как работают вещи

Как работают вещи: статьи и обзоры

Главная | Форум | Как работают вещи | Знаки | Энциклопедия | Каталог сайтов | Карта | Статистика | Подписка





































Ух ты!
а вы знаете, что значит выражение играть первую скрипку? подсмотреть







Rambler's Top100




Как работают вещи: статьиТехнологииНовые технологии

Как работает система спутниковой навигации GPS


Система GPS (Global Positioning System - всемирная система определения координат) была разработана в конце семидесятых годов прошлого века. Заказчиком явилось Министерство обороны США. Через несколько лет после запуска систему открыли для гражданского использования. Официальное название ее - NAVSTAR - NAVigation System with Timing And Ranging - навигационная система определения времени и дальности.

Основной принцип работы системы лежит в использовании постоянно находящихся на околоземных орбитах спутников, передающих сигналы привязки. Таких спутников не менее 24. Обычно их больше, некоторые из них при этом находятся в резерве. По мере необходимости спутники заменяются новыми. Срок службы каждого из них составляет порядка 10 лет. Весит спутник системы порядка 1 тонны, и имеет размах "крыльев" (солнечных батарей) около 5 метров. Спутники вращающихся по 6 орбитам, расположеным на высоте около 18000 км, с периодом обращения вокруг Земли 12 часов. Управлением системы занимаются несколько наземных станций слежения, расположенных на тропических островах и контролируемых центральным пунктом управления в Колорадо-Спрингс (США). Наклон орбит к земному экватору - 55 градусов, угол между плоскостями орбит - 60 градусов.




Местоположения GPS приемника вычисляется на основе измерения задержки прохождения радиосигнала от нескольких спутников и вычисления на основе этих измерений географических координат и высоты над уровнем моря. Сигнал каждого спутника содержит псевдослучайный код (PRN - PseudoRandom Number code), эфемериды (ephimeris) и альманах (almanach). Псевдослучайный код служит для идентификации спутника - источника сигнала.
Эфемериды - координаты данного спутника в околоземном пространстве. Они передаются на спутник с центра управления.
Альманах - содержит данные о том, где должны находится спутники в данный момент и их состояние - рабочее или нет.
Этот набор данных передается спутником с большой частотой. Для определения своего местоположения электроника GPS-приемника вычисляет разницу во времени отправки сигнала со спутника со временем его получения на Земле. По этой разнице вычисляется расстояние до конкретного спутника. Основой идеей определения координат GPS-приемника является вычисление расстояния от него до нескольких спутников, расположение которых считается известным, (эти данные содержатся в принятом со спутника альманахе). В геодезии метод вычисления положения объекта по измерению его удаленности от точек с заданными координатами используется для триангуляции.

Очевидно, что сигнала одного спутника недостаточно для определения своего местонахождения - по нему возможно нахождение где-то на поверхности сферы с вычисленным радиусом. По двум спутникам место определяется уже как линия пересечения двух сфер - в общем случае это некая окружность. Теоретически, трех спутников уже достаточно - вычисления дадут две возможные точки, одна из которых будет расположена высоко над уровнем моря и поэтому будет отброшена. Однако, на самом деле расстояние вычисляется с некоторой погрешностью, влияние которой тем больше, чем меньше углы между направлениями от преемника к спутникам. Ошибка в определении координат корректируется обсчитывая сигналы других спутников. Чем больше спутников использует приемник, тем с большей точностью возможно определение его местонахождения.

До 2000 года в технологии определения координат вносилась умышленная ошибка, снижающая точность их определения до 100 метров по требованиям военного ведомства. Сейчас такие ограничения отменены. Точность определения координат сейчас составляет в среднем 10-15 метров. При этом влияние оказывают: количество одновременно видимых над горизонтом спутников, направление на них, помехи от окружающего фона, проходимость радиоволн в атмосфере. Современные методы электронной коррекции ошибок позволяют при использовании сигналов с 6-8 спутников (а продвинутые приемники позволяют принимать одновременно до 12 каналов) свести погрешность привязки к местности до 3-5 метров.

На сегодняшний день система GPS очень широко используется в навигационных и картографических целях в виду стабильности и долгого времени своей работы. Однако, надо помнить о том, что всеже система эта контролируется военным ведомством одной страны - США. В настоящее время активно осуществляется развертывание альтернативных подобных спутниковых систем - российская ГЛОНАСС и европейская Galileo. Перспективно создание устройств, которые будут использовать одновременно все системы для более точного позиционирования в пространстве.



Виктор Алексеев, интернет-проект "Как работают вещи"





Смотри также:
Как работает асинхронный спутниковый интернет
Как работает глаз
Спутники планет
Как работает компас
Как работает секстант
Как зеркало стало многофункциональным
Как Стоунхендж стал космическим навигатором?
Как делают бетонные дороги
Как выглядит обратная сторона луны
Как поставить вентиль на газ


Loading...


Новые статьи на сайтах портала:
Как организм сжигает жир?
    Как работают вещи: статьиЧеловекОрганизм человека /
Как создали светящиеся растения?
    Как работают вещи: статьиТехнологииНовые технологии /
Как светится светлячок?
    Как работают вещи: статьиМир вокругЖивотный мир /
Как работает большой адронный коллайдер
    Как работают вещи: статьиТехнологииИсследование мира /
Как нестандартно использовать вилку?
    Как работают вещи: статьиТвой домСвоими руками /
Как вилка покорила мир?
    Происхождение знаковПроисхождение традицийЗастольные /
Как работает дополненная реальность?
    Как работают вещи: статьиТехнологииНовые технологии /


Новые комментарии:

  Гостевая книга:
taniamb18 : По&#10...
leonardsf1 : New sissy girls blog website ...
lilyow16 : Free gay images http://gay...
tabithado4 : Late-model devise http://best...
christopherzc16 : См&#10...
Статья Как работает сенсорный экран:
228 : у ху ху ху ху ху торок
Определение Северный полюс:
Ариф Ганбаров : Точка пересечения оси вращения...
Гостевая книга:
ameliaey60 : Study my altered engagement ...
nathanoa69 : По&#10...





© 2008-2011 Всё, права защищены.
Интернет-журнал "как работают вещи"
Вопросы и предложения ждем по адресу ashestopalov@yandex.ru

Главная | Как работают вещи | Знаки | Энциклопедия
Каталог сайтов | Карта | Все статьи раздела | Статистика | Новости
Авторы | Авторам