GPS peyk naviqasiya sistemi - prinsipi, diaqramı, tətbiqi. Peyk naviqasiyasının prinsipləri GPS necə işləyir

21.08.2023

Naviqasiya obyektlərin koordinat-zaman parametrlərinin təyin edilməsidir.

İlk effektiv naviqasiya vasitəsi görünən səma cisimləri (günəş, ulduzlar, ay) vasitəsilə yeri təyin etmək idi. Başqa bir sadə naviqasiya üsulu georeferensiyadır, yəni. məlum görməli yerlərə nisbətən yerin müəyyən edilməsi (su qüllələri, elektrik xətləri, avtomobil və dəmir yolları və s.).

Naviqasiya və yerləşdirmə sistemləri obyektlərin yerini (vəziyyətini) daim izləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Hazırda naviqasiya və yerləşdirmə vasitələrinin iki sinfi mövcuddur: yerüstü və kosmik əsaslı.

Yerüstü sistemlərə stasionar, daşınan və daşınan sistemlər, komplekslər, yerüstü kəşfiyyat stansiyaları və digər naviqasiya və yerləşdirmə vasitələri daxildir. Onların iş prinsipi skan edən radiostansiyalara qoşulmuş xüsusi antenalar vasitəsilə radio havasını idarə etmək və izləmə obyektlərinin radio ötürücüləri tərəfindən buraxılan və ya kompleksin (stansiyanın) özü tərəfindən buraxılan və izləmə obyektindən və ya stansiyadan əks olunan radiosiqnalları təcrid etməkdən ibarətdir. obyektdə yerləşən xüsusi etiket və ya kodlanmış bort sensoru (CBD). Bu növ texniki vasitələrdən istifadə edərkən idarə olunan obyektin yerləşmə koordinatları, istiqaməti və hərəkət sürəti haqqında məlumat əldə etmək mümkündür. İzləmə obyektlərində xüsusi işarə və ya CBD varsa, sistemlərə qoşulmuş identifikasiya cihazları elektron xəritədə idarə olunan obyektlərin yerini qeyd etməklə yanaşı, onları müvafiq olaraq fərqləndirməyə də imkan verir.

Kosmik naviqasiya və yerləşdirmə sistemləri iki növə bölünür.

Kosmik naviqasiya və yerləşdirmə sistemlərinin birinci növü mobil izləmə obyektlərində xüsusi sensorların - QLONASS (Rusiya) və ya GPS (ABŞ) kimi peyk naviqasiya sistemlərinin qəbuledicilərinin istifadəsi ilə fərqlənir. Hərəkət edən izləmə obyektlərinin naviqasiya qəbulediciləri naviqasiya sistemindən orbitdəki peyklərin koordinatlarını (efemerlərini) və vaxt istinadını ehtiva edən radio siqnalı alır. Naviqasiya qəbuledicisinin prosessoru, peyklərdən (ən azı üç) alınan məlumatlara əsaslanaraq, yerləşdiyi yerin (qəbuledici) coğrafi enini və uzunluğunu hesablayır. Bu məlumat (coğrafi koordinatlar) həm naviqasiya qəbuledicisinin özündə, əgər məlumat çıxış cihazı (displey, monitor) varsa, həm də radio rabitəsi vasitəsilə hərəkət edən obyektin naviqasiya qəbuledicisindən ötürüldükdə izləmə nöqtəsində vizuallaşdırıla bilər. (radial, şərti, magistral, mobil, peyk).

Kosmik naviqasiya və yerləşdirmə sistemlərinin ikinci növü izləmə obyektində quraşdırılmış radio mayaklardan gələn siqnalların orbitdə skan edilmiş qəbulu (daşıyıcısı) ilə fərqlənir. Radio mayaklarından siqnalları qəbul edən peyk, bir qayda olaraq, əvvəlcə toplanır və sonra orbitin müəyyən nöqtəsində izləmə obyektləri haqqında məlumatları yerüstü məlumatların emalı mərkəzinə ötürür. Bu halda məlumatın çatdırılma müddəti bir qədər artır.

Peyk naviqasiya sistemləri sizə imkan verir:

hər hansı hərəkətdə olan obyektlərin davamlı monitorinqini və izlənilməsini həyata keçirmək;
dispetçerin elektron xəritəsində idarəetmə və izləmə obyektlərinin koordinatlarını, marşrutunu və hərəkət sürətini (koordinatların və dəniz səviyyəsindən hündürlüyün müəyyən edilməsi dəqiqliyi ilə 100 m-ə qədər, diferensial rejimdə isə 2...5 m-ə qədər) əks etdirmək; ;
fövqəladə hallara operativ reaksiya vermək (nəzarət və izləmə obyektində və ya onun marşrutunda və qrafikində gözlənilən parametrlərdə, SOS siqnalında və s. dəyişikliklər);
nəzarət və izləmə obyektlərinin marşrutlarını və hərəkət cədvəllərini optimallaşdırmaq.

Hazırda ixtisaslaşdırılmış naviqasiya və yerləşdirmə sistemlərinin funksiyaları (rouminqin təmin edilməsi və rabitə xidmətlərinin göstərilməsi məqsədilə abunəçi cihazlarının, rabitə terminallarının cari yerlərinin avtomatik izlənilməsi) peyk və mobil rabitə vasitəsilə (əgər baza stansiyalarının yeri təyin edən avadanlıq) radiorabitə sistemləri.

Naviqasiya və yerləşdirmə sistemlərinin geniş tətbiqi, işləyən ötürücülərin, patrulların, nəqliyyat vasitələrinin və hüquq-mühafizə orqanlarını maraqlandıran digər obyektlərin yerini müəyyən etmək və daim izləmək üçün Rusiya mobil şəbəkələrində müvafiq avadanlıqların geniş şəkildə quraşdırılması, hüquq-mühafizə fəaliyyətinin imkanları.

Peyk naviqasiya sistemlərindən istifadə edərək yeri təyin etməyin əsas prinsipi peyklərdən istinad nöqtələri kimi istifadə etməkdir.

Yerüstü qəbuledicinin enini və uzunluğunu müəyyən etmək üçün qəbuledici ən azı üç peykdən siqnal qəbul etməli və onların koordinatlarını və peyklərdən qəbulediciyə qədər olan məsafəni bilməlidir (şək. 6.8). Koordinatlar koordinata (0, 0, 0) malik olan yerin mərkəzinə nisbətən ölçülür.

Peykdən qəbulediciyə qədər olan məsafə siqnalın ölçülmüş yayılma müddətindən hesablanır. Bu hesablamaları yerinə yetirmək çətin deyil, çünki elektromaqnit dalğalarının işıq sürəti ilə yayıldığı məlumdur. Əgər üç peykin koordinatları və onlardan qəbulediciyə qədər olan məsafələr məlumdursa, o zaman qəbuledici kosmosda iki mümkün yerdən birini hesablaya bilər (şəkil 6.8-də 1 və 2-ci nöqtələr). Adətən qəbuledici bu iki nöqtədən hansının etibarlı olduğunu müəyyən edə bilər, çünki bir yer dəyəri mənasız bir məna daşıyır.

düyü. 6.8. Üç peykdən gələn siqnallardan istifadə edərək yerin müəyyən edilməsi

Təcrübədə vaxt fərqinin ölçülməsinin düzgünlüyünə təsir edən generatorun saat xətasını aradan qaldırmaq üçün dördüncü peykin yerini və məsafəsini bilmək lazımdır (şəkil 6.9).

düyü. 6.9. Dörd peykdən gələn siqnallardan istifadə edərək yerin müəyyən edilməsi

Hal-hazırda iki peyk naviqasiya sistemi mövcuddur və fəal şəkildə istifadə olunur - QLONASS və GPS.

Peyk naviqasiya sistemlərinə üç komponent daxildir (Şəkil 6.10):

süni Yer peyklərinin orbital bürcünü (başqa sözlə, naviqasiya kosmik gəmisi) əhatə edən kosmik seqment;
idarəetmə seqmenti, kosmik gəmilərin orbital bürcləri üçün yerüstü idarəetmə kompleksi (GCU);
sistem istifadəçi avadanlığı.

düyü. 6.10. Peyk naviqasiya sistemlərinin tərkibi

QLONASS sisteminin kosmik seqmenti üç orbital müstəvidə hündürlüyü 19100 km, mailliyi 64,5° və orbital dövrü 11 saat 15 dəqiqə olan dairəvi orbitlərdə yerləşən 24 naviqasiya kosmik gəmisindən (NSV) ibarətdir (şək. 6.11). Hər bir orbital müstəvidə 45° vahid enlik sürüşməsi ilə 8 peyk yerləşdirilir.

GPS naviqasiya sisteminin kosmik seqmenti 24 əsas və 3 ehtiyat peykdən ibarətdir. Peyklər təqribən 20.000 km hündürlükdə, mailliyi 55°, uzunluqda hər 60°-dən bir bərabər məsafədə yerləşən altı dairəvi orbitdə yerləşir.

düyü. 6.11. QLONASS və GPS peyklərinin orbitləri

QLONASS sisteminin yerüstü idarəetmə kompleksi seqmenti aşağıdakı funksiyaları yerinə yetirir:

efemeris və zaman-tezlik dəstəyi;
radionaviqasiya sahəsində monitorinq;
peyklərin radiotemetrik monitorinqi;
peykin əmr və proqram radio nəzarəti.

Müxtəlif peyklərin vaxt şkalalarını lazımi dəqiqliklə sinxronlaşdırmaq üçün peykin bortunda 10 -13 s sırasının nisbi qeyri-sabitliyi olan sezium tezliyi standartlarından istifadə olunur. Yerüstü idarəetmə kompleksi 10 -14 s nisbi qeyri-sabitliyə malik hidrogen standartından istifadə edir. Bundan əlavə, NKU-ya 3-5 ns xəta ilə istinad miqyasına nisbətən peyk vaxt miqyasını düzəltmək üçün vasitələr daxildir.

Yer seqmenti peyklərə efemer dəstəyi verir. Bu o deməkdir ki, peykin hərəkət parametrləri yerdə müəyyən edilir və bu parametrlərin qiymətləri əvvəlcədən müəyyən edilmiş müddət üçün proqnozlaşdırılır. Parametrlər və onların proqnozu naviqasiya siqnalının ötürülməsi ilə birlikdə peyk tərəfindən ötürülən naviqasiya mesajına daxil edilir. Buraya həm də sistem vaxtına nisbətən peykin bortda olan vaxt şkalasının vaxt-tezlik korreksiyaları daxildir. Peykin hərəkət parametrlərinin ölçülməsi və proqnozlaşdırılması sistemin Balistik Mərkəzində peykə qədər olan məsafənin və onun radial sürətinin trayektoriya ölçülərinin nəticələrinə əsasən həyata keçirilir.

Sistem istifadəçisi avadanlığı fəza koordinatlarını, hərəkət sürəti vektorunun komponentlərini və qlobal naviqasiya peyk sistemi istifadəçisinin vaxt şkalasının korreksiyasını təyin etmək üçün naviqasiya kosmik gəmisindən radionaviqasiya siqnallarını qəbul etmək və emal etmək üçün nəzərdə tutulmuş radiotexniki qurğulardır.

Qəbuledici istehlakçının yerini müəyyənləşdirir, o, naviqasiya dəqiqliyini təmin etmək baxımından bütün müşahidə edilən peyklərdən ən əlverişlilərini seçir. Seçilmiş peyklərə olan məsafələrə əsasən, o, istehlakçının uzunluğunu, enini və hündürlüyünü, həmçinin onun hərəkətinin parametrlərini: istiqamət və sürəti müəyyən edir. Qəbul edilən məlumatlar displeydə rəqəmsal koordinatlar şəklində göstərilir və ya əvvəllər qəbulediciyə kopyalanmış xəritədə göstərilir.

Peyk naviqasiya sistemlərinin qəbulediciləri passivdir, yəni. onlar siqnal yaymırlar və geri dönən rabitə kanalı yoxdur. Bu, naviqasiya rabitə sistemlərinin qeyri-məhdud sayda istehlakçısına malik olmağa imkan verir.

Peyk naviqasiya sistemləri əsasında obyektlərin hərəkətinin monitorinqi sistemləri indi geniş yayılmışdır. Belə bir sistemin quruluşu Şəkildə göstərilmişdir. 6.12.

düyü. 6.12. Monitorinq sisteminin strukturu

İzləmə obyektlərində quraşdırılmış naviqasiya qəbulediciləri peyklərdən gələn siqnalları qəbul edir və onların koordinatlarını hesablayır. Ancaq naviqasiya qəbulediciləri passiv cihazlar olduğundan, sistem hesablanmış koordinatları monitorinq mərkəzinə ötürmək üçün bir sistem təmin etməlidir. Müşahidə obyektinin koordinatları haqqında məlumatların ötürülməsi vasitəsi kimi VHF radio modemləri, GSM/GPRS/EDGE modemləri (2G şəbəkələri), UMTS/HSDPA protokollarından istifadə etməklə işləyən üçüncü nəsil şəbəkələr, CDMA modemlər, peyk rabitə sistemləri və s.

Peyk naviqasiya və monitorinq sisteminin monitorinq mərkəzi onun ayrı-ayrı parametrlərinə (yeri, sürəti, hərəkət istiqaməti) nəzarət etmək və müəyyən hərəkətlər üzrə qərarlar qəbul etmək üçün naviqasiya və rabitə avadanlığının quraşdırıldığı (saxlanıldığı) obyektlərə nəzarət etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Monitorinq mərkəzi aşağıdakıları təmin edən proqram və aparat məlumat emal alətlərindən ibarətdir:

müşahidə obyektlərindən daxil olan məlumatların qəbulu, emalı və saxlanması;
ərazinin elektron xəritəsində müşahidə obyektlərinin yeri haqqında məlumatların göstərilməsi.

Daxili işlər orqanlarının naviqasiya və monitorinq sistemi aşağıdakı vəzifələri həll edir:

avtonəqliyyat vasitələrinin heyətlərinin yerləşdirilməsinə növbətçi məntəqənin şəxsi heyəti tərəfindən avtomatlaşdırılmış nəzarətin təmin edilməsi;
məsuliyyət zonasında baş verən hadisələrə operativ reaksiya təşkil edərkən idarəetmə qərarlarının qəbul edilməsi üçün növbətçi məntəqənin şəxsi heyətinə nəqliyyat vasitələrinin yerləşdiyi yer haqqında məlumatın verilməsi;
operatorun avtomatlaşdırılmış iş yerində avtonəqliyyat vasitələrinin yerləşdirilməsi haqqında məlumatları və digər xidmət məlumatlarını qrafik formatda göstərmək;
avtonəqliyyat vasitələrinin ekipajlarının xidmət zamanı hərəkət marşrutları üzrə arxivin formalaşdırılması və saxlanılması;
növbətçilik dövründə qüvvə və vasitələrin məcburi yerləşdirilməsi normalarının, qüvvə və vasitələrin tətbiqinin səmərəliliyinin ümumi parametrlərinin, məsuliyyət sahələrinə nəzarətin göstəricilərinin yerinə yetirilməsi barədə statistik hesabatın verilməsi.

Sistemin bir hissəsi kimi Rusiya Daxili İşlər Nazirliyinin bölmələrinin nəqliyyat vasitələrinin bort avadanlıqlarından monitorinq məlumatlarının ötürülməsinin yüksək etibarlılığını və etibarlılığını təmin etmək üçün ehtiyat məlumat ötürülməsi kanalından istifadə etmək lazımdır. kimi istifadə oluna bilər

GPS və QLONASS peyk naviqasiya sistemləri təyinatına uyğun gələn müəyyən tələblər əsasında yaradılmışdır. Onların qloballığı nəzərdə tutulurdu; meteoroloji şəraitdən, relyefdən, obyektin hərəkətlilik dərəcəsindən müstəqillik; işin davamlılığı və gecə-gündüz mövcudluğu; səs-küy toxunulmazlığı; istehlakçı avadanlıqlarının yığcamlığı və s.

QLONASS və GPS sistemləri konsepsiyasının hazırlanmasından sonra inkişaf edən SNS-in mülki tətbiqləri, xüsusən mülki hava hərəkətinə nəzarət, gəmi naviqasiyası, xilasetmə əməliyyatları, xidmətin mövcudluğu, bütövlüyü və davamlılığı baxımından SNS-ə artan tələblər qoyur. Bu vacib terminləri müəyyən edək:

Mövcudluq (hazırlıq) - SNS-nin istifadədən əvvəl və istifadəsi zamanı işləmə ehtimalı dərəcəsi.

Dürüstlük, müəyyən bir müddət və ya daha az müddətdə sistemin nasazlığının aşkar olunma dərəcəsidir.

Xidmətin davamlılığı - müəyyən bir müddət ərzində sistemin fasiləsiz işini saxlamaq ehtimalı dərəcəsi.

Müəyyən bir müddət dedikdə, bir qayda olaraq, praktiki baxımdan ən vacib olan vaxt müddəti, məsələn, təyyarənin eniş vaxtı nəzərdə tutulur. Hal-hazırda mülki tətbiqlər arasında SNS-nin fəaliyyəti üçün ən vacib olanı hava nəqliyyatına nəzarət, o cümlədən təyyarələr üçün naviqasiya dəstəyidir. Əlçatanlıq tələbləri uçuş mərhələsindən və hava hərəkətinin intensivliyindən asılı olaraq dəyişir. Ölkələrarası uçuş zamanı mövcudluq 0,999...0,99999-dan pis olmamalıdır; aerodrom ərazisində uçarkən və kateqoriyasız eniş yaxınlaşdıqda, 0,99999-dan pis olmamalıdır. Dürüstlük tələbləri, ICAO tələblərinə uyğun olaraq, icazə verilən xəbərdarlıq müddəti 1 s-dən çox olmayan 0,999999995 dəyərinə çatır. Təqdim olunan məlumatlar istehlakçılar tərəfindən SNS-in etibarlılığına qoyulan tələblərin nə qədər böyük olduğunu göstərir.

QLONASS və GPS SNS-də struktur səviyyədə yüksək performans xüsusiyyətləri üç əsas seqmentin birgə işləməsi ilə əldə edilir:

Kosmik seqment;

İdarəetmə Seqmenti;

İstehlakçı seqmenti.

Əsas seqmentlərə əlavə olaraq, diferensial altsistem (DGPS) və bir sıra köməkçi elementlər kimi funksional əlavə var: xüsusi yer və kosmik rabitə kanalları, peyklərin orbitə çıxarılması vasitələri və s.

SNS GLONASS və GPS konsepsiyasının əsasını naviqasiya təriflərinin müstəqilliyi və azadlığı təşkil edirdi. Müstəqillik tələb olunan naviqasiya məlumatlarının müəyyən edilməsini nəzərdə tutur, lakin elektronikanın müasir inkişafı ilə belə mürəkkəblik artıq əhəmiyyət kəsb etmir. Sistemin sorğusuz olması o deməkdir ki, istehlakçının avadanlıqlarında bütün hesablamalar yalnız əvvəlcədən dəqiq məlum olan orbital koordinatları olan peykdən passiv qəbul edilən siqnallar əsasında hesablanır. Öz növbəsində, istehlakçıdan peykə sorğu ötürmək ehtiyacının olmaması istehlakçının avadanlıqlarını çox yığcam və qənaətcil etməyə imkan verir.

Kosmik seqment.

SNS əməliyyatının yerləşməsinin dəqiqliyi və sabitliyi əsasən peyklərin nisbi orbital mövqeyindən və onların siqnallarının parametrlərindən asılıdır. Bir qayda olaraq, istehlakçının görünmə zonasında ən azı 3 - 5 peyk olması tələb olunur. Təcrübədə orbital quruluş elə qurulur ki, əksər istehlakçılar üçün 6-dan çox peyk daim görünür və istehlakçı qəbuledicinin kompüterinə daxil edilmiş xüsusi alqoritmə uyğun olaraq optimal bürc seçmək imkanı əldə edir. Mövcud peyklərə əlavə olaraq, tamamlanmış SNS-ə bir neçə ehtiyat peyk daxildir ki, onlar uğursuz olanları əvəz etmək və ya müəyyən bir bölgənin əhatə dairəsini artırmaq üçün tez bir zamanda yerləşdirilə bilər. İşləyən peyklər yerüstü idarəetmə stansiyasının əmri ilə (məhdud dərəcədə) yenidən qruplaşdırıla bilər. Hazırda təxminən 20.000 km yüksəklikdə fəaliyyət göstərən orta hündürlükdə orbitlər Yer səthinin demək olar ki, yarısında hər bir peykdən siqnal qəbul etməyə imkan verir ki, bu da radionaviqasiya sahəsinin davamlılığını və peyklərin optimal bürcünü seçərkən kifayət qədər ehtiyatı təmin edir. GPS və QLONASS sistemləri çox vaxt şəbəkə SNA adlanır, çünki orbital koordinatlara və buraxılan siqnalların parametrlərinə görə peyklərin qarşılıqlı sinxronlaşdırılması onların işləməsi üçün əsas əhəmiyyət kəsb edir, yəni. NKA qrupunun şəbəkəyə birləşdirilməsi.

Peykin əsas əhəmiyyəti istehlakçının yerləşdirmə problemini həll etməsi və peykin özünün xidmət qabiliyyətinə nəzarət etməsi üçün lazım olan siqnalların formalaşması və emissiyasıdır. Standart peykə aşağıdakılar daxildir: naviqasiya siqnallarının və telemetrik məlumatların ötürülməsi üçün radio ötürücü avadanlıq; yerüstü idarəetmə kompleksindən komandaların qəbulu üçün radioqəbuledici avadanlıq; antenalar; bortda elektromaqnit şüalanması; təyyarədə vaxt və tezlik standartı; günəş panelləri; təkrar doldurulan batareyalar; orbital orientasiya sistemləri və s. Müasir peyklər yerüstü nüvə partlayışlarını aşkar etmək üçün detektorlar və döyüş idarəetmə sistemlərinin elementləri kimi müvafiq avadanlıqları daşıya bilər.

Peyk tərəfindən yayılan siqnallar məsafəölçən və xidmət komponentlərini ehtiva edir. Uzaqölçən komponenti istehlakçılar tərəfindən birbaşa naviqasiya parametrlərini - peykə olan məsafəni, istehlakçının sürət vektorunu, onun məkan oriyentasiyasını və s. Xidmət komponenti peyk koordinatları, vaxt miqyası, peyk sürət vektorları, xidmət qabiliyyəti və s. Əsasən xidməti məlumat komanda-ölçü kompleksi tərəfindən hazırlanır və rabitə seansı zamanı peykin bort yaddaşında saxlanılır. Və onun yalnız kiçik bir hissəsini bort avadanlıqları təşkil edir. Xidmət məlumatlarının komandalar kompleksindən bort kompüterinin yaddaşına köçürülməsi proseduru çox vaxt məlumatların yüklənməsi adlanır.

Uzaqölçən komponenti standart və yüksək dəqiqlikli komponentlərdən ibarətdir. Standart ölçmə dəqiqliyi bütün istehlakçılar üçün mövcuddur və yüksək dəqiqlik yalnız səlahiyyətli şəxslər üçün mövcuddur, yəni. hərbi tənzimləmə orqanları tərəfindən icazə verilir. Giriş nəzarəti yüksək dəqiqlikli siqnalları kodlaşdırmaqla əldə edilir.

Hərbi əməliyyatlar şəraitində həm SNS siqnalını boğmaq üçün qəsdən müdaxilə yaratmaq cəhdləri (tıxaclar), həm də tətbiq etmək cəhdləri (spoofing), yəni. üçüncü tərəf ötürücülərindən istifadə edərək, siqnalın dəyişdirilməsi və düşmənin qəbuledici avadanlığına qəsdən yalan məlumatların daxil edilməsi. SNA ilə bağlı "anti-spoofing" termininin aydın şərhinə ədəbiyyatda çox nadir hallarda rast gəlindiyindən, xüsusi olaraq vurğulamaq lazımdır ki, biz tətbiqdən qorunma haqqında danışırıq.

İdarəetmə seqmenti.

İdarəetmə seqmenti kompüter mərkəzi ilə birləşdirilmiş əsas stansiyadan ibarətdir; əsas stansiyaya və bir-birinə rabitə kanalları ilə qoşulmuş nəzarət-ölçü stansiyaları (MDB) qrupları; yerüstü vaxt və tezlik standartı. Monitorinq və ölçü stansiyalarının geosiyasi amillərə və iqtisadi məqsədəuyğunluğa uyğun olaraq Yer səthində mümkün qədər bərabər yerləşdirilməsinə çalışılır. MDB-nin koordinatları (antena faza mərkəzi) mümkün olan ən yüksək dəqiqliklə üç ölçüdə müəyyən edilir. Peyk MDB-nin görünmə diapazonunda uçduqda peyki izləyir, naviqasiya siqnallarını qəbul edir, ilkin məlumatların işlənməsini həyata keçirir və əsas stansiya ilə məlumat mübadiləsi aparır. Baş stansiyada bütün MDB-dən məlumatlar toplanır, onun riyazi emalı və MTN-nin bort kompüterinə yüklənəcək müxtəlif koordinat və düzəldici məlumatların hesablanması həyata keçirilir.

Yüklənəcək məlumatlar operativ, hər rabitə seansı ilə yenilənən və uzunmüddətli olaraq bölünür. Fövqəladə hadisə baş verdikdə, peykin MDB ölkələrindən birinin görünmə diapazonunda olması şərti ilə plandankənar rabitə seansları keçirmək və məlumatları yükləmək mümkündür.

Yer əsaslı vaxt və tezlik standartı bort standartlarından daha yüksək dəqiqliyə malikdir və SNS-də baş verən bütün prosesləri sinxronlaşdırmaq və bort standartlarını düzəltmək üçün nəzərdə tutulub.

Müstəqillik və sorğusuz təbiətin birləşməsi SNS-ə qeyri-məhdud imkan verir - ixtiyari sayda istehlakçı istənilən vaxt SNS siqnallarından istifadə edə bilər.

İstehlakçı seqmenti.

İstehlakçı seqmentini üç hissəyə bölmək olar: hərbi təşkilatlar; vətəndaş təşkilatları; fərdi şəxslər. İstehlakçı avadanlığının təyinatından asılı olmayaraq, o, peyk radio siqnallarının qəbul edildiyi və onların ilkin emalının aparıldığı radiotezlik yolunu və ikinci dərəcəli siqnalın işlənməsi, naviqasiya məlumatının seçilməsi, optimal bürcün hesablanması alqoritminin həyata keçirilməsi üçün nəzərdə tutulmuş kompüteri ehtiva edir. və istehlakçının məkan koordinatlarının və sürət vektorunun hesablanması. Adətən peykin cari koordinatları və onlara olan məsafə əvvəlcə müəyyən edilir, sonra istehlakçının coğrafi koordinatları hesablanır. İstehlakçının sürət vektoru məlum peyk sürət vektorları üçün peykin Doppler tezliyinin dəyişmələrinin ölçülməsi yolu ilə hesablanır. Kritik olmayan nəqliyyat tətbiqləri üçün sürət vektoru iki sabit nöqtədə koordinatlar fərqindən hesablana bilər. Bundan əlavə, qəbuledicinin məqsədindən asılı olaraq, məlumat ekran cihazına, ötürücü kanala və ya xarici ötürücülər üçün idarəetmə blokuna göndərilə bilər.

Peykin cari koordinatlarının təyini.

Radiobeacon naviqasiya sistemləri ilə bəzi oxşarlıqlara baxmayaraq (sorğusuz, məsafə tapmaq üsulu), SNS də əhəmiyyətli fərqlərə malikdir. Radio mayakların koordinatları dəyişməzdir və əvvəlcədən məlumdur, peyklərin koordinatları isə daim tapılmalıdır. İstehlakçıya nisbətən sabit olmayan yüksək sürətlə hərəkət edən peyklərin cari koordinatlarının müəyyən edilməsi mürəkkəb texniki və hesablama problemidir.

CNN qurmaq üçün mövcud yanaşma ilə, onlar maksimum mümkün hesablamaları yerüstü idarəetmə kompleksinə köçürməyə çalışırlar. Monitorinq-ölçü stansiyaları məhdud ərazilərdə yerləşir və peykin davamlı monitorinqini təmin etmir. Baş komanda stansiyasının kompüter mərkəzində mövcud müşahidələrin nəticələrinə əsasən peykin orbital parametrləri hesablanır. Onlar xətaların aradan qaldırılması alqoritmlərindən istifadə etməklə riyazi emala məruz qalırlar. Sonra emal edilmiş məlumatlara əsasən, növbəti proqnoz tərtib olunana qədər sabit (sorğu) vaxtlarda orbital parametrlərin proqnozu aparılır.

Proqnozlaşdırılan orbital parametrlər və onların törəmələri efemeridlər adlanır. Rabitə seansı zamanı efemerlər peykə, sonra isə istehlakçılara efemerlər və müvafiq vaxt ştamplarını ehtiva edən naviqasiya mesajı şəklində ötürülür. İstinad vaxtlarında gözlənilən orbital parametrləri və peykin dəqiq koordinatlarını bilməklə istifadəçi ixtiyari vaxtda peykin koordinatlarını hesablaya bilər. Efemerlərə əlavə olaraq, naviqasiya mesajında almanax var - görünən peykləri axtarmaq və optimal bürc seçmək üçün istifadə olunan qaba efemerlər də daxil olmaqla, bütövlükdə SNA-nın hazırkı vəziyyəti haqqında məlumat toplusu.

Ümumi qəbul edilən zaman vahidləri.

Peyk naviqasiya sistemlərinin qurulması və istismarı prinsiplərinin nəzərdən keçirilməsi zaman ölçü vahidləri ilə bağlı əsas anlayışlarla əvvəlcədən tanış olmadan mümkün deyil. Bu vahidlər peykin məkan mövqeyini müəyyən etmək, peyk siqnallarını vahid zaman şkalası ilə əlaqələndirmək və s.

Zaman vahidlərinin iki qrupunu ayırmaq adətdir:

Astronomik;

Qeyri-astronomik.

Əsas astronomik istinad vahidi 86400 saniyəyə bölünmüş və Yerin göy sferasında müəyyən sabit istinad nöqtəsinə nisbətən öz oxu ətrafında tam bir dövrə vurduğu vaxt intervalına bərabər olan gündür. Yerin səthi. Astronomik günün xarakterik xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, seçilmiş istinad nöqtəsindən (Günəşin görünən diskinin mərkəzi, yaz bərabərliyi nöqtəsi və s.) asılı olaraq, günlər müxtəlif müddətlərə malikdir və adlarına görə fərqlənirlər.

Sideral gün. Bahar bərabərliyinin iki ardıcıl yuxarı kulminasiya nöqtəsi arasında ölçülən vaxt intervalı ulduz günü və ya əks halda Yerin inqilabının ulduz dövrü adlanır. Müəyyən bir meridianda ölçülən vaxta həmin meridianın yerli vaxtı deyilir. Buna görə də, ulduz günləri vəziyyətində, meridianın yerli ulduz vaxtından danışırlar.

Yerli ulduz vaxtı göy meridianına nisbətən yaz bərabərliyinin saatlıq bucağı ilə ölçülür. Göy meridianı dedikdə, yerin meridianının səma sferasının şərti səthinə proyeksiyası başa düşülür, buna görə də saat bucağı coğrafi uzunluğa bənzəyir, müşahidəçinin saat meridianından saat əqrəbi istiqamətində ölçülür və saatlarla, dəqiqələrlə, saniyələrlə ölçülür.

Məlumdur ki, Yerin fırlanma oxu konus boyunca hərəkətlərdən - presessiyadan və kiçik vibrasiyalardan - nutasiyadan ibarət yavaş dövri hərəkətlər edir. Presessiya və nutasiya ulduz vaxtının təyin edilməsində səhvlər yaradır, çünki onlar yaz bərabərliyi nöqtəsinin hərəkətinə səbəb olur. Hesablamalarda yalnız presessiya nəzərə alınarsa, onda orta ulduz vaxtı alınır. Nutasiya presessiya ilə birlikdə nəzərə alındıqda həqiqi ulduz vaxtı alınır. Qrinviç meridianında ölçülən sidereal vaxt Qrinviç ulduz vaxtı adlanır.

Peyk naviqasiya sisteminin yaradılması ideyası ötən əsrin 50-ci illərində yaranıb. Riçard Kerşnerin başçılıq etdiyi amerikalı alimlər sovet peykindən yayılan siqnalı müşahidə etmiş və aşkar etmişlər ki, Doppler effektinə görə qəbul edilən siqnalın tezliyi peyk yaxınlaşdıqca artır, uzaqlaşdıqca isə azalır. Beləliklə, Yerdəki koordinatlarınızı dəqiq bilməklə, peykin mövqeyini və sürətini ölçə bilərsiniz və əksinə, peykin mövqeyini bilməklə, öz sürətinizi və koordinatlarınızı təyin edə bilərsiniz.

GPS yaratmaq üçün ilk addımlar amerikalılar tərəfindən 1964-cü ildə Timation proqramı çərçivəsində aşağı Yer orbitinə peyklərin buraxılması ilə atıldı. Əvvəlcə GPS hərbi texnologiya kimi düşünüldü, lakin proses zamanı onlar sistemdən mülki məqsədlər üçün istifadə etmək qərarına gəldilər. Bu məqsədlə onun dəqiqliyi xüsusi alqoritmlə azaldılıb. Sovet alimləri 1976-cı ildə yerli QLONASS sistemi üzərində işə başladılar. Başlanğıcda bu da yalnız hərbi məqsəd daşıyırdı.

Naviqasiya sistemi üç əsas seqmentdən ibarətdir: kosmik, idarəetmə və istifadəçi. Kosmik peyk orta Yer orbitində fırlanan GPS üçün 32 və QLONASS üçün 28 peyklə təmsil olunur. Nəzarət seqmenti obyektlərin yeri haqqında məlumatları düzəldən bir neçə monitorinq stansiyası və yer antenalarından ibarətdir. kosmosdan siqnal yayımlayır və bütün qəbuledicilər real vaxtda koordinatlardan istifadə edərək kosmosdakı mövqelərini hesablamaq üçün bu siqnaldan istifadə edirlər. Bunun üçün qəbuledici ən azı üç (və tercihen dörd) peykdən siqnal almalıdır.

GPS peykləri hər biri 20.180 km yüksəklikdə 4 peykdən ibarət 6 dairəvi orbital yolda Yer ətrafında dövr edir. Bir ulduz günü ərzində onlar Yer ətrafında iki tam orbit edirlər. QLONASS peyklərinin orbiti GPS-dən fərqli olaraq şimal və cənub qütb bölgələrində daha dəqiq istifadə üçün 19400 km yüksəklikdə yerləşir.

Peyklər daimi olaraq planetin bütün əlçatan səthinə yerləri və öz saatlarında vaxt haqqında məlumatla siqnal göndərirlər. Onlar heç bir qəbuledici cihazdan məlumat almırlar. Qəbuledici peyklərin koordinatlarını və siqnalların göndərildiyi vaxt haqqında məlumatları alır və hər bir peykə olan məsafəni hesablayır. Proqram bunu işığın sürətini onun qəbul etdiyi vaxtla siqnal göndərdiyi vaxt arasındakı fərqə vurmaqla edir.

Tapşırığı qəbul edən cihazın saatındakı vaxtın peyklərin saatlarının göstərdiyi ilə uyğun gəlməməsi ilə çətinləşir. Bundan əlavə, peyklər relativistik və qravitasiya zaman təhrifinin təsirinə məruz qalırlar. 20.000 kilometr yüksəklikdə cazibə qüvvəsi kifayət qədər zəifdir və peyklər yüksək sürətlə hərəkət edir. Bu təsirlərə görə saat gündə 38 millisaniyə ilə tənzimlənməlidir. Bu edilmədikdə, Yer kürəsində koordinatları təyin edərkən səhv təxminən 10 km ola bilər!

Üç və ya dörd peykin hər birinə olan məsafəni hesablayan qəbuledici qəbul edilən məlumatları təhlil edir və onun dəqiq yerini müəyyənləşdirir.

Naviqasiya sistemlərinin çatışmazlıqları müəyyən şərtlər altında peyklərdən gələn siqnalın qəbulediciyə çatmamasıdır: məsələn, zirzəmidə və ya tuneldə. Həmçinin, ağır buludlar və maqnit fırtınaları səbəbindən qəbul səviyyəsi pisləşə bilər.

Ərazinin kağız xəritələri GPS peyk sistemindən istifadə etməklə naviqasiya həyata keçirilən elektron xəritələrlə əvəz olunub. Bu məqalədən siz peyk naviqasiyasının nə vaxt ortaya çıxdığını, indi nə olduğunu və yaxın gələcəkdə onu nə gözlədiyini öyrənəcəksiniz.

İkinci Dünya Müharibəsi illərində ABŞ və Britaniya donanmalarının güclü kozırları var idi - radio mayaklardan istifadə edən LORAN naviqasiya sistemi. Hərbi əməliyyatların sonunda “qərbyönlü” ölkələrin mülki gəmiləri öz ixtiyarında olan texnologiyanı aldılar. On ildən sonra SSRİ öz cavabını işə saldı - radio mayaklara əsaslanan Çayka naviqasiya sistemi bu gün də istifadə olunur.

Lakin quru naviqasiyasının əhəmiyyətli çatışmazlıqları var: qeyri-bərabər ərazi maneəyə çevrilir və ionosferin təsiri siqnalın ötürülmə müddətinə mənfi təsir göstərir. Əgər naviqasiya radio mayakı ilə gəmi arasındakı məsafə çox böyükdürsə, koordinatların müəyyən edilməsində xəta kilometrlərlə ölçülə bilər ki, bu da qəbuledilməzdir.

Yerüstü radio mayakları hərbi məqsədlər üçün peyk naviqasiya sistemləri ilə əvəz olundu, onlardan birincisi, American Transit (NAVSAT-ın başqa adı) 1964-cü ildə buraxıldı. Altı aşağı orbitli peyk koordinatların iki yüz metrə qədər dəqiqliyini təmin etdi.

1976-cı ildə SSRİ oxşar hərbi naviqasiya sistemini - "Siklon"u, üç ildən sonra isə "Cicada" adlı mülki naviqasiya sistemini işə saldı. Erkən peyk naviqasiya sistemlərinin böyük çatışmazlığı ondan ibarət idi ki, onlardan yalnız bir saatlıq qısa müddət ərzində istifadə oluna bilərdi. Aşağı orbitli peyklər, hətta az sayda olsa da, geniş siqnal əhatəsini təmin edə bilmədi.

GPS vs. QLONASS

1974-cü ildə ABŞ Ordusu o vaxtkı yeni NAVSTAR naviqasiya sisteminin ilk peykini orbitə çıxardı və sonradan adı dəyişdirilərək GPS (Qlobal Yerləşdirmə Sistemi) oldu. 1980-ci illərin ortalarında GPS texnologiyasının mülki gəmilər və təyyarələr tərəfindən istifadəsinə icazə verildi, lakin onlar uzun müddət hərbi gəmilərdən daha az dəqiq yerləşdirmə təmin edə bildilər. Yerin səthini tamamilə örtmək üçün tələb olunan sonuncu GPS peyki iyirmi dördüncü GPS peyki 1993-cü ildə buraxılmışdır.

1982-ci ildə SSRİ öz cavabını təqdim etdi - bu, QLONASS (Qlobal Naviqasiya Peyk Sistemi) texnologiyası idi. Sonuncu 24-cü QLONASS peyki 1995-ci ildə orbitə çıxdı, lakin peyklərin qısa xidmət müddəti (üç ildən beş ilədək) və layihə üçün kifayət qədər maliyyələşdirmə olmaması sistemi demək olar ki, on il ərzində sıradan çıxardı. QLONASS-ın bütün dünya üzrə əhatə dairəsini bərpa etmək yalnız 2010-cu ildə mümkün olub.

Bu cür nasazlıqların qarşısını almaq üçün indi həm GPS, həm də QLONASS 31 peykdən istifadə edir: 24 əsas və 7 ehtiyat, necə deyərlər, hər halda. Müasir naviqasiya peykləri təxminən 20 min km hündürlükdə uçur və gündə iki dəfə Yer ətrafında dövrə vurmağı bacarır.

GPS necə işləyir

GPS şəbəkəsində yerləşdirmə qəbuledicidən bir neçə peykə qədər olan məsafənin ölçülməsi yolu ilə həyata keçirilir, onların yeri indiki anda dəqiq məlumdur. Peykə olan məsafə siqnal gecikməsini işıq sürətinə vurmaqla ölçülür.
Birinci peyklə əlaqə yalnız qəbuledicinin mümkün yerlərinin diapazonu haqqında məlumat verir. İki sferanın kəsişməsi bir dairə, üç - iki nöqtə və dörd - xəritədə yeganə düzgün nöqtə verəcəkdir. Planetimiz ən çox dörd peyk əvəzinə yalnız üçdə yerləşdirməyə imkan verən kürələrdən biri kimi istifadə olunur. Nəzəri olaraq, GPS yerləşdirmə dəqiqliyi 2 metrə çata bilər (praktikada səhv daha böyükdür).

Hər bir peyk qəbulediciyə böyük bir məlumat toplusu göndərir: dəqiq vaxt və onun korreksiyası, almanak, efemer məlumatları və ionosfer parametrləri. Onun göndərilməsi və qəbulu arasındakı gecikməni ölçmək üçün dəqiq vaxt siqnalı tələb olunur.

Naviqasiya peykləri yüksək dəqiqlikli sezium saatları ilə, qəbuledicilər isə daha az dəqiqlikli kvars saatları ilə təchiz edilmişdir. Buna görə də, vaxtı yoxlamaq üçün əlavə (dördüncü) peyklə əlaqə qurulur.

Ancaq sezium saatları da səhv edə bilər, buna görə də yerə qoyulmuş hidrogen saatları ilə yoxlanılır. Hər bir peyk üçün vaxt korreksiyası naviqasiya sisteminin idarəetmə mərkəzində fərdi olaraq hesablanır və sonradan dəqiq vaxtla birlikdə alıcıya göndərilir.

Peyk naviqasiya sisteminin digər mühüm komponenti, qarşıdakı ay üçün peyk orbitinin parametrlərinin cədvəli olan almanaxdır. Almanax, eləcə də vaxt korreksiyası idarəetmə mərkəzində hesablanır.

Peyklər həmçinin fərdi efemer məlumatlarını ötürür, bunun əsasında orbital kənarlaşmalar hesablanır. Və işığın sürətinin vakuumdan başqa heç bir yerdə sabit olmadığını nəzərə alsaq, ionosferdə siqnalın gecikməsi nəzərə alınmalıdır.

GPS şəbəkəsində məlumatların ötürülməsi ciddi şəkildə iki tezlikdə həyata keçirilir: 1575,42 MHz və 1224,60 MHz. Fərqli peyklər eyni tezlikdə yayımlanır, lakin CDMA kod bölməsindən istifadə edirlər. Yəni, peyk siqnalı sadəcə səs-küydür, yalnız müvafiq PRN kodunuz olduqda deşifrə edilə bilər.

Yuxarıda göstərilən yanaşma yüksək səs-küy toxunulmazlığına və dar tezlik diapazonunun istifadəsinə imkan verir. Bununla belə, bəzən GPS qəbulediciləri hələ də uzun müddət peykləri axtarmalı olurlar ki, bu da bir sıra səbəblərdən qaynaqlanır.

Birincisi, qəbuledici əvvəlcə peykin harada olduğunu, uzaqlaşdığını və ya yaxınlaşdığını və siqnalının tezliyinin nə olduğunu bilmir. İkincisi, peyklə əlaqə yalnız ondan tam məlumat dəsti alındıqda uğurlu sayılır. GPS şəbəkəsində məlumat ötürmə sürəti nadir hallarda 50 bps-dən çox olur. Və radio müdaxiləsi səbəbindən siqnal kəsilən kimi axtarış yenidən başlayır.

Peyk naviqasiyasının gələcəyi

İndi GPS və QLONASS dinc məqsədlər üçün geniş istifadə olunur və əslində bir-birini əvəz edir. Ən son naviqasiya çipləri həm rabitə standartlarını dəstəkləyir, həm də ilk tapılan peyklərə qoşulur.

Amerika GPS və Rusiyanın QLONASS sistemləri dünyada yeganə peyk naviqasiya sistemlərindən uzaqdır. Məsələn, Çin, Hindistan və Yaponiya müvafiq olaraq BeiDou, IRNSS və QZSS adlı öz peyk sistemlərini yerləşdirməyə başlayıblar ki, bu sistemlər yalnız öz ölkələrində fəaliyyət göstərəcək və buna görə də nisbətən az sayda peyk tələb edir.

Amma bəlkə də ən böyük maraq Avropa İttifaqı tərəfindən hazırlanan və 2020-ci ilə qədər tam gücü ilə işə salınmalı olan Galileo layihəsindədir. Əvvəlcə Galileo sırf Avropa şəbəkəsi kimi düşünülmüşdü, lakin Yaxın Şərq və Cənubi Amerika ölkələri artıq onun yaradılmasında iştirak etmək istəklərini ifadə ediblər. Beləliklə, tezliklə qlobal CLO bazarında “üçüncü qüvvə” meydana çıxa bilər. Əgər bu sistem mövcud sistemlərlə uyğundursa və çox güman ki, olacaq, istehlakçılar yalnız fayda əldə edəcəklər - peyklərin axtarışının sürəti və yerləşdirmə dəqiqliyi artmalıdır.

Bu gün biz GPS nədir və bu sistemin necə işlədiyi barədə danışacağıq. Bu texnologiyanın inkişafına və onun funksional xüsusiyyətlərinə diqqət yetirək. Sistemin işində interaktiv xəritələrin hansı rol oynadığını da müzakirə edəcəyik.

GPS-in tarixi

Qlobal yerləşdirmə sisteminin və ya koordinatların müəyyən edilməsinin yaranma tarixi ABŞ-da hələ 50-ci illərdə ilk sovet peykinin kosmosa buraxılması ilə başlamışdır. Buraxılışı izləyən amerikalı alimlər qrupu peyk uzaqlaşdıqca onun siqnal tezliyini tədricən dəyişdiyini müşahidə edib. Məlumatları dərindən təhlil etdikdən sonra onlar belə qənaətə gəliblər ki, peykin köməyi ilə daha ətraflı şəkildə onun yeri və buraxılan siqnalı ilə insanın yer üzündə yerini və hərəkət sürətini dəqiq müəyyən etmək mümkündür. eləcə də əksinə, insan koordinatlarını dəqiq müəyyənləşdirərkən peykin orbitdəki sürəti və yeri. Yetmişinci illərin sonunda ABŞ Müdafiə Nazirliyi GPS sistemini öz məqsədləri üçün istifadəyə verdi və bir neçə ildən sonra o, mülki istifadə üçün əlçatan oldu. GPS sistemi hazırda necə işləyir? Məhz o vaxt necə işləyirdisə, eyni prinsiplər və əsaslarla.

Peyk şəbəkəsi

Yer orbitindəki iyirmi dörddən çox peyk radio bağlama siqnallarını ötürür. Peyklərin sayı dəyişir, lakin fasiləsiz işləməyi təmin etmək üçün orbitdə həmişə lazımi sayda var, üstəlik onlardan bəziləri ehtiyatdadır ki, birincilər sıradan çıxsa, öz funksiyalarını götürəcəklər. Onların hər birinin istismar müddəti təqribən 10 il olduğu üçün yeni, modernləşdirilmiş versiyalar istifadəyə verilir. Peyklər Yer ətrafında altı orbitdə 20 min km-dən az yüksəklikdə fırlanır, GPS stansiyaları tərəfindən idarə olunan bir-birinə bağlı şəbəkə təşkil edir. Sonuncular tropik adalarda yerləşir və ABŞ-dakı əsas koordinasiya mərkəzinə bağlıdır.

GPS naviqatoru necə işləyir?

Bu şəbəkə sayəsində siz peyklərdən gələn siqnalın gecikməsini hesablayaraq yerinizi öyrənə və bu məlumatlardan istifadə edərək koordinatları təyin edə bilərsiniz. GPS sistemi hazırda necə işləyir? Hər hansı bir məkan naviqasiya şəbəkəsi kimi, o, tamamilə pulsuzdur. İstənilən hava şəraitində və günün istənilən vaxtında yüksək məhsuldarlıqla işləyir. Sizə lazım olan yeganə alış GPS-in özü və ya GPS funksiyasını dəstəkləyən cihazdır. Əslində, naviqatorun işləmə prinsipi uzun müddətdir istifadə olunan sadə naviqasiya sxeminə əsaslanır: bir işarə rolu üçün ən uyğun olan marker obyektinin yerləşdiyi yeri və ondan sizə olan məsafəni dəqiq bilirsinizsə. , nöqtə ilə yerinizi göstərdiyiniz dairə çəkin. Dairənin radiusu böyükdürsə, onu düz bir xətt ilə əvəz edin. Mümkün yerinizdən markerlərə doğru bir neçə belə zolaq çəkin; xətlərin kəsişmə nöqtəsi xəritədə koordinatlarınızı göstərəcək. Bu vəziyyətdə yuxarıda qeyd olunan peyklər yerləşdiyiniz yerdən təxminən 18 min km məsafədə olan bu işarə obyektlərinin rolunu oynayır. Orbitdə nəhəng sürətlə fırlansalar da, onların yeri daima izlənilir. Hər bir naviqatorda GPS qəbuledicisi var, o, istənilən tezlikdə proqramlaşdırılıb və peyklə birbaşa qarşılıqlı əlaqədədir. Hər bir radiosiqnalda peykin texniki vəziyyəti, onun Yerin orbitində və saat qurşağında yerləşməsi (dəqiq vaxt) haqqında məlumatlar daxil olan müəyyən miqdarda kodlaşdırılmış məlumat var. Yeri gəlmişkən, dəqiq vaxt haqqında məlumat koordinatlarınız haqqında məlumat əldə etmək üçün ən zəruridir: radio siqnalının buraxılması və qəbulu arasındakı müddətin davam edən hesablanması radio dalğasının sürətinə vurulur və qısamüddətli hesablamalar naviqasiya cihazınızla orbitdəki peyk arasındakı məsafə hesablanır.

Sinxronizasiya çətinlikləri

Bu naviqasiya prinsipinə əsaslanaraq, güman etmək olar ki, koordinatlarınızı dəqiq müəyyən etmək üçün sizə yalnız iki peyk lazım ola bilər, onların siqnallarına əsasən kəsişmə nöqtəsini və nəhayət, olduğunuz yeri tapmaq asan olacaq. . Amma təəssüf ki, texniki səbəblər marker kimi başqa peykdən istifadəni tələb edir. Əsas problem, peyklərlə kifayət qədər sinxronizasiya etməyə imkan verməyən GPS qəbuledicisinin saatıdır. Bunun səbəbi vaxt göstəricisindəki fərqdir (navigatorunuzda və məkanda). Peyklərdə bahalı, yüksək keyfiyyətli atom əsaslı saatlar var ki, bu da onlara vaxtı həddindən artıq dəqiqliklə hesablamağa imkan verir, halbuki belə xronometrləri adi qəbuledicilərdə istifadə etmək sadəcə olaraq mümkün deyil, çünki onların ölçüləri, dəyəri və işinin mürəkkəbliyi onlara imkan vermirdi. hər yerdə istifadə etmək. 0,001 saniyəlik kiçik bir səhv belə koordinatları 200 km-dən çox kənara keçirə bilər!

Üçüncü marker

Beləliklə, tərtibatçılar GPS naviqatorlarında kvars saatlarının adi texnologiyasını tərk etmək və fərqli bir yol tutmaq qərarına gəldilər, daha dəqiq desək, iki peyk nişanı yerinə - sonrakı kəsişmə üçün müvafiq olaraq üç eyni sayda xəttdən istifadə etmək. Problemin həlli dahiyanə sadə bir həllə əsaslanır: üç təyin edilmiş markerdən bütün xətlər kəsişdikdə, hətta mümkün qeyri-dəqiqliklər olsa belə, mərkəzi onun ortası kimi qəbul edilən üçbucaq şəklində bir zona yaradılır - yeriniz. Bu, həm də qəbuledici ilə hər üç peyk arasında vaxt fərqini müəyyən etməyə imkan verir (bunun üçün fərq eyni olacaq), bu da xətlərin kəsişməsini tam olaraq mərkəzdə düzəltməyə imkan verir; başqa sözlə, bu sizin GPS koordinatları.

Bir tezlik

Onu da qeyd etmək lazımdır ki, bütün peyklər cihazınıza eyni tezlikdə məlumat göndərir, bu olduqca qeyri-adidir. GPS naviqatoru necə işləyir və bütün peyklər davamlı və eyni vaxtda ona məlumat göndərirsə, bütün məlumatları necə düzgün qəbul edir? Hər şey olduqca sadədir. Özlərini tanımaq üçün peykdəki ötürücülər şifrələnmiş kodu ehtiva edən radio siqnalında standart məlumat da göndərirlər. O, peykin maksimum xüsusiyyətləri haqqında məlumat verir və cihazınızın məlumat bazasına daxil edilir, bu da peykdən alınan məlumatları naviqator verilənlər bazası ilə müqayisə etməyə imkan verir. Çox sayda peyk diapazonunda olsa belə, onları çox tez və asanlıqla müəyyən etmək olar. Bütün bunlar bütün sxemi sadələşdirir və GPS naviqatorlarında daha kiçik və zəif qəbuledici antenaların istifadəsinə imkan verir ki, bu da xərcləri azaldır və cihazların dizaynını və ölçülərini azaldır.

GPS xəritələri

GPS xəritələri cihazınıza ayrıca endirilir, beləliklə siz naviqasiya etmək istədiyiniz əraziyə nəzarət edirsiniz. Sistem sadəcə planetdəki koordinatlarınızı təyin edir və xəritələrin funksiyası koordinatların tərtib olunduğu ekranda ərazini gəzməyə imkan verən qrafik versiyanı yenidən yaratmaqdır. Bu halda GPS necə işləyir? Pulsuz, bu statusda qalmağa davam edir; bəzi onlayn mağazalardakı kartlar (yalnız deyil) hələ də ödənilir. Çox vaxt GPS naviqatoru olan bir cihaz üçün xəritələrlə işləmək üçün ayrıca proqramlar yaradılır: həm pullu, həm də pulsuz. Xəritələrin müxtəlifliyi xoş təəccüb doğurur və A nöqtəsindən B nöqtəsinə qədər yolu mümkün qədər informativ və bütün rahatlıqla qurmağa imkan verir: hansı görməli yerlərdən keçəcəksiniz, təyinat yerinə ən qısa yol, istiqaməti göstərən səsli köməkçi. , və qeyriləri.

Əlavə GPS avadanlığı

GPS sistemi təkcə sizə doğru yolu göstərmək üçün istifadə edilmir. O, üzərində mayak və ya GPS izləyicisi ola biləcək obyekti izləməyə imkan verir. O, siqnal qəbuledicisinin özündən və nəzarəti həyata keçirən xidmət mərkəzlərinə obyektin yeri haqqında məlumatın ötürülməsi üçün gsm, 3gp və ya digər rabitə protokollarına əsaslanan ötürücüdən ibarətdir. Onlar bir çox sənaye sahələrində istifadə olunur: təhlükəsizlik, tibbi, sığorta, nəqliyyat və bir çox başqaları. Yalnız avtomobilə qoşulan avtomobil izləyiciləri də var.

Problemsiz səyahət edin

Hər gün xəritənin və daimi kompasın mənası keçmişə doğru gedir. Müasir texnologiyalar insana minimum vaxt, səy və pul itkisi ilə öz səyahətinə yol açmağa, eyni zamanda ən maraqlı və maraqlı yerləri görməyə imkan verir. Təxminən bir əsr əvvəl elmi fantastika olan şey bu gün reallığa çevrilib və demək olar ki, hər kəs ondan yararlana bilər: hərbçilərdən, dənizçilərdən və təyyarə pilotlarından tutmuş turistlərə və kuryerlərə qədər. İndi bu sistemlərin kommersiya, əyləncə və reklam sənayesi üçün istifadəsi böyük populyarlıq qazanır, burada hər bir sahibkar özünü dünyanın qlobal xəritəsində göstərə bilər və onu tapmaq çətin olmayacaq. Ümid edirik ki, bu məqalə GPS ilə maraqlanan hər kəsə kömək etdi - onun necə işlədiyi, koordinatların hansı prinsip əsasında müəyyən edildiyi və onun güclü və zəif tərəflərinin nə olduğu.