Краткие сведения о структуре GPS

Новости

Новогодняя распродажа!!!
Только до 24 декабря!!!
Специальные новогодние цены
на автомобильные рации и антенны

Уже стало традиционным начинать рассказ о GPS с её истории, отдавая, тем самым дань заслугам разработчиков, заказчиков и спонсоров. Однако сейчас представляется более целесообразным перейти непосредственно к сути вопроса, оставив исторические сведения "на потом".

В основу базовой идеи данной технологии заложено использование динамических опорных ориентиров или реперов, образованных системой искусственных спутников Земли. Эти спутники вращаются вокруг Земли по шести орбитам с высотой порядка 20 тысяч километров и периодом обращения 12 часов. Орбиты расположены под углом около 60 градусов друг к другу, примерно так, как это показано на рисунке. Общее количество спутников равно 24 единицам, и они непрерывно излучают специальные навигационные радиосигналы в диапазоне около 1.5 ГГц. Благодаря такой структуре достигается относительно равномерное покрытие всей поверхности Земли искомыми радиосигналами.

Рис.2Возможность использования спутников в качестве опорных реперов основана на том, что их орбиты весьма устойчивы, вследствие чего местоположение спутников в высокой степени известно и предсказуемо. Для "привязки" спутниковой системы к поверхности Земли в состав комплекса входит ряд наземных станций, производящих постоянный мониторинг орбит всех спутников и корректирующих информацию об их текущем местоположении. Все эти спутники и наземные станции образуют сеть NAVSTAR, по которой циркулируют необходимые навигационные данные.

Клиентская (или абонентская) часть системы – это высокочувствительные приёмники, объединённые с вычислительным блоком и различными модулями отображения информации. Принимая радиосигналы от доступных (то есть, находящихся в зоне прямой видимости) спутников, эти устройства пересчитывают полученные данные и в режиме реального времени определяют координаты своего местоположения. При этом, естественно, профессиональные и "бытовые" приёмники существенно отличаются – как по функциональным возможностям и точности вычислений, так и по стоимости.

Ограничив описание структуры GPS изложенной информацией, можно вернуться к её истории. Технология GPS была разработана в Америке во второй половине прошлого века для военных нужд и введена в эксплуатацию в восьмидесятых годах. Проект финансировался правительством США, первоначальная стоимость создания его "орбитальной" составляющей оценивается на уровне 12 миллиардов долларов. Срок службы спутника – около десяти лет, что предполагает их периодическую замену. Постепенно доступ к навигационной сетевой информации был открыт для "гражданских" целей, сначала с ограничением точности определения координат, а в последние годы – и без.

Существенным обстоятельством пользования навигационными данными является отсутствие какой-либо абонентской платы – по-видимому, соответствующий "взнос" на поддержание системы производится единовременно, в момент приобретения GPS - приёмника.

Справедливости ради необходимо заметить, что навигационная сеть NAVSTAR не является единственной. В конце двадцатого века советской военной промышленностью был реализован аналогичный проект по созданию спутниковой составляющей сети ГЛОНАСС, который позволял решать навигационные задачи более точно. Однако, в силу известных исторических причин, работы по развитию этой сети были замедлены и широкого распространения в настоящее время данная система не имеет.

Не осталось в стороне от этого процесса и европейское сообщество, которое приступило к развертыванию собственной навигационной сети GALILEO с космическим сегментом из тридцати спутников. Ввод в действие этой системы запланирован на 2008 год. После долгих колебаний и переговоров Европейский союз согласился на использование в этой сети сигналов, совместимых с новым стандартом сети NAVSTAR, переход на который планируется с 2012 года. В случае успешной реализации этой задачи количество доступных спутников приблизится к 60 единицам, что, вкупе с новым видом сигнала, существенно повысит точность и надёжность навигационных данных.




ВходРегистрация