GPS
GPS, Систе́ма глоба́льного позиціонува́ння (англ. Global Positioning System) — сукупність супутників, обладнаних радіочастотним приймально-передавальним обладнанням та запущених на замовлення військового відомства — Управління Оборони США, що використовуються для визначення розташування об'єкта на поверхні Землі під час наведення ракет на ціль та координації пересування підрозділів авіаційного, морського і наземного базування.
Військове відомство США дозволило цивільним користувачам використання системи з меншою точністю. Використовуючи GPS-приймач, можна точно визначити його позицію на поверхні Землі. На сьогодні окрім приймачів спеціального призначення випускаються прилади, вмонтовані в наручні годинники, мобільні телефони, ручні радіостанції, за допомогою яких можна орієнтуватись на місцевості. Їх використовують альпіністи, рятівники, туристи.
Зміст |
[ред.] Принцип дії
GPS приймач обчислює власне положення, вимірюючи час, коли було послано сигнал із GPS супутників. Кожен супутник постійно надсилає повідомлення, в якому міститься інформація про час відправки повідомлення, точку орбіти супутника, з якої було надіслано повідомлення (ефемеріс), та загальний стан системи і приблизні дані орбіт всіх інших супутників угрупування системи GPS(альманах). Ці сигнали розповсюджуються зі швидкістю світла у всесвіті, та із трохи меншою швидкістю через атмосферу. Приймач використовує час отримання повідомлення для обчислення відстані до супутника, виходячи з якої, шляхом застосування геометричних та тригонометричних рівнянь обчислюється положення приймача[1]. Отримані координати перетворюються в більш наочну форму, таку як широта та довгота, або положення на карті, та відображається користувачеві.
Оскільки для обчислення положення необхідно знати час з високою точністю, необхідно отримувати інформацію із 4-х або більше супутників задля усунення необхідності в надточному годиннику. Іншими словами, GPS приймач використовує чотири параметри для обчислення чотирьох невідомих: x, y, z та t.
В деяких окремих випадках може бути необхідною менша кількість супутників. Якщо заздалегідь відома одна змінна (наприклад, висота над рівнем моря човна в океані дорівнює 0), приймач може обчислити положення використовуючи дані з трьох супутників. Також, на практиці, приймачі використовують різну допоміжну інформацію для обчислення положення з меншою точністю в умовах відсутності чотирьох супутників.
[ред.] Застосування GPS.
Не дивлячись на те, що спочатку проект GPS був направлений на військові цілі, сьогодні GPS все частіше використовують в цивільних цілях. GPS-приймачі продають в багатьох магазинах, які торгують електронікою, їх вбудовують в мобільні телефони, смартфони, КПК і онбордери. Споживачам також пропонуються різні пристрої і програмні продукти, що дозволяють бачити своє місцезнаходження на електронній карті; що мають можливість прокладати маршрути з урахуванням дорожніх знаків, дозволених поворотів і навіть заторів; шукати на карті конкретні будинки і вулиці, визначні пам'ятки, кафе, лікарні, автозаправки і інші об'єкти інфраструктури.
- Геодезія: за допомогою GPS визначаються точні координати точок і межі земельних ділянок
- Картографія: GPS використовується в цивільній і військовій картографії
- Навігація: із застосуванням GPS здійснюється як морська так і дорожня навігація
- Супутниковий моніторинг транспорту: за допомогою GPS ведеться моніторинг за положенням, швидкістю автомобілів, контроль за їх рухом
- Стільниковий зв'язок: перші мобільні телефони з GPS з'явилися в 90-х роках. У деяких країнах, наприклад США це використовується для оперативного визначення місцезнаходження людини, що дзвонить 911. У Росії в 2010 році почата реалізація аналогічного проекту - Ера-глонасс.
- Тектоніка, Тектоніка плит: за допомогою GPS ведуться спостереження рухів і коливань плит
- Активний відпочинок: є різні ігри, де застосовується GPS, наприклад, Геокешинг і ін.
- Геотегинг: інформація, наприклад фотографії "прив'язуються" до координат завдяки вбудованим або зовнішнім GPS-приймачам
[ред.] Точність
Звичайна точність сучасних GPS-приймачів в горизонтальній площині складає приблизно 10-12 метрів при хорошій видимості супутників. На території США і Канади є станції WAAS, передавальні поправки для диференціального режиму, що дозволяє понизити погрішність до 1-2 метрів на території цих країн. При використанні складніших диференціальних режимів, точність визначення координат можна довести до 10 см.
[ред.] Недоліки
Загальним недоліком використання будь-якої радіонавігаційної системи є те, що за певних умов сигнал може не доходити до приймача, або приходити із значними спотвореннями або затримками. Наприклад, практично неможливо визначити своє точне місцезнаходження в глибині квартири усередині залізобетонної будівлі, в підвалі або в тунелі. Оскільки робоча частота GPS лежить в дециметровому діапазоні радіохвиль, рівень прийому сигналу від супутників може серйозно погіршитись під щільним листям дерев або через дуже велику хмарність. Нормальному прийому сигналів GPS можуть завадити перешкоди від багатьох наземних радіоджерел, а також від магнітних бур.
Невисокий нахил орбіт GPS (приблизно 55) серйозно погіршує точність в приполярних районах Землі, оскільки супутники GPS невисоко піднімаються над горизонтом.
[ред.] Посилання
- Використано матеріали зі статті в англійській Вікіпедії.
[ред.] Див. також
[ред.] Ресурси інтернету
