Як працює GPS навігатор


Як працює GPS навігатор

Як працюють GPS-навігатори? Винахід супутникової системи навігації по значущості практично дорівнює з винаходом мобільного телефону, супутникового телебачення і телефонії. Будь-яка людина, яка хоча б одного разу опинявся в незнайомому місці, гідно оцінить цей винахід двадцятого століття. На сьогоднішній день GPS навігація набуває величезну популярність серед туристів, мисливців і рибалок, автолюбителів і просто шанувальників активного відпочинку. може порекомендувати GPS-навігатор тому, кому потрібно знати, де він знаходиться, як краще дістатися до пункту призначення, з якою швидкістю він переміщається і коли потрапить в потрібне місце.

GPS-навігація (Global Positioning System) – це всесвітня система визначення координат.

Вона була розроблена на замовлення Мін. оборони Сполучених Штатів Америки наприкінці 70-х років, а вже в 80-х систему відкрили для цивільної експлуатації.
Вона працює 24 години на добу при будь-якій погоді по всьому світу. З її допомогою можна визначити координати і швидкість рухомих об’єктів. За користування GPS абсолютно нічого і нікому не потрібно платити. нагадує: єдине, що необхідно для того, щоб користуватися системою це придбати супутниковий приймач.

Сама система це 24спутніка, які обертаються по шести орбітам, наземні станції стеження, системи зв’язку і центральний пункт управління. Нахил орбіт супутників до екватора Землі – 55 градусів, а кут між площиною орбіт – 60 градусів.

Кожен з супутників важить менше однієї тонни, а довжина близько п’яти метрів. Потужність радіопередавачів – не більш 50 Вт. Передбачуваний час роботи супутника десять років.
Нові супутники запускаються на земну орбіту в міру потреби. Крім того, супутники GPS можуть пересуватися по орбітах, заповнюючи прогалини в системі у разі, якщо один з них перестав працювати.

Важливим елементом супутників є атомний годинник (по чотири на кожному). Наземна частина GPS складається з чотирьох станцій спостереження, які перебувають на тропічних островах. Саме вони займаються відстеженням видимих ​​супутників, а потім передають всі отримані дані на основну станцію (в Колорадо-Спрінгс).
Головна станція обробляє отримані дані і передає їх назад через наземні станції супутникам, які вже у свою чергу посилають сигнали безпосередньо приймачів GPS.

Місцезнаходження приймача визначається за допомогою вимірювання затримки проходження радіосигналу від супутників. А на основі цих вимірів обчислюються висота над рівнем моря та географічні координати. Сигнали супутників містять псевдовипадковий код, ефемериди і альманах.
Період повторення коду величезний, а кожен GPS-навігатор має свій генератор, що працює і модулюючий сигнал на одній частоті з генератором супутника.

Завдяки цьому, по затримці між однаковими проміжками коду, згенерованого і прийнятого, можна розрахувати час поширення сигналу, і, як наслідок, відстань до супутника. Псевдовипадковий код потрібен для того, щоб ідентифікувати передавальний супутник. Кожен супутник має свій номер, який відображається на екрані GPS-навігатора під час роботи. Дані ефемерид містять в собі точні параметри орбіти, поточні дату час, прогнозовану затримку поширення радіосигналу, а також дані про працездатність супутників. Дані альманаху потрібні для того, щоб знати, де протягом дня повинен знаходитися GPS-супутник і його стан.

GPS-приймач для визначення свого місця розташування порівнює час отримання сигналу з часом його відправки. Різниця в часі говорить про відстань до супутника.

Отримавши сигнал від мінімум чотирьох супутників, приймач займається пошуком точки перетину відповідних сфер.
Якщо така не буде знайдена, процесор приймача методом послідовних наближень коригує свої годинники до тих пір, поки не досягне перетину кожної сфери в одній точці.

Як працює GPS навігатор?