|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Sistem navigasi GPS. Sejarah ciptaan dan pengeluaran
Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita GPS (ms Global Positioning System - sistem kedudukan global, dibaca oleh G.P. Es) ialah sistem navigasi satelit yang menyediakan ukuran jarak, masa dan lokasi dalam sistem koordinat dunia WGS 84. Ia membolehkan anda ke mana-mana sahaja di Bumi (tidak termasuk kutub kawasan), hampir di mana-mana cuaca, dan juga dalam ruang berhampiran Bumi, untuk menentukan lokasi dan kelajuan objek. Sistem ini dibangunkan, dilaksanakan dan dikendalikan oleh Jabatan Pertahanan AS, dan pada masa ini tersedia untuk kegunaan awam - yang anda perlukan hanyalah pelayar atau peranti lain (contohnya, telefon pintar) dengan penerima GPS. Prinsip asas penggunaan sistem adalah untuk menentukan lokasi dengan mengukur titik masa menerima isyarat yang disegerakkan daripada satelit navigasi oleh antena pengguna. Untuk menentukan koordinat tiga dimensi, penerima GPS perlu mempunyai empat persamaan: "jarak adalah sama dengan hasil darab kelajuan cahaya dan perbezaan antara momen penerimaan isyarat oleh pengguna dan momen pelepasan segerak dari satelit": |x - a__{j}| = c(t_{j} - \tau). Di sini: a_{j} ialah lokasi satelit {j}-th, t_{j} ialah momen penerimaan isyarat daripada satelit {j}-th mengikut jam pengguna, \tau ialah masa segerak yang tidak diketahui pelepasan isyarat oleh semua satelit mengikut jam pengguna, c ialah kelajuan cahaya, x ialah kedudukan tiga dimensi pengguna yang tidak diketahui.
Dengan bantuan penerima GPS, bukan sahaja lokasi objek bergerak ditentukan, tetapi juga kelajuan pergerakannya, jarak perjalanan, jarak dan arah ke titik yang dimaksudkan, masa ketibaan dan sisihan dari laluan yang ditetapkan. dikira. Hari ini ia sudah jelas: dalam dekad pertama alaf baru, sistem navigasi satelit akan menjadi cara utama kedudukan untuk objek darat, udara dan laut. Kerana dengan teknologi hari ini, penerima GPS adalah kecil, boleh dipercayai dan murah, jadi ia menjadi lebih mudah diakses oleh pengguna biasa. Pertama, Sistem Navigasi Radio Angkasa NAVSTAR (NAVSTAR) muncul. Sistem navigasi berdasarkan ukuran masa dan jarak di Amerika Syarikat dicipta terutamanya untuk sokongan masa koordinat tentera dan peralatan ketenteraan. Satelit navigasi Amerika yang pertama telah dilancarkan pada Februari 1978, dan pengenalan aktif kaedah navigasi satelit ke dalam kehidupan awam bermula kemudian. Sehingga tahun 1983, sistem navigasi digunakan secara eksklusif oleh tentera. Bagaimanapun, selepas sebuah Boeing 747 ditembak jatuh di atas Selat Tatar, sistem itu dibuka untuk kegunaan awam. Kemudian, sebenarnya, singkatan GPS (Global Positioning System) muncul - Global Positioning System. Istilah "kedudukan" adalah lebih luas daripada istilah "menempatkan". Kedudukan, selain menentukan koordinat, juga termasuk menentukan vektor halaju objek bergerak. Kerajaan AS telah membelanjakan lebih daripada sepuluh bilion dolar untuk penciptaan sistem ini dan terus membelanjakan wang untuk pembangunan dan sokongan selanjutnya. Sistem navigasi satelit menggunakan satelit yang memancarkan isyarat khas dan bukannya tanda geodetik dan suar radio. Lokasi semasa satelit di orbit sudah diketahui umum. Satelit sentiasa menghantar maklumat tentang lokasi mereka. Jarak mereka ditentukan dengan mengukur jumlah masa yang diperlukan untuk isyarat radio bergerak dari satelit ke penerima radio dan mendarabkannya dengan kelajuan gelombang elektromagnet. Dengan menyegerakkan jam satelit menggunakan penjana rujukan frekuensi atom dan penerima, ukuran tepat jarak ke satelit dicapai. "Untuk mengira koordinat tempat di Bumi," tulis V. Kuryshev dalam majalah Radio, "ia perlu mengetahui jarak ke satelit dan lokasi setiap satunya di angkasa lepas. Satelit GPS berada di orbit tinggi (20000 km), dan koordinatnya boleh diramalkan dengan sangat tepat. Stesen penjejakan Jabatan Pertahanan AS kerap menentukan walaupun perubahan terkecil dalam orbit, dan data ini dihantar ke satelit. Jarak yang diukur ke satelit dipanggil pseudoranges, kerana terdapat beberapa ketidakpastian dalam penentuan mereka. Hakikatnya ialah ionosfera dan troposfera Bumi menyebabkan kelewatan dalam isyarat satelit, memperkenalkan ralat dalam pengiraan jarak.Terdapat sumber ralat lain - khususnya, ralat pengiraan komputer di atas kapal, bunyi elektrik penerima, perambatan berbilang laluan gelombang radio. Kedudukan relatif satelit yang malang di langit juga boleh menyebabkan peningkatan yang sepadan dalam jumlah ralat kedudukan pembahagian. Untuk menentukan jarak, satelit dan penerima menjana jujukan kod binari kompleks yang dipanggil kod rawak pseudo. Penentuan masa perambatan isyarat dijalankan dengan membandingkan kelewatan kod rawak pseudo satelit berkenaan dengan kod penerima yang sama. Setiap satelit mempunyai dua kod pseudo-rawak sendiri. Untuk membezakan antara kod julat dan mesej maklumat satelit yang berbeza, kod yang sepadan dipanggil dalam penerima. Kod julat pseudo-rawak dan mesej maklumat satelit membenarkan penghantaran mesej daripada satelit secara serentak, pada frekuensi yang sama, tanpa gangguan bersama. Kuasa sinaran satelit dan pengaruh bersama isyarat daripada satelit adalah tidak penting. Ketepatan pengukuran boleh dipertingkatkan dengan menggunakan ukuran pembezaan. Stesen tanah rujukan dengan koordinat geodetik yang diketahui dengan tepat mengira perbezaan antara koordinat daripada penerimanya dan koordinat sebenarnya. Perbezaan dalam bentuk pembetulan dihantar kepada pengguna melalui saluran radio untuk membetulkan bacaan penerima. Pembetulan ini menghapuskan sebahagian besar ralat dalam pengukuran jarak dan lokasi. Pengiraan koordinat pada penerimaan dalam penunjuk dijalankan secara automatik dan adalah mungkin untuk menggunakan maklumat dalam bentuk kartografi yang mudah. GPS terdiri daripada 3 segmen: segmen ruang, segmen kawalan dan segmen pengguna.
Segmen angkasa lepas terdiri daripada 24 satelit, yang berada dalam 6 orbit (empat setiap satu) pada ketinggian kira-kira 20350 kilometer. Pada masa ini terdapat 28 satelit yang beroperasi. Satelit "Tambahan" digunakan untuk insurans dan penggantian satelit yang gagal. Segmen kawalan terdiri daripada stesen pemerhatian yang terletak di beberapa titik di dunia, dan stesen kawalan utama. Stesen utama terletak di Pusat Kawalan Sistem Angkasa Tentera Bersama di Colorado Springs. Pusat mengumpul dan memproses data daripada stesen penjejakan, mengira dan meramal ephemeris satelit, serta parameter jam. Stesen pemerhatian memantau satelit, merekodkan semua maklumat tentang pergerakan mereka, yang dihantar ke stesen arahan utama untuk pembetulan orbit dan maklumat navigasi. Segmen pengguna termasuk peralatan pengguna yang membolehkan menentukan koordinat, kelajuan dan masa. Pengguna utama maklumat GPS ialah Jabatan Pertahanan AS. Penerima GPS telah diperkenalkan pada semua pesawat tempur dan pengangkutan serta kapal, serta dalam sistem panduan peluru berpandu jelajah berketepatan tinggi dan dalam sistem panduan bom berpandu AS yang baharu. Ini bermakna tentera AS boleh merancang untuk menyampaikan serangan peluru berpandu berpandu ketepatan dari jarak seribu kilometer, bukan sahaja terhadap bangunan dan struktur, tetapi juga dalam tingkap tertentu. Selain itu, serangan ini boleh dihantar dari kapal selam dan dari udara.
Terdapat sistem yang serupa di Rusia: sebagai tindak balas kepada penciptaan NAVSTAR oleh Amerika, USSR mencipta sistem satelit navigasi globalnya sendiri - GLONASS. Satelit navigasi domestik pertama Kosmos-192 telah dilancarkan ke orbit pada 27 November 1967, dan pada tahun 1979 sistem navigasi generasi pertama Cicada telah dicipta, termasuk 4 satelit orbit rendah. Kemudian, pada tahun 1982, satelit pertama sistem navigasi GLONASS baharu telah dilancarkan. Bilangan satelit GLONASS telah dibawa ke keadaan standard pada tahun 1996. Satelit GLONASS terletak pada ketinggian kira-kira 19100 kilometer. Tidak seperti satelit NAVSTAR, satelit GLONASS diletakkan dalam tiga orbit, masing-masing, 8 satelit dalam setiap satu. Tempoh orbit satelit ialah 11 jam 15 minit. Seperti GPS, GLONASS digunakan oleh pengguna tentera dan awam. Walau bagaimanapun, tidak begitu ramai pengguna sistem: sebenarnya, ia belum dibangunkan sejak tahun 1998. Setiap tahun buruj satelit berkurangan. Sebabnya adalah cetek dan, boleh dikatakan, standard untuk kebanyakan pembangunan domestik: negara tidak mempunyai wang, dan rangka kerja undang-undang yang mengawal penggunaan sistem navigasi satelit di Rusia tidak membenarkan sistem itu dibangunkan dengan mengorbankan pengguna awam. Prospek pembangunan GLONASS bergantung kepada kedudukan negeri. Dia perlu membuat keputusan sama ada untuk membuka sistem navigasi ini kepada pelbagai pengguna atau tidak. Pada Februari 2000, saintis Rusia menghantar surat terbuka kepada Vladimir Putin (ketika itu pemangku presiden Rusia) di mana mereka menggariskan versi pembangunan GLONASS mereka: : pertama, untuk segera menghapuskan sekatan rejim yang tidak wajar terhadap penggunaan penerima satelit isi rumah untuk menentukan koordinat; kedua, melalui dekri kerajaan, untuk menetapkan sistem koordinat geodetik semua daratan domestik "Parameter Bumi pada tahun 1990" (PZ-90) dan sistem navigasi satelit GLONASS untuk kegunaan besar-besaran di seluruh Rusia dan negara-negara masyarakat dunia ..." Setakat ini, presiden belum membuat sebarang keputusan. Tidak seperti sistem Rusia, GPS sentiasa berkembang ke arah terbuka kepada pengguna awam. Sebelum 1 Mei 2000, akses GPS adalah terpilih untuk mereka, yang merendahkan ketepatan lokasi kepada ratusan meter. Pada masa yang sama, ketepatan untuk tentera adalah 5-20 meter. Bagaimanapun, pada 1 Mei, Presiden Clinton mengumumkan penamatan penurunan ketepatan isyarat GPS untuk pengguna awam. "Ini bermakna pengguna GPS awam akan dapat menentukan 10 kali lebih tepat daripada yang ada sekarang," katanya. Mengapa kerajaan AS memerlukan ini dan apakah yang akan diberikan kepada sistem navigasi? Hakim sendiri: menurut perkhidmatan akhbar Presiden Amerika Syarikat, pada tahun 2000 terdapat lebih daripada 4 juta pengguna GPS di seluruh dunia, dan menjelang 2003 pasaran untuk sistem navigasi ini akan berganda - dari 8 hingga 16 bilion dolar. Adakah perlu dijelaskan bahawa dengan wang ini sistem bukan sahaja dapat dikekalkan, tetapi juga dibangunkan? AS sudah merancang untuk meletakkan 18 satelit tambahan ke orbit untuk meningkatkan prestasi GPS. Bantahan standard terhadap keterbukaan sistem navigasi di Rusia sentiasa menjadi kepentingan keselamatan. Tentera khuatir jika sistem navigasi disediakan untuk semua orang, ia boleh digunakan oleh musuh luar dan dalam menentang negara. Walau bagaimanapun, penjelasan ini agak lemah: Amerika Syarikat, dengan menyediakan GPS kepada semua orang, tidak membahayakan keselamatannya sendiri sama sekali, mengekalkan hak untuk "penurunan ketepatan wilayah" isyarat. Dalam amalan, ini bermakna sekiranya berlaku konflik dengan negara tertentu, tentera AS akan dapat merendahkan ketepatan penerima GPS yang digunakan oleh musuh, atau mematikannya sama sekali. Jadi, sementara semuanya aman - anda boleh menerima wang daripada pengguna GPS. Sebaik sahaja masalah timbul, ia boleh dimatikan. Hari ini bukan mudah untuk menyenaraikan semua bidang aplikasi sistem navigasi ini. Seperti yang dicatat oleh Oleg Tatarnikov dalam majalah Computer-Press: "Penerima GPS dibina ke dalam kereta, telefon bimbit dan juga jam tangan! Pelancong menggunakan penerima poket untuk merancang laluan dan menavigasinya dengan jelas. Pemburu dan nelayan menandakan koordinat tempat memburu dan memancing yang berharga , dan laluan pertukaran autopelancong menunjukkan stesen minyak. Tiada apa yang akan menghalang perarakan kemenangan GPS. Saiz penerima semakin mengecil dan semakin murah, peranti bersaiz kotak mancis sudah boleh dibeli hari ini dengan harga kurang daripada $50; cip navigasi dibina ke dalam jam tangan dan telefon bimbit, dan menjadi sebahagian daripada penggera kereta, yang dengan sendirinya memaklumkan kepada polis lokasi kereta yang dicuri. Tidak seperti sistem isyarat radio yang belum menerima aplikasi yang luas, sistem sedemikian tidak memerlukan rangkaian khas stesen mencari arah - komunikasi mudah alih konvensional digunakan di sini. Di samping itu, pemandu boleh, dengan menekan satu butang, menandakan rompakan atau kemalangan. Butang lain memanggil ambulans. Dalam masa terdekat, keseluruhan "pakej laluan" dijangka muncul di pasaran elektronik kereta - sistem navigasi on-board yang lengkap dengan peta elektronik bandar dan wilayah Rusia ... ...Penerima GPS digunakan dalam menyelesaikan pelbagai jenis masalah: ahli geologi memantau pergerakan halus kawasan kerak bumi dalam masa nyata, penyelamat menentukan tapak bencana, ahli zoologi membuat kolar dengan penunjuk mudah alih dan pemancar radio untuk mengkaji penghijrahan haiwan, tentera membina peluru berpandu dan bom, dan ekspedisi Persatuan National Geographic AS tahun lepas mengukur ketinggian Everest kepada ketepatan sentimeter."
Majalah "Computerra" menerbitkan mesej mengenai pelepasan salah satu syarikat cip GPS yang direka untuk implantasi dalam tubuh manusia! Seperti yang sering berlaku, sistem navigasi ternyata mempunyai banyak ciri berguna tambahan yang lain. Dengan bantuan sistem, adalah mungkin, sebagai contoh, untuk menentukan masa ultra-tepat yang diperlukan, katakan, dalam eksperimen saintifik, untuk mengukur kelajuan yang dibangunkan semasa berjalan atau berlari, dan jarak yang ditempuhi. GPS menunjukkan kelajuan maksimum dan purata kereta dan dengan bantuannya, khususnya, anda boleh menyemak ketepatan bacaan speedometer dan odometer. Tidak perlu dikatakan, navigasi dengan sistem ini sangat dipermudahkan. Akibatnya, di kalangan "pelayar" profesional terdapat seluruh generasi pakar yang tidak tahu cara bekerja dengan peranti navigasi klasik. Pengarang: Musskiy S.A.
▪ Tuas
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Kad pembayaran untuk orang cacat penglihatan ▪ Pengenalpastian pemilik telefon bimbit dengan cap jari ▪ Kulit tiruan untuk angkasawan
▪ bahagian tapak Penghad isyarat, pemampat. Pemilihan artikel ▪ pasal disket. Sejarah ciptaan dan pengeluaran ▪ Artikel simpulan Python. Petua Perjalanan ▪ artikel Pengawal suhu pada mikropengawal. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ pasal Penggera kereta. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini