Mi az a GPS

GPS - rövidítése a név a globális navigációs műholdas helymeghatározó rendszer Global Positioning System. GPS-rendszer tartalmaz egy sor speciálisan tervezett alacsony pályára műholdakat, amelyek segítségével meghatározzuk a pontos koordinátákat.

Az elv a koordináta meghatározás magában foglalja az egyidejű mérésére távolságok több műhold ismert paraméterei pályájuk bármikor és későbbi változásának kiszámítását a távolban annak eredetét, rendelkezniük kell legalább három ilyen műholdat.

Eredetileg a GPS-navigációs rendszert fejlesztettek ki, mivel gyakran előfordul, katonai célokra, de fokozatosan világossá vált, hogy ez sikeresen lehet alkalmazni, hogy megoldja a számos polgári alkalmazások, mint például a tengeri és autós navigációs, amelyet külön kell tárgyalni.

Hogyan működik a GPS

A bolygó felett magasságban 20 000 km pályára 24 NAVSTAR műhold az amerikai rendszert. A kihívás az összes ilyen műhold - a folyamatos továbbítása az azonosító számát, és a pontos időt, hogy számít egy atomóra szerelt egyes műhold. Ha a jel sugárzás segítségével fázismodulációt, amelynek használata együtt a szórt spektrumú jel típus lehetővé teszi a használatát adók viszonylag alacsony fogyasztású, hogy megszabaduljon a sok zavaró, ha legyőzi a meglehetősen nagy távolság a műholdas és a GPS-vevő, miközben áthalad a rétegek a hangulat, és sok más természetes és mesterséges zaj során felmerülő, a jel útját.

Annak érdekében, hogy meghatározzák a koordinátákat a tér bármely pontján, meg kell tudni, hogy a koordinátákat legalább három műhold, és a távolság a műhold a kívánt pontra. Ha mindez ismert, a metszéspont a három szféra forradalom alakult a sugarak nagy a távolság a műhold a GPS-vevő, a helyét egy pontot a térben. Egyszerű matematikai számítások, ezt az információt alakítjuk bármilyen koordináta rendszerben. Az egyetlen megmaradt feladat -, hogy megtudja, a távolság a műhold a GPS-vevő. A pályák minden műholdak tervezett nagy pontossággal az elkövetkezendő évtizedekben, vagyis bármikor tudja, hol és mi a műhold. Ez szükséges a pontos szinkronizálás az idő a hagyományos műholdak GPS-vevő órát. Amint az idő szinkronizálva, akkor kezdődik a közvetlen távolság meghatározásával, hogy a műholdak. Egy másik iskola természetesen tisztában, hogy ismerve a sebesség és az idő, mindig megtalálja a távolságot. A terjedési sebesség jelet, ismét előre ismert, kellő pontossággal az idő mérését nem nehéz, hiszen Köztudott pontossággal atomóra, milyen idő a jelet küldött a műholdas és mennyire fogadták GPS-vevő. Minden ismeretlen talált, hogy az intézkedés a távolság néhány száz alkalommal, hogy elérjék a kívánt pontosságot.

Tekintettel a fentiekre, azt látjuk, hogy a pontos meghatározása helyen kétdimenziós térben (azaz szélesség és hosszúság) kell fogadnia a jeleket legalább 3 műhold. Szerencsére, a számos GPS-műholdak elég nagy, még ma is, hogy bárhol a világon, hogy meghatározzuk a nem csak kétdimenziós, hanem háromdimenziós koordinátái - szélesség, hosszúság, magasság. Azt kell, hogy jeleket legalább 4 műholdat. Ugyanakkor a több műhold „látni” a GPS-vevő, annál jobban meg tudja határozni a koordinátáit egy helyen - akár a maximálisan megengedett határértéket, határozza meg a rendszer pontosságát is. Ebből különösen az következik, hogy a pontosság GPS-navigátor csökken, ha a több műhold jelét is leárnyékolja terep jellemzői (domborzat, fák sűrű lombozat, magas épületek, stb.)

Módszer közötti forgalom műholdak és a GPS-vevő is elég szokatlan. A tény az, hogy az összes műhold sugárzott egyidejűleg ugyanazon a frekvencián. Ahhoz, hogy a GPS-vevő meg tudja határozni, ahonnan műhold ezen információk alapján, fedélzeti adó jelet küld részeként szabványos azonosító kódot, amely összehasonlítva a kódok, amelyek a vevő memóriájában. Így nem számít, mennyi és milyen műholdak vannak a látómezőben a vevő, az utóbbi könnyen azonosítani tudja a források jeleket. Ez a megközelítés nem csak egyszerűsíti a GPS-vevő áramkör, de annak ellenére, hogy az alacsony szintű rádiójeleket, akkor lehet használni a kis méretű antennát.

Köztudott, hogy a műholdas GPS-rendszer fizetett és vezérli a US Department of Defense, amely kizárólag a végső pontossággal a katonai célpontok. Erre a műholdra továbbított jel van kódolva egy speciális P-kódot, amely lehet dekódolni csak a katonai GPS-vevők. Amellett, hogy időt jeleket a műhold atomórák véletlen hiba adunk, amely torzítja a kapott koordináta értékeket. Ennek eredményeként, a pontosság GPS-vevőkészülékek polgári lakosság romló többször összehasonlítva a hadsereg. Ha volt valaha is, hogy lehetőség lenne követni, aki szeretné megkapni a műholdas jeleket, GPS-navigáció biztosan kellene fizetni. De tekintettel arra, hogy abban a pillanatban a tudomány fejlődése lehetetlen elvileg, és az a tény, hogy az indulás után a műholdak gyakorlatilag nincs karbantartási költségek rájuk üzemképes nincs szükség, a rendszer maradt, és továbbra is szabadon.

Figyelembe véve az előírások egy vevő, akkor látni a különböző kifejezések, mint például a hidegindítás vagy Meleg indítás (hideg és meleg indítás). Mit jelentenek ezek a kifejezések?

A hidegindítás idő és a vevő koordinátái ismertek bizonyos korlátokkal, valamint a naptári és ephemeris nem ismertek.

Ha a meleg indítási időpont, koordinátákat, és almanach ismertek, újra megkötésekkel. Ephemeris legalább 3 műhold ismert, miután az utolsó vevő kikapcsolása.

Mi a naptári és ephemeris? Próbáljuk megérteni. A műholdak folyamatosan továbbítják kétféle adat: almanach és ephemeris.

• Kalendárium - adatok a pályáját a műholdak. Mindegyik műhold továbbítja almanach minden műhold. Ezek az adatok nem mindig pontosak és naprakész körülbelül két havonta egyszer.
• Ephemeris - viszonylag pontos adatok a műhold pályáját. Az óra külön beállítható az egyes műhold, ami nagyon fontos a legtöbb pontos helymeghatározás, és mindegyik műhold sugározza csak a saját efemeriszadatok. Az ezen adatok megbízhatóságát meghatározni a sajátosságait egy adott műhold, és az adatok relevánsak egy rövid ideig - 30 perc 4-6 óra. Mindegyik csomag saját efemeriszadatok mutató, hogy tudd, milyen hosszú az adatok lesznek érvényesek. Műholdas Ephemeris továbbított minden 30 másodpercben. Ez az időintervallum választott a GPS-vevők időben megkapja és feldolgozza az adatokat.

Ha bekapcsolja a GPS-vevő, elkezdi keresni a műholdak, ahol az ő véleménye, ahogy kellene. Ez a vélemény alapja a naptári és a pontos időt, és ezen adatok alapján, a vevő kiválasztja a műhold a kezdeti keresést. Ephemeris kapott egyes műhold látható vevő ellenőrzi pontosság és az információk teljességét, hogy meghatározzák a koordinátákat.

Ha a vevő ki van kapcsolva, és azonnal forduljon a efemerisz érvényesnek kell tekinteni, és a vevő gyorsan megtalálja a műholdakat, hiszen nem szükséges frissíteni az adatokat. Ez a helyzet az úgynevezett „meleg” start. Ha elavult efemeriszét, GPS-vevő kezd újra gyűjteni az új efemeriszre összes műhold a régi adatokat, bár a valóságban, GPS-vevőkészülékek folyamatosan összegyűjti a friss efemeriszadatok.

Tekintsük a helyzetet, ahol abban az időben a felvétele „friss” vevő efemeriszadatok volt kevesebb, mint három műhold - ebben az esetben a helymeghatározás koordináták lehetetlen lesz, amíg a legalább egy további műhold fogható.

Ha a vevő mozog, például egy autó, az efemeriszben gyűjtemény fog hosszabb idő, mint egy állandó helyen, és ha a GPS-vevő, hogy elvegye a parttól néhány száz kilométerre, vagy ha kapott ki a pontos időt, a efemerisz megbízhatatlan lesz és a vevő megpróbálja megtalálni a műholdat, ahol nem.

Ha vásárolni egy GPS-vevőt, és kapcsolja be az első alkalom, hogy „a veszteség”, mert nem tudja, hol van. Annak megállapításához, annak helyét, a vevő pásztázza a frekvenciatartományt a GPS műholdas jel. Egy ilyen eljárás az úgynevezett „hideg” start. Hidegindítás a műhold keresés tartalmazza dekódoló a vett jeleket, és a szükséges számításokat, amelyek között lehet 5-20 percig. A pontos kezelési időtartama sok tényezőtől függ, amelyek tartalmazzák a száma látható műholdak és a keresési algoritmus megvalósíthatók egyetlen modell.

Ha a vevő tudja, hol a helye meghatározásának folyamata csökken többször is, és a jelenlétében memória eszközt a korábban eltárolt naptári pontos koordinátákat kell meghatározni néhány másodpercen belül. Ez a helyzet az úgynevezett „forró” start.

Elég gyakran lehet hallani, vagy olvasni magukat a programokat és rövidítések eszköz leírásokat, mint a NMEA, SiRF, WAAS DGPS. És néha a laikus felmerül a kérdés: „Miért a vevők egyidejűleg és NMEA és SiRF?” A kérdés megválaszolásához térjünk vissza a terminológiát.

NMEA - üzenetküldő protokoll között telepített eszközök hajók. A legtöbb jelenlegi navigációs vevők biztosítani az adatokat NMEA-0183 szabvány, amely egy nemzetközi szabvány által kifejlesztett „National Marine Electronics Association” közötti kommunikációhoz tengeri elektronikus eszközök. Ezek NMEA-0183 - az egyszerű szöveges ASCII kódot küldött a 4800 baud.

SiRF - Home elektronikus alkatrészek vevő GPS-chip. Ez a chip dolgozza fel a kapott jeleket a műholdakról próbált jeleinek vételére összes rendelkezésre álló műholdat. Műholdak a leggyengébb jeleket figyelmen kívül fogja hagyni a chip, amely megpróbálja csak azokat a műholdakat a legerősebb jelet.

A legtöbb GPS-vevőkészülékek gyártott lapkakészletet amerikai cég SiRF Technology, és a legújabb fejlesztés - a chip SiRF STAR III. amely felülmúlja a csökkentett energiafogyasztás, és a képesség, hogy elfogadja akár 20 párhuzamos csatorna.

WAAS - „Wide Area Pontosságnövelés System” - komplex műholdas és földi úton, amely a GPS-navigátorok korrekciós jelek, amelyek drámai módon megnöveli a helymeghatározás pontossága, körülbelül ötször. Navigációs WAAS képes lehet az esetek 95% -ában pontosabban meghatározni a koordinátáit 3 m. WAAS rendszer ingyenes, és nem kell szerezni annak használatát, kiegészítő berendezéseket.

Abban a pillanatban, WAAS rendszer működik, csak Észak-Amerikában. Dél-Amerikában és Európában, nincs földi állomások, hogy még ha a GPS-navigátor és jelét tudja fogadni a WAAS, hogy hazánkban nincs lehetőség, hogy egy ilyen jelet, ezért a pontosság a szokásos GPS-navigáció nem emelkedik.

DGPS - differenciál GPS. DGPS koordinátákat használnak két GPS-vevőkészülékek, a munka és a referencia - véglegesen telepített egy bizonyos ponton, amelynek koordinátáit mérni igen. Mindkét vevő ellátott GPS-műholdak azonos idő alatt, amely lehetővé teszi, hogy kiszámítja a korrekciót, és hogy a pontosság 3-5 méter. Ahhoz, hogy megkapja korrekciókat szükség van egy speciális vevőt mellett a szabvány. broadcast rendszer beállítása közben FM-rádió egy fizetett szolgáltatás. Az előfizetők ezt a szolgáltatást kap egy speciális FM-rádió, dolgozó együtt GPS-vevő, de megint - hazánkban nem bír jelentőséggel.

Mit kell keresni, amikor kiválasztják a vevő?

A választás a GPS-vevő és a PDA - megköveteli a figyelmet a minden előnye és hátránya. A piacon van egy hatalmas sor GPS-vevőkészülékek, a különböző típusú kapcsolat a PDA, protokoll és egyszerű megjelenése, ami szintén fontos.

Opció teljesen attól függ, a preferenciák és ebből eredően a dugó a PDA. Például, ha a számítógép csak egy SD kártya slot, akkor valószínű, hogy ő is részt vesz a memóriakártyára, így van értelme figyelni, hogy az SD-vevő beépített memóriában vagy fontolja meg a lehetőség a Bluetooth használatával.

A teljesítményt a vevő határozza meg, és függ a jellemzőit az alkalmazott lapkakészlet. Fontos tudni:

• Száma fogható csatornák - vagyis a jeleket a műhold, hogy a vevő képes fogadni és feldolgozni egy időben. A több csatorna, annál jobb, mivel a helymeghatározás pontossága javult.
• Antenna érzékenység, dBm - annál nagyobb, minél gyengébb jelet vehetjük a műholdas.
• Fogyasztás, mW - ez a paraméter függ a vevő működését vagy ínszalag „Receiver + CPC”.

Ne feledje, hogy ezek a jellemzők a GPS-vevők közvetlenül függ a jellemzőit chipset használni. Ideális körülmények között, azaz hiányában a külső befolyásoló tényezők vételét navigációs jelek, mind vevők tart körülbelül ugyanaz, de a városban, jelenlétében közeli fák, magas épületek, a zavarás jelenléte negatívan befolyásolja a minőséget a vételi jel.