Sot, me siguri, nuk ka asnjë person që nuk ka dëgjuar për GPS. Megjithatë, jo të gjithë kanë një kuptim të plotë të asaj që është. Në artikull do të përpiqemi të kuptojmë se çfarë është sistemi i pozicionimit global, nga çfarë përbëhet dhe si funksionon.
Histori
Sistemi i navigimit GPS është pjesë e kompleksit Navstar, i zhvilluar dhe operuar nga Departamenti i Mbrojtjes i SHBA. Projekti i kompleksit filloi të zbatohej në vitin 1973. Dhe tashmë në fillim të vitit 1978, pas testimit të suksesshëm, ata e vendosën atë në funksion. Deri në vitin 1993, 24 satelitë ishin lëshuar rreth Tokës, duke mbuluar plotësisht sipërfaqen e planetit tonë. Pjesa civile e rrjetit ushtarak Navstar u bë e njohur si GPS, që do të thotë Global Positioning System ("sistemi i pozicionimit global").
Baza e tij përbëhet nga satelitë që lëvizin në gjashtë orbita rrethore. Ata janë vetëm një metër e gjysmë të gjerë dhe pak më shumë se pesë metra të gjatë. Pesha në këtë rast është rreth tetëqind e dyzet kilogramë. Të gjitha ato ofrojnë performancë të plotë kudo në planetin tonë.
Ndjekja kryhet nga stacioni kryesor i kontrollit, i vendosur në shtetin e Kolorados. Aty është baza e Forcave Ajrore Schriver - forca e pesëdhjetë hapësinore.
Ka mbi dhjetë stacione gjurmimi në Tokë. Ato gjenden në ishullin Ascension, Hawaii, Kwajalein, Diego Garcia, Colorado Springs, Cape Canaveral dhe vende të tjera, numri i të cilave po rritet çdo vit. Të gjitha informacionet e marra prej tyre përpunohen në stacionin kryesor. Të dhënat e përditësuara ngarkohen çdo njëzet e katër orë.
Ky pozicionim global është një sistem satelitor i operuar nga Departamenti i Mbrojtjes i SHBA. Funksionon në çdo mot dhe transmeton vazhdimisht informacion.
Parimi i funksionimit
Sistemet globale të pozicionimit GPS funksionojnë bazuar në komponentët e mëposhtëm:
- trilateration satelitore;
- vargimi satelitor;
- referencë e saktë e kohës;
- vendndodhja;
- korrigjim.
Le t'i shohim më nga afër.
Trilateration është llogaritja e distancës së të dhënave të tre satelitëve, falë të cilave është e mundur të llogaritet vendndodhja e një pike të caktuar.
Rangimi nënkupton distancën nga satelitët, e llogaritur me kohën që duhet që sinjali i radios të kalojë prej tyre te marrësi, duke marrë parasysh shpejtësinë e dritës. Për të përcaktuar kohën, krijohet një kod pseudo-rastësor, falë të cilit marrësi është në gjendje të rregullojë vonesën në çdo kohë.
Figura e mëposhtme tregon një të drejtpërdrejtënë varësi të saktësisë së orës. Satelitët kanë orë atomike që janë të sakta deri në një nanosekondë. Megjithatë, për shkak të kostos së tyre të lartë, ato nuk përdoren kudo.
Satelitët janë të vendosur në një lartësi prej më shumë se njëzet mijë kilometra nga Toka, saktësisht aq sa është e nevojshme për lëvizjen e qëndrueshme në orbitë dhe ngushtimin e rezistencës atmosferike.
Gjatë funksionimit të sistemit të pozicionimit global në botë, bëhen gabime që janë të vështira për t'u eliminuar. Kjo është për shkak të kalimit të sinjalit përmes troposferës dhe jonosferës, ku shpejtësia zvogëlohet, gjë që çon në dështime të matjes.
Përbërësit e një sistemi hartografik
Ka shumë produkte të sistemit të pozicionimit global dhe aplikacione të hartës GIS. Falë tyre, të dhënat gjeografike formohen dhe përditësohen shpejt. Përbërësit e këtyre produkteve janë marrës GPS, softuer dhe pajisje për ruajtjen e të dhënave.
Marrësit janë në gjendje të bëjnë llogaritje me një frekuencë më të vogël se një sekondë dhe një saktësi nga dhjetëra centimetra deri në pesë metra, duke funksionuar në modalitetin diferencial. Ato ndryshojnë nga njëri-tjetri për nga madhësia, kapaciteti i memories dhe numri i kanaleve gjurmuese.
Ndërsa një person qëndron në një vend ose lëviz, marrësi merr sinjale nga satelitët dhe bën një llogaritje për vendndodhjen e tij. Rezultatet në formën e koordinatave shfaqen në ekran.
Kontrolluesit janë kompjuterë portativë që përdorin softuerin e nevojshëm për mbledhjen e të dhënave. Softueri kontrollon cilësimet e marrësit. Disqet kanëdimensione dhe lloje të ndryshme të regjistrimit të të dhënave.
Çdo sistem është i pajisur me softuer. Pasi të ngarkoni informacionin nga disku në kompjuterin tuaj, programi rrit saktësinë e të dhënave duke përdorur një metodë të veçantë përpunimi të quajtur "korrigjim diferencial". Softueri vizualizon të dhënat. Disa prej tyre mund të modifikohen me dorë, të tjerat mund të printohen e kështu me radhë.
Pozicionimi global GPS - sisteme që ndihmojnë në mbledhjen e informacionit për hyrjen në bazat e të dhënave dhe softueri i eksporton ato në programet GIS.
Korrigjim diferencial
Kjo metodë përmirëson ndjeshëm saktësinë e të dhënave të mbledhura. Në këtë rast, njëri nga marrësit ndodhet në një pikë të koordinatave të caktuara dhe tjetri mbledh informacion aty ku ato janë të panjohura.
Korrigjimi diferencial zbatohet në dy mënyra.
- I pari është korrigjimi diferencial në kohë reale, ku gabimet e secilit satelit llogariten dhe raportohen nga stacioni kryesor. Të dhënat e përditësuara merren nga roveri, i cili shfaq të dhënat e korrigjuara.
- I dyti - korrigjimi diferencial në post-përpunim - ndodh kur stacioni kryesor shkruan korrigjimet drejtpërdrejt në një skedar në kompjuter. Skedari origjinal përpunohet së bashku me atë të përditësuar dhe më pas merret një i korrigjuar në mënyrë të ndryshme.
Sistemet e hartës Trimble janë të afta të përdorin të dyja metodat. Kështu, nëse modaliteti në kohë reale ndërpritet, atëherë mbetet i mundur përdorimi i tij në përpunim pas.
Aplikacion
GPSaplikohen në fusha të ndryshme. Për shembull, sistemet e pozicionimit global përdoren gjerësisht në industrinë e burimeve natyrore, ku gjeologët, biologët, pylltarët dhe gjeografët i përdorin ato për të regjistruar pozicione dhe informacione shtesë. Është gjithashtu një zonë e infrastrukturës dhe zhvillimit urban ku kontrollohen flukset e trafikut dhe sistemi i shërbimeve.
Sistemet GPS të pozicionimit global përdoren gjithashtu gjerësisht në bujqësi, duke përshkruar, për shembull, veçoritë e fushave. Në shkencat sociale, historianët dhe arkeologët i përdorin ato për të lundruar dhe regjistruar vendet historike.
Sfera e sistemeve të hartës GPS nuk është e kufizuar në këtë. Ato mund të përdoren në çdo aplikacion tjetër ku nevojiten koordinata të sakta, kohë dhe informacione të tjera.
Marrës GPS
Ky është një marrës radio që përcakton pozicionin e antenës bazuar në informacionin në lidhje me vonesat kohore të sinjaleve të radios nga satelitët Navstar.
Masjet formohen me një saktësi prej tre deri në pesë metra, dhe nëse ka një sinjal nga një stacion tokësor - deri në një milimetër. Navigatorët GPS të tipit komercial në mostrat e vjetra kanë një saktësi prej njëqind e pesëdhjetë metrash, dhe në ato të reja - deri në tre metra.
Bazuar në marrës, janë bërë regjistruesit GPS, gjurmuesit GPS dhe naviguesit GPS.
Pajisjet mund të jenë me porosi ose profesionale. Së dytindryshon për nga cilësia, mënyrat e funksionimit, frekuencat, sistemet e navigimit dhe çmimi.
Marrësit e personalizuar janë të aftë të raportojnë koordinatat e sakta, kohën, lartësinë, drejtimin e specifikuar nga përdoruesi, shpejtësinë aktuale, informacionin e rrugës. Informacioni shfaqet në telefon ose kompjuter me të cilin është lidhur pajisja.
Navigatorë GPS: harta
Hartat përmirësojnë cilësinë e navigatorit. Ato vijnë në lloje vektoriale dhe rasterike.
Variantet vektoriale ruajnë të dhëna për objektet, koordinatat dhe informacione të tjera. Ato mund të shfaqin terren natyror dhe shumë objekte si hotele, pika karburanti, restorante etj., pasi nuk përmbajnë imazhe, zënë më pak hapësirë dhe punojnë më shpejt.
Llojet e rasteve janë më të thjeshtat. Ato përfaqësojnë një imazh të zonës në koordinatat gjeografike. Mund të merret një fotografi satelitore ose një hartë e llojit letre - të skanohet.
Aktualisht, ka sisteme navigimi që përdoruesi mund t'i plotësojë me objektet e tij.
gjurmues GPS
Një radiomarrës i tillë merr dhe transmeton të dhëna për të kontrolluar dhe gjurmuar lëvizjet e objekteve të ndryshme me të cilat është ngjitur. Ai përfshin një marrës që përcakton koordinatat dhe një transmetues që i dërgon ato te një përdorues i vendosur në distancë.
hyjnë gjurmuesit GPS:
- personale, e përdorur individualisht;
- automobil, i lidhur me bordrrjetet automatike.
Ato përdoren për të përcaktuar vendndodhjen e objekteve të ndryshme (njerëzve, automjeteve, kafshëve, mallrave etj.).
Këto pajisje mund të përdoren për të shtypur sinjalet që formojnë ndërhyrje në frekuencat ku funksionon gjurmuesi.
GPS-logger
Këto radio janë të afta të funksionojnë në dy mënyra:
- marrës i rregullt GPS;
- logger, duke regjistruar informacione rreth shtegut që është përshkuar.
Ato mund të jenë:
- i lëvizshëm, i pajisur me një bateri të vogël të rikarikueshme;
- automobile, mundësuar nga rrjeti në bord.
Në modelet moderne të loggerëve është e mundur të regjistrohen deri në dyqind mijë pikë. Gjithashtu sugjerohet të shënoni çdo pikë në rrugën tuaj.
Pajisjet përdoren në mënyrë aktive në turizëm, sport, gjurmim, hartografi, gjeodezi e kështu me radhë.
Pozicionimi global sot
Bazuar në informacionin e dhënë, mund të konkludohet se sisteme të tilla tashmë përdoren kudo dhe shtrirja priret të jetë edhe më e përhapur.
Pozicionimi global mbulon sektorin e konsumatorit. Përdorimi i risive teknike më të fundit e bën sistemin një nga më të kërkuarit në këtë segment të tregut.
Së bashku me GPS, GLONASS po zhvillohet në Rusi dhe Galileo në Evropë.
Në të njëjtën kohë, pozicionimi global nuk është pa të meta. Për shembull, në një apartament të një ndërtese betoni të armuar, në një tunel ose bodrum, përcaktoni vendndodhjen e saktëe pamundur. Stuhitë magnetike dhe burimet e radios në tokë mund të ndërhyjnë në marrjen normale. Hartat e navigimit bëhen shpejt të vjetruara.
Pengesa më e madhe është se sistemi është plotësisht i varur nga Departamenti i Mbrojtjes i SHBA-së, i cili në çdo kohë, për shembull, mund të aktivizojë ndërhyrjen ose të fikë fare pjesën civile. Prandaj, është kaq e rëndësishme që përveç sistemit të pozicionimit global, GPS dhe GLONASS dhe Galileo po zhvillohen gjithashtu.
