Ce este poziționarea globală?

Astăzi, probabil, nu există nici o persoană care să nu fi auzit despre GPS. Cu toate acestea, o înțelegere completă a ceea ce este, nu este toată lumea. În acest articol, să încercăm să înțelegem ce este sistemul de poziționare globală, ce constă și cum funcționează.

poveste

Sistem de navigație GPS-ul face parte din Navstar, dezvoltat și operat în cadrul Departamentului Apărării al SUA. Proiectul a fost lansat în 1973. Și deja la începutul anului 1978, după testarea cu succes, au fost puse în funcțiune. În 1993, au fost lansați 24 de sateliți în jurul Pământului, acoperind complet suprafața planetei noastre. Partea civilă a rețelei militare Navstar a început să se numească GPS, ceea ce înseamnă Sistemul Global Positoning ("Global Positioning System").

Baza sa constă în sateliți care se deplasează de-a lungul a șase traiectorii orbitale orbitale. În lățime ei sunt doar unu și jumătate de metri, și în lungime - puțin mai mult de cinci. Greutatea în același timp este de aproximativ opt sute patruzeci de kilograme. Toate acestea oferă o capacitate de lucru deplină în orice punct al planetei noastre.

Urmărirea se efectuează de la stația principală de comandă situată în Colorado. Există baza Forțelor Aeriene - cea de-a 50-a conexiune spațială.

Pe Pământ există mai mult de zece stații destinate urmăririi. Sunt pe drum Ascension Island, În Hawaii, Kwajalein, Diego Garcia, Colorado Springs, pe Cape Canaveral și în alte locuri, numărul cărora crește în fiecare an. Toate informațiile primite de la acestea sunt prelucrate la stația principală. Descărcarea datelor cu amendamente se face la fiecare douăzeci și patru de ore.

O astfel de poziționare globală este un sistem de sateliți operat de Departamentul Apărării al Statelor Unite. Funcționează în orice condiții meteorologice și transmite în mod constant informații.

Principiul funcționării

Sistemele globale de poziționare GPS funcționează pe baza următoarelor componente:

• Trilateralizarea satelitului;
• satelit;
• o referință de timp precisă;
• locație;
• corecție.

Să le analizăm mai detaliat.

Trilaterarea este înțeleasă ca calculul distanței dintre datele a trei sateliți, datorită cărora este posibil să se calculeze locația unui anumit punct.

Dalmetrie înseamnă distanța față de sateliți, calculată în momentul transmiterii semnalului radio de la acesta către receptor, luând în considerare viteza luminii. Pentru a determina timpul, se generează un cod pseudo-aleator, datorită căruia receptorul este capabil să fixeze întârzierea în orice moment.

Următorul indicator indică o dependență directă de acuratețea ceasului. Sateliții folosesc un ceas atomic, acuratețea căruia este de până la o nanosecundă. Cu toate acestea, datorită costului ridicat, acestea nu sunt folosite pretutindeni.

Sateliții sunt situați la o altitudine de peste douăzeci de mii de kilometri de Pământ, exact cât este necesar pentru o mișcare stabilă pe orbită și o îngustare a rezistenței atmosferei.

Când funcționează sistemul de poziționare globală, în lume sunt greșeli greu de îndepărtat. Acest lucru se datorează trecerii semnalului prin troposferă și ionosferă, unde viteza scade, ceea ce duce la defecțiuni la măsurători.

Componente ale sistemului cartografic

Există multe produse ale sistemului global de poziționare și aplicații GIS pentru cartografiere. Datorită acestora, datele geografice sunt rapid formate și actualizate. Componentele acestor produse sunt receptoare GPS, software și stocare de date.

Receptoarele pot efectua calcule cu o frecvență mai mică de o secundă și o precizie de la zeci de centimetri la cinci metri, funcționând într-un mod diferențial. Ele diferă între ele în funcție de dimensiune, capacitate de memorie și număr de canale de urmărire.

În timp ce o persoană se află într-un singur loc sau se mișcă, receptorul primește semnale de la sateliți și își calculează locația. Rezultatele sub formă de coordonate sunt afișate pe ecran.

Controlerele sunt computere portabile care funcționează sub controlul software-ului necesar pentru colectarea datelor. Software-ul monitorizează setările receptorului. Unitățile au dimensiuni și tipuri diferite de înregistrare a datelor.

Fiecare sistem este echipat cu software. După ce descărcați informațiile de pe unitate către computer, programul crește precizia datelor utilizând o metodă specială de procesare numită "corecție diferențială". Software-ul vizualizează datele. Unele dintre ele pot fi editate în modul manual, altele pot fi tipărite și așa mai departe.

Poziționarea globală GPS - sisteme care facilitează colectarea informațiilor pentru introducerea în baze de date și software-ul le exportă în programele GIS.

Diferențiere corectă

Această metodă îmbunătățește semnificativ precizia datelor colectate. În același timp, unul dintre receptoare este în punctul anumitor coordonate, iar celălalt colectează informații acolo unde acestea sunt necunoscute.

Corecția diferențială se realizează în două moduri.

• Prima este o corecție diferențială în timp real, unde erorile fiecărui satelit sunt calculate și raportate de stația principală. Datele rafinate sunt percepute de receptorul mobil, care arată datele corectate.
• A doua - corecția diferențială în postprocesare - are loc când stația principală scrie corecții direct la fișierul din computer. Fișierul original este procesat împreună cu cel rafinat, apoi obținem o ajustare diferențiată.

Sistemele de mapare Trimble pot utiliza ambele metode. Astfel, dacă modul este întrerupt în timp real, atunci este posibil să se folosească în postprocesare.

cerere

GPS-ul este utilizat în diferite zone. De exemplu, sistemele globale de poziționare pe teren sunt utilizate pe scară largă în resursele naturale, unde geologi, biologi, forestieri și geografi le folosesc pentru a înregistra poziții și informații suplimentare. Este, de asemenea, o zonă de infrastructură și dezvoltare urbană, unde fluxurile de trafic și sistemul municipal sunt controlate.

O aplicație largă a sistemului GPS de poziționare globală a fost obținută în agricultură, care descrie, de exemplu, caracteristicile câmpurilor. În științele sociale, istoricii și arheologii le folosesc pentru a naviga și a înregistra situri istorice.

Sfera de aplicare a sistemelor de cartografiere GPS nu este epuizată de acest lucru. Acestea pot fi utilizate în orice alte aplicații în care sunt necesare coordonatele exacte, timpul și alte informații.

Receptor GPS

Acest receptor radio, care determină coordonatele locației antenei, pe baza informațiilor despre întârzierile de timp ale semnalelor radio de la sateliții Navstar.

Măsurătorile sunt formate cu o precizie de trei până la cinci metri, iar dacă există un semnal de la stația de sol - până la un milimetru. Navigatoarele GPS de tip comercial pe eșantioane vechi au o precizie de o sută cincizeci de metri, iar pe cele noi - de până la trei metri.

Bazate pe receptoare, GPS-loggers, GPS-trackere și GPS-navigatori sunt fabricate.

Echipamentul poate fi personalizat și profesional. Al doilea este diferit în ceea ce privește calitatea, modurile de funcționare, frecvențele, sistemele de navigație și prețul.

Receptoarele utilizatorilor pot furniza coordonate exacte, timp, altitudine, direcția specificată de utilizator, viteza curentă, informații rutiere. Informațiile sunt afișate pe telefon sau pe computerul la care este conectat dispozitivul.

GPS-navigatori: hărți

Hărțile îmbunătățesc calitatea navigatorului. Ele vin în tipuri vector și raster.

Variantele vectoriale stochează informații despre obiecte, coordonate și alte informații. Ele pot include o caracteristică de tip natural și o mulțime de obiecte, de exemplu, hoteluri, stații de benzină, restaurante etc., deoarece acestea nu conțin imagini, ocupă mai puțin spațiu și lucrează mai repede.

Tipurile de raster sunt cele mai simple. Ele reprezintă o imagine a terenului pe coordonate geografice. O fotografie poate fi preluată dintr-un satelit sau dintr-o hartă tip de hârtie - scanată.

În prezent, există sisteme de navigație pe care utilizatorul le poate suplimenta cu obiectele lor.

Tracker GPS

Un astfel de receptor radio recepționează și transmite date pentru monitorizarea și urmărirea mișcărilor diferitelor obiecte la care este atașat. Acesta include un receptor care determină coordonatele și un transmițător care le trimite utilizatorului care se află la distanță.

GPS-trackerele sunt:

• personal, folosit individual;
• Automotive, conectat la rețeaua de bord.

Ele sunt folosite pentru a determina localizarea diferitelor obiecte (oameni, transport, animale, mărfuri și așa mai departe).

Împotriva acestor dispozitive pot fi folosite pentru a suprima semnalele care formează interferențe la acele frecvențe în care funcționează tracker-ul.

GPS logger

Aceste radiouri sunt capabile să funcționeze în două moduri:

• receptor GPS convențional;
• logger, scriind în memorie informații despre calea care a trecut.

Acestea pot fi:

• portabil, echipat cu o baterie mică;
• mașină, alimentată de o rețea de bord.

În modelele moderne de loggers, este posibil să se scrie până la două sute de mii de puncte. De asemenea, este sugerat să marcați orice puncte pe drum.

Dispozitivele sunt utilizate activ în turism, sport, urmărire, cartografie, geodezie și așa mai departe.

Poziționarea globală astăzi

Pe baza informațiilor de mai sus, se poate concluziona că astfel de sisteme sunt deja utilizate peste tot, iar domeniul de aplicare tinde să fie și mai răspândit.

Poziționarea globală acoperă sfera de consum. Folosind cele mai noi inovații tehnice, sistemul este unul dintre cele mai populare pe acest segment de piață.

Împreună cu GPS în Rusia, GLONASS este în curs de dezvoltare, în Europa - Galileo.

În același timp, poziționarea globală nu este lipsită de deficiențe. De exemplu, într-un apartament cu o clădire din beton armat, într-un tunel sau într-un subsol, este imposibil să se determine locația exactă. Recepția obișnuită este capabilă să prevină furtuni magnetice și surse radio pe teren. Hărțile de navigare devin caduce.

Cel mai mare dezavantaj este că sistemul este complet dependent de Departamentul Apărării al SUA, care poate, în orice moment, să includă, de exemplu, interferențe sau să dezactiveze deloc partea civilă. Prin urmare, este atât de important că, pe lângă sistemul global de poziționare, se dezvoltă și GPS și GLONASS și Galileo.