Въведение в глобалните системи за позициониране
Загубили ли сте някога портфейла си и не сте го намерили или някоя от вашите вещи, които сте пропуснали и не сте успели да проследите? Това е мястото, където глобални системи за позициониране могат да излязат на бягството ви и да ви развеселят. Днес GPS е термин, който не се нуждае от много въведение. GPS е огромна част от нашето ежедневие, от търсене на пътуване, локализиране до достигане и от намиране до проследяване и свързване. От създаването си през 1973 г. в Съединените щати от Министерството на отбраната на САЩ, GPS вече е заел своето значимо място в човечеството и несъмнено е доказал своето значение за всеки един от нас.
GPS, както подсказва името му, Global Positioning System, казва положението на всеки обект в световен мащаб, т.е. по отношение на цялата тази планета, планетата Земя с помощта на сателитна навигационна система, в която множество от спътници, които се въртят около Земята, се използват за намерете обект. Той ви позволява да знаете къде точно се намира конкретен обект в момента или се е намирал в миналото, неговата скорост в даден момент, през целия ден, независимо от метеорологичните условия, навсякъде по света.
Първоначално разработен за използване от военните служби на Съединените щати, той е бил публично достъпен на много ниска цена. Днес GPS приемниците са прикрепени към всички видове търговски продукти като мобилни телефони, смартфони, часовници, автомобили, мотори и др. Всъщност GPS е направен толкова евтин, че можете просто да го използвате за всеки мъничък предмет, за да го проследите.
Работа на глобални системи за позициониране (GPS)
GPS използва математическия принцип на „трилатерация“, за да определи положението на обект и това е система от повече от 30 спътника, които обикалят около Земята.
Субектите, участващи в работата на GPS са:
- Сателити (космическият сегмент)
- Система за управление (управлявана от американските военни)
- Сигнали
- Приемници на сигнали (потребителски сегмент - граждански и военни потребители с техните GPS устройства с антена)
- Положението на спътниците е известно от сигналите, които те излъчват към приемника.
- Тези сигнали се приемат от приемниците, свързани в обектите, които трябва да бъдат разположени.
- Важният момент тук е, че са необходими минимум 4 спътника, за да се получи точното местоположение на приемника на Земята.
- 3 сателита се използват за проследяване на мястото.
- Четвъртият сателит се използва за потвърждаване на целевото местоположение на спътниците.
- GPS приемникът взема информацията от спътника и използва метода на триангулация, за да определи точната позиция на потребителя.
Предимства и недостатъци на GPS
Посочените по-долу са предимствата и недостатъците на Global Positioning Systems:
Предимства
- Страхотен инструмент за военни, граждански и търговски потребители
- Автомобили без шофьор, Системи за проследяване на превозни средства, GPS-базирани навигационни системи ни предоставят насоки за завой от завой и насочване
- GPS има много бърза скорост за проследяване на обект
Недостатъци
- Проблеми с точността в градските райони
- Слаби сигнали (така че не се използва много във вода, на закрито или в гъсти райони)
Грешки в глобалните системи за позициониране
GPS включва спътници, приемници, предаване на сигнал между сателити и приемници. Така че грешки могат да възникнат във всяко от гореспоменатите три образувания.
-
Грешки в разпространението на сигнала
Както знаем сигналите от GPS сателитите, които обикалят около Земята, трябва да достигнат до приемника и за това сигналите трябва да пътуват през земната атмосфера. Първо, сигналите минават през йоносферата (най-горната част на атмосферата), след това през Тропосферата (най-ниската част на атмосферата). По този начин, GPS сигналът се влияе два пъти от атмосферата, поради което има редица грешки от нула до 30 метра в сигналите.
-
Сателитни грешки
Първата грешка е грешката в позицията на сателита. Тъй като позицията на спътниците е прогноза, изчислена от предишните наблюдения на спътниците от GPS контролните станции, прогнозите не могат да се правят с абсолютна точност, прогнозите са неточни.
Следователно позициите на сателити, съдържащи се в „сателитно съобщение“, не са точни, поради което изчисленото местоположение на обекта понякога е неправилно.
Второ, има грешки в сателитния часовник. Тъй като атомните часовници, използвани в спътниците, не са перфектни, измерването на времето на пътуване, взето от сигналите за достигане до приемниците, и обхватът между сателит и приемник е повреден.
-
Грешки, възникнали в приемника
Четири основни грешки възникват в края на приемника или неговата антена:
1. Грешка в часовника на приемника: Приемникът също има часовник за сравнение с часовника вътре в сателита за измерване на времето на пътуване на сигнала. Този часовник има грешки, които се обозначават като „грешки в часовника на приемника“.
2. Измерване на шума : Това зависи от типа на "линийка", използвана за измерване на обхвата. GPS сигналите имат 3 линейки
- Код за грубо придобиване (C / A)
- P-код
- Носеща фаза
Тези владетели позволяват прецизността на няколко метра, няколко дециметра и няколко милиметра.
3. Многостранни грешки: Те се появяват поради отразяване на сигнали от сгради или други обекти, които пречат на директните сигнали, изпращани от спътници.
4. Грешки в движението на антената: Те възникват поради движение на електрическа базова точка или фазов център на антената, докато сигналите се приемат от различни посоки.
Ограничения на глобалните системи за позициониране
По-долу са някои ограничения на GPS:
1. Приемане на сигнали
Тъй като GPS приемникът изисква непрекъснато приемане на сигнал от поне 4 GPS спътника, ако има вода, стени, почва или други препятствия в пътя на пътуване на сигналите, тогава сигналите не са в състояние да проникнат през тези препятствия. В такива случаи GPS видимостта на GPS сателитите е много ограничена. Както в градските райони с огромни небостъргачи, сигналите липсват за дълъг период от време.
2. Точност
Всяка система, която включва измерване, има възможност за грешки. GPS не се различава от това. Тъй като много измервания са включени в GPS, има много възможности за неточност в предоставянето на точното местоположение на даден обект.
3. Целостност
Приемник изисква информация от спътници, те изпращат сигнали, известни като „сателитни съобщения“ до приемника, съдържащи кодирана информация за разстоянието на спътника от приемника, позиции на сателити и др. Когато приемникът получи комбинирано измерване от 4 спътника, той е в състояние да покаже местоположението му. Но ако позицията на сателита е изчислена грешно или диапазонът е грешен, това води до неправилна позиция на приемника. Сигналите, участващи в такива проблеми, се наричат "дефектни сигнали". Тези сигнали влияят на целостта на местоположението, предоставено на потребителя. Потребителят не знае за това дали позицията е правилна или не. По този начин, той се препоръчва изключително за мониторинг на целостта на GPS данните.
заключение
Може да се заключи, че в зависимост от GPS е добре, но винаги трябва да се проверява точността на резултатите от GPS. Също така може да се отбележи, че точността може да бъде увеличена, но на разходи. Въпреки всички ограничения и грешки, GPS все още е най-добрата система за позициониране днес.
Препоръчителни статии
Това е ръководство за глобалните системи за позициониране. Тук обсъждаме въвеждането, работата, ограниченията предимства и недостатъци на GPS. Можете също така да разгледате следните статии, за да научите повече -
- Какво е вградените системи?
- Какво е дизайн на системата?
- Приложения за изкуствен интелект
- Какво е пролетен облак?