo ảnh vệ tinh hoặc loại bản đồ - quét.

Hiện nay, có hệ thống định vị, người dùng có thể hoàn thành đối tượng của họ.

GPS-trackers

bộ máy nhận một đài phát thanh như nhận và truyền dữ liệu để theo dõi, theo dõi các chuyển động của các đối tượng khác nhau, mà nó được đính kèm. Nó bao gồm một máy thu, tọa độ xác định, và một máy phát đó gửi chúng tới người dùng tại một xa.

GPS-trackers là:

• cá nhân, sử dụng riêng;
• đường, kết nối với Autonet onboard.

Chúng được sử dụng để xác định vị trí của các đối tượng khác nhau (người, xe cộ, động vật, hàng hóa và vân vân).

Chống lại những thiết bị này có thể được sử dụng tín hiệu ức chế phương tiện hình thành sự giao thoa ở những tần số nơi theo dõi hoạt động.

GPS-logger

Những radio có thể hoạt động ở hai chế độ:

• Truyền thống GPS receiver;
• logger, ghi trong bộ nhớ thông tin đường dẫn, mà đã được thông qua.

Họ có thể là:

• di động, được trang bị với một pin sạc nhỏ kích thước;
• xe hơi, được cung cấp bởi một mạng lưới trên tàu.

Trong mô hình hiện đại của logger dữ liệu ghi âm có thể lên đến hai trăm nghìn điểm. Nó cũng được đề xuất để đánh dấu bất kỳ điểm nào trên đường đi của nó.

Các thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong ngành du lịch, thể thao, theo dõi, lập bản đồ, khảo sát và vân vân.

định vị toàn cầu ngày nay

Dựa trên những thông tin trên chúng ta có thể kết luận rằng hệ thống như vậy là đã được sử dụng ở khắp mọi nơi, và phạm vi áp dụng có xu hướng lan rộng hơn.

định vị toàn cầu bao gồm các lĩnh vực tiêu thụ. Sử dụng đổi mới công nghệ mới nhất làm cho hệ thống một trong những phổ biến nhất trên phân khúc thị trường này.

Cùng với GPS trong GLONASS của Nga đang được phát triển ở châu Âu - Galileo.

Đồng thời định vị toàn cầu là không phải không có nhược điểm. Ví dụ, trong một căn hộ của tòa nhà bê tông cốt thép, trong một đường hầm hoặc tầng hầm để xác định vị trí chính xác là không thể. Việc tiếp nhận bình thường có thể gây trở ngại cho các cơn bão từ và các nguồn phát thanh, mà là trên mặt đất. chuyển hướng bản đồ một cách nhanh chóng trở nên lỗi thời.

Hạn chế lớn nhất là hệ thống là hoàn toàn phụ thuộc vào Bộ Quốc phòng Mỹ, có thể bất cứ lúc nào, ví dụ, kích hoạt hoặc vô hiệu hóa các rối loạn dân sự của chung. Do đó, điều quan trọng là ngoài GPS hệ thống định vị toàn cầu và GLONASS và Galileo cũng đang được phát triển.