27.05.2020
СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИЯ
Как работает система GPS?
GPS
- Global Positioning System - система глобальной спутниковой навигации,
разрабатывается америкосами с 1977 года . Полностью развернута в 1993г.
Сеть искусственных спутников равномерно “покрывает” всю земную
поверхность. В состав "созвездия" входит 21 основной и 5 запасных
спутников на 6 орбитах. Плоскости орбит наклонены на угол около 55° к
плоскости экватора и сдвинуты между собой на 60° по долготе. Радиусы
орбит - 26 тыс. км, период обращения - около 12 ч. В любой момент
времени в любой точке Земли могут быть видны от 5 до 12 спутников
одновременно.
Принцип работы:
Орбиты вычисляются с очень
высокой точностью, поэтому в любой момент времени известны координаты
каждого спутника. Спутники непрерывно излучают сигналы точного времени в
направлении Земли. Эти сигналы принимаются GPS-приемником, который
вычисляет время задержки сигнала (сравнивая с собственными внутренними
часами). Зная задержку радиосигнала, распространяющегося со скоростью
света, можно вычислить расстояние до спутников. А зная расстояния от
точки до трех точек с известными координатами можно вычислить трехмерные
географические координаты (широту, долготу и высоту) самой этой точки,
что нам и требуется.
Итак, в теории для определения координат
достаточно трех спутников. Но в реальных условиях всегда существует
ошибка синхронизации внутренних часов GPS-приемника с бортовыми часами
спутников. (Отсчеты системного времени на всех спутниках очень точны и
синхронизированы между собой.) Из-за смещения часов приемника
относительно системного времени на поправку dT, в приемнике вычисляется
лишь "псевдодальность" до спутников.
Так как поправка dT для всех
спутников одинакова (их часы точно синхронизированы), то, получив
псевдодальности до четырех спутников, можно решить систему уравнений с
4-мя неизвестными, получив трехмерные координаты точки приемника и
точное время.
Избыточные измерения (сверх четырех) позволяют
повысить точность определения координат и обеспечить непрерывность
решения навигационной задачи. Если приемник установлен на движущемся
объекте и наряду с "псевдодальностями" измеряет доплеровские сдвиги
частот радиосигналов, то может быть вычислена и скорость объекта.
Что дает использование GPS?
Безусловно,
использование GPS-приемника очень полезно при ориентировании в
путешествиях. На экране прибора вы, поймав сигнал со спутников, видите
свое местоположение относительно других ориентиров. Точность очень
приличная - сделав пару шагов, вы видите, в какую сторону перемещаетесь.
• Преимущества следующие:
• возможность определения своего местоположения в любое время суток, в любую погоду, в любой точке земли.
• возможность записи поройденного трека, по которому всегда можно вернуться назад, определить протяженность пути и т. п.
• возможность определения расстояний до выбранных точек, а также определение высоты и скорости передвижения.
• Но есть и недостатки:
•
ориентирование невозможно, если в прибор не залиты карты или хотя бы
опорные точки местности. Точные географические координаты вам вряд ли
помогут найти путь =)
• возможности приема спутников ограничены
рельефом. Приемником невозможно пользоваться под землей, в помещениях, в
глубоких оврагах и даже в густом лесу.
• сложный прибор требует
бережного обращения, а также... батареек. Они могут сдохнуть в самый
неподходящий момент, и если нет других приспособлений для навигации
(карты и компаса), то вы окажетесь в трудной ситуации.
Просмотров всего: , сегодня:
Дата создания: 01.06.2020
Дата обновления: 04.06.2020
Дата публикации: 27.05.2020