Принцип работы глобальной системы позиционирования
Комплексная оценка характеристик и возможностей глобальной системы позиционирования. GPS и относительность. Система РФ ГЛОНАСС. Использование GPS для предотвращения столкновений при транспортировке, улучшения посадки современных коммерческих самолетов.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.08.2018 |
| Размер файла | 78,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Принцип работы глобальной системы позиционирования
Ксенофонтов Вадим Валерьевич
Шалова Евгения Александровна
GPS чрезвычайно актуальна сегодня и используется во многих отраслях промышленности для подготовки точных обзоров и карт, проведения точных измерений времени, отслеживания местоположения или местоположения и навигации. Другие отрасли, использующие GPS, включают: сельское хозяйство, автономные транспортные средства, продажи и услуги, военную, мобильную связь, безопасность, беспилотные летательные аппараты и рыбную ловлю. Но что такое GPS, и как он может точно определить наше точное местоположение в любой точке Земли?
Принцип работы
Глобальная система позиционирования (GPS) представляет собой сеть из примерно 30 спутников, вращающихся вокруг Земли на высоте 20 000 км. Система была первоначально разработана правительством США для военной навигации, но теперь любой, у кого есть GPS-устройство, будь то SatNav, мобильный телефон или карманный GPS-модуль, может получать радиосигналы, которые передают спутники.
Где бы ни находился человек на планете, по крайней мере четыре спутника GPS являются «видимыми» в любое время. Каждый из них передает информацию о своем местоположении и текущем времени с регулярными интервалами. Эти сигналы, движущиеся со скоростью света, перехватываются GPS- приемником, который вычисляет, расстояние каждого спутника, которое зависит от того, сколько времени потребовалось для отправки сигнала.
Как только GPS-приемник получит информацию о том, как далеко находятся минимум три спутника, GPS-приемник может определить ваше местоположение, используя процесс, называемый трилатерация (Рис. 1).
Рис. 1. Трилатерация
Чтобы понять суть данного процесса следует представить, что вы стоите где-то на Земле, а над вами находятся три спутника. Зная, как далеко вы находитесь от спутника A, вы знаете, что должны находиться где-то в красной области (Рис. 1). Тогда выяснив свою удаленность от спутников B и C, можно найти свое местоположение, в пересечении трех окружностей спутников. Это именно то, что делает GPS-приемник, хотя он и использует перекрывающиеся сферы, а не круги.
Чем больше спутников находится над горизонтом, тем точнее определяется местоположение.
GPS и относительность
Для сохранения точного времени на борту GPS-спутников находятся атомные часы. Однако общая и специальная теория относительности предсказывает, что между этими часами и идентичными часами на Земле рано или поздно появятся различия.
Общая теория относительности предсказывает, что время будет проявляться медленнее при сильном гравитационном притяжении - поэтому часы на борту спутников будут работать быстрее, чем часы на Земле.
Кроме того, Специальная теория относительности предсказывает, что, поскольку часы спутников движутся относительно часов на Земле, они будут работать медленнее.
Вся сеть GPS должна учитывать эти эффекты - доказательство того, что относительность имеет реальное влияние.
Инновации GPS
GPS в настоящее время продолжает модернизироваться для гражданских лиц, поставив целью повышенную точность определения позиции и более доступную стоимость.
Система России ГЛОНАСС начала функционировать почти в то же время, как GPS в конце 1990-х годов, но пришла в упадок из-за экономических проблем в России. В настоящее время система полностью функционирует и ничем не уступает своему американскому аналогу.
Европа (Galileo) и Китай (Beidou) также работают над подобными системами. Индия и Япония работают над системами, не являющиеся «глобальными». Данные системы будут полностью задействованы к концу десятилетия.
Плюсы GPS
Система GPS была первоначально разработана для армии США, военно-морского флота и военно-воздушных сил, однако с момента внедрения она использовалась в целях, для которых никогда не предназначалась.
GPS используется для предотвращения столкновений при транспортировке, при этом все океанские суда должны сообщаться через систему автоматической идентификации (AIS ).
GPS используется для улучшения посадки современных коммерческих самолетов. Система применяется даже в рыболовстве, позволяя рыбакам точно определить то же самое место ловли, которое они приметили до этого.
GPS используется в приложениях, которые позволяют людям отслеживать своих детей, пожилых родственников и домашних животных.
Система GPS незаменима для аварийных операций, таких как поиск и спасение.
Объединив GPS с мобильной связью, человечество получило новый вид услуг: услуги на основе местоположения (поиск ближайшего туалета, любимого ресторана или магазина; отслеживание бега, езды на велосипеде и т.д.).
Также появились игры на основе определения местоположения. Их разнообразие варьируется от погони и охоты до вождения имитируемого автомобиля в режиме реального времени.
Недостатки GPS
Поскольку GPS устанавливается на телефоны, компьютеры, автомобили и другие устройства, становится все легче их отслеживать. Недостатком является то, что вы можете не захотеть отслеживать. Защита личной жизни становится все более актуальной проблемой.
Без сомнения, использование GPS в корыстных целях будет развиваться в соответствии с технологией.
Возможности по использованию GPS пока ограничены относительно плохим подключением к спутниковым каналам при нахождении в зданиях, домах или за чем-либо, что может помешать подключению GPS. Однако с инвестициями и разработками новых спутниковых сетей (например, Galileo, который должен быть завершен в ближайшем будущем), эти проблемы будут устранены. Несмотря на это, GPS по-прежнему предлагает много преимуществ, как упоминалось ранее, и с любой технологией он будет только улучшаться. Однако не стоит забывать о том, что любую систему можно применять и в корыстных целях.
Библиографический список
позиционирование глобальный столкновение посадка
1. Генике А.А., Лобазов В.Я., Ямбаев Х.К. Результаты исследований аппаратуры спутникового позиционирования GPS WILD-SYSTEM200//Геодезия и картография. - 1993 . - № 1. - С. 8-13.
2. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС/ Под* ред. В.Н. Харисова, А.И. Перова, B.A. Болдина. -2-еизд. - М.: ИПРЖР, 1999.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История и перспективы развития системы глобального позиционирования (GPS). Характеристика основных GPS-устройств, сферы их использования, анализ схем и последовательности работы. Применение GPS технологий в повседневной жизни, их недостатки и особенности.
реферат [45,9 K], добавлен 27.10.2009История создания и основное назначение системы глобального позиционирования как спутниковой системы навигации, обеспечивающей измерение расстояния, времени и определяющей местоположение объектов. Транслирующие элементы системы GPS и сфера её применения.
презентация [1,2 M], добавлен 29.03.2014Преимущества спутниковой навигационной системы. Развитие радионавигации в США, России. Опробование основной идеи GPS. Сегодняшнее состояние NAVSTAR GPS. Навигационные задачи и методы их решения. Система глобального позиционирования NAVSTAR и ГЛОНАСС.
реферат [619,3 K], добавлен 18.04.2013Системы спутниковой навигации GPS и ГЛОНАСС, их сравнение. Проектирование и особенности совмещенного приемника. Предварительные результаты тестирования. Электрические характеристики и конструктив. Работоспособность GPS модуля в закрытом помещении.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 06.01.2014Принцип работы системы контроля автомобилей при помощи спутниковой радионавигационной системы Глонасс. Бортовое оборудование Скаут, преимущества системы спутникового мониторинга. Разработка экспертной системы выбора типа подвижного состава (Fuzzy Logic).
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.08.2013Назначение систем подводного гидроакустического позиционирования (ГСП), описание их моделей. Устройство ГСП, принцип ее действия в нефтедобывающем комплексе. Разработка плавучей якорной системы, придонной установки и пьезоэлектрического преобразователя.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 27.06.2013Навигационные измерения в многоканальной НАП. Структура навигационных радиосигналов в системе ГЛОНАСС и GPS. Точность глобальной навигации наземных подвижных объектов. Алгоритмы приема и измерения параметров спутниковых радионавигационных сигналов.
курсовая работа [359,2 K], добавлен 13.12.2010Принцип действия системы "Эшелон" - глобальной системы радиоэлектронной разведки и контроля. Анализ функциональной декомпозиции первичной и вторичной обработки сигналов. Основы функционирования радиоэлектронных систем получения и обработки информации.
курсовая работа [47,9 K], добавлен 12.05.2014Изучение укрупненных характеристик системы, подлежащей автоматизации, как первый этап создания автоматизированной системы управления. Выявление глобальной цели исследуемой системы. Структура системы, таблица функций организации и рабочего процесса.
контрольная работа [470,2 K], добавлен 25.10.2010Сферы применения технологий высокоточного спутникового позиционирования. Анализ состояния и тенденций развития систем высокоточного спутникового позиционирования в России. Механизм предоставления информации сетью станций высокоточного позиционирования.
дипломная работа [5,9 M], добавлен 13.10.2017Расчет компонентов и разработка вычислительного блока системы электромагнитного позиционирования. Обоснование выбора катушек индуктивности и изучение их влияния на стабильность системы. Измерение индукции электромагнитного поля при парной работе катушек.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 16.07.2013Общая информация и история развития системы "Глонасс", хронология совершенствования. Спутниковые навигаторы. Точность и доступность навигации. Разработка и серийное производство бытовых Глонасс-приемников для потребителей. Двухсистемный GPS навигатор.
курсовая работа [613,3 K], добавлен 16.11.2014Понятие и функциональное назначение акселерометров, принцип их действия и сферы применения. Системы связи: GPS, ГЛОНАСС для обнаружения местонахождения. ГЛОНАСС и GPS-мониторинг. Разработка системы контроля движения для пациентов, ее основные функции.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 09.07.2015Диспетчеризация, мониторинг автобусов, троллейбусов, трамваев. Разработка диспетчеризации пассажирских перевозок с проектированием системы ГЛОНАСС. Разработка решений для совершенствования управления перевозками. Недостатки применения системы ГЛОНАСС.
курсовая работа [102,9 K], добавлен 15.04.2019Системы посадки самолетов метрового, сантиметрового и дециметрового диапазонов: назначение, состав и внутренняя структура, типы и сравнительное описание. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap, технико-экономическое обоснование проекта.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 23.09.2013Высокочастотная система передачи данных. Технические характеристики HFDL. Технология выбора канала связи в сети. Использование динамического управления частотами наземных станций на основе глобальной системы зондирования. Схема обмена пакетными данными.
курсовая работа [608,9 K], добавлен 24.05.2016Концептуальная модель системы работы цеха сборки, ее структурная схема и формализация. Сравнение результатов имитационного моделирования и аналитического расчета характеристик. Возможные улучшения в работе системы. Временная диаграмма и ее описание.
курсовая работа [149,7 K], добавлен 23.06.2011Радиопеленгация как определение направления источника радиоволн. Первые приемные устройства. Диаграммы направленности передающей и рамочной антенн, радиопеленгаторы. Пеленгация по минимуму сигнала. Системы слепой посадки самолетов по радиомаякам.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 18.03.2011Три показателя качества следящей системы. Оценка качества работы следящей системы. Могут быть оценены: быстродействие и перерегулирование, определяющее запас устойчивости. Перерегулирование как относительная величина. Оценка быстродействия системы.
реферат [134,8 K], добавлен 21.01.2009Разработка устройства контроля позиционирования исполнительного механизма. Проектирование принципиальной схемы и программного обеспечения микропроцессора, печатной платы. Аппаратные диагностические средства для проверки работоспособности устройства.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 19.12.2010
