Boken 
Moderator
Maciek Czapla
Telefon(y): Nokia N95 8GB
Interfejs: S60
Sieć: Tak-Tak
Wersja FW: 20.0.016
Wiek: 15
Posty: 725
Otrzymał 86 piw(a)
Skąd: Łowicz
|
  Wysłany: 2007-10-22, 07:40 GPS
Zaproszone osoby: 2 |
|
|
Jak ktoś by nie wiedział co to GPS, albo mało o nim wiedział to
podaje troche informacji (z wikipedii) na temat GPS:
| Cytat: | GPS-NAVSTAR (ang. Global Positioning System – NAVigation Signal Timing And Ranging) – system nawigacji satelitarnej obejmujący zasięgiem całą kulę ziemską.
Zasada działania polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego z satelitów do odbiornika. Znając prędkość fali elektromagnetycznej można obliczyć odległość odbiornika od satelitów. Mając wpisane do pamięci urządzenia położenie satelitów w czasie, mikroprocesor odbiornika może obliczyć pozycję geograficzną (długość, szerokość geograficzną oraz wysokość elipsoidalną) w układzie WGS-84, a także aktualny czas GPS z dokładnością do jednej milionowej sekundy.
System GPS jest utrzymywany i zarządzany przez Departament Obrony USA. Korzystać z jego usług może w zasadzie każdy - wystarczy tylko posiadać odpowiedni odbiornik GPS. Takie odbiorniki są produkowane przez niezależne firmy komercyjne.
System satelitów
Konfiguracja satelitów operacyjnych GPS
System pracuje na obszarze całej Ziemi, bo w każdym punkcie globu widoczne są zawsze przynajmniej cztery satelity. Co najmniej 24 satelity (liczba wymagana do osiągnięcia pełnej operacyjności systemu, tzn. prawdopodobieństwo widoczności przynajmniej 5 satelitów w dowolnym punkcie na kuli ziemskiej, z wyłaczeniem okolic biegunów, wynosi 99.96%) krążą po orbitach na wysokości około 20162 km. Jest to orbita niższa od geostacjonarnej. System wielu nadajników jest bardzo kosztowny, Amerykanie regularnie muszą umieszczać na orbicie kolejne w zastępstwie tych, które zeszły z właściwej orbity lub uległy awarii. Jednakże ze względu na zyski dla gospodarki światowej a w szczególności amerykańskiej, system został nieodpłatnie udostępniony dla zastosowań cywilnych. Ciekawostką jest fakt, że na każdym satelicie jest zainstalowana aparatura szpiegowska NUDET (Nuclear Detection) przeznaczona do natychmiastowego wykrywania wybuchów nuklearnych na Ziemi.
Generacje satelitów GPS
Satelity bloku I (SVN1 – SVN11):
już ich nie ma,
posiadały 3 zegary: 1 cezowy i 2 rubidowe,
Satelity bloku II (SVN13 – SVN21):
silny sygnał,
konstrukcja umożliwiała działanie w ciągu 14 dni bez potrzeby kontaktu ze stacja kontrolną,
Satelity bloku IIA (SVN22 – SVN40):
zdolność transmisji sygnału zdegradowanego przez degradację SA i AS,
działanie 180 dni bez potrzeby kontaktu ze stacjami kontrolnymi (degradacja danych nawigacyjnych),
posiadały 4 zegary atomowe: 2 cezowe i 2 rubidowe),
żywotność satelity: 9.6 - 10.23 lat,
Satelity bloku IIR (SVN41 – SVN62):
działanie przez 14 dni bez kontaktu ze stacjami kontrolnymi w przypadku korzystania z systemu autonomicznej nawigacji,
możliwość łaczności między sobą i możliwy pomiar odległości między satelitami,
3 zegary rubidowe,
zdolność transmisji sygnału zdegradowanego przez degradację SA i AS,
żywotność satelity: 8.57 - 10.62 lat,
Satelity bloku IIR-M:
znacznie lepsza jakość sygnału;
lustra laserowe;
integracja z innymi technikami (inercjalnymi),
możliwa wzajemna łączność i wzajemny pomiar odległości,
żywotność satelity: szacowana na 11.35 lat.
Zasada działania
Sygnał dociera do użytkownika na dwóch częstotliwościach nośnych f1 = 1575,42 MHz i f2 = 1227,6 MHz. Porównanie różnicy faz obu sygnałów pozwala na dokładne wyznaczenie czasu propagacji, który ulega nieznacznym wahaniom w wyniku zmiennego wpływu jonosfery. Użytkownicy cywilni przybliżoną poprawkę jonosferyczną otrzymują w depeszy nawigacyjnej lub dzięki systemowi DGPS.
Identyfikacja satelitów oparta jest na metodzie podziału kodu CDMA (Code Division Multiple Access) oznacza to, że wszystkie satelity emitują na tych samych częstotliwościach, ale sygnały są modulowane różnymi kodami.
Odbiór sygnału bez zastosowania anten parabolicznych, które w tym przypadku są bezużyteczne ze względu na ich kierunkowość, wymaga zaawansowanych technik oddzielania sygnału od szumu i przetwarzania sygnału. Satelity są w ciągłym ruchu; wyznaczenie pozycji odbiornika na podstawie pomiaru tzw. pseudoodległości od kilku satelitów jest również złożonym zadaniem, wymagającym m.in. uwzględnienia spowolnienia upływu czasu w polu grawitacyjnym Ziemi.
Satelita GPS
Dla poprawnej pracy systemu kluczowy jest czas. Każdy satelita jest wyposażony w zegar atomowy, dzięki czemu jego sygnał jest dokładnie zsynchronizowany z całym systemem. Jednocześnie satelity tworzą razem z kilkoma nadajnikami naziemnymi swoistą sieć korekcji czasu. W efekcie odbiornik GPS podaje nie tylko pozycje, ale również bardzo precyzyjny czas.
Aby określić pozycję w trójwymiarowej przestrzeni i czas systemu konieczny jest jednoczesny odbiór z przynajmniej czterech satelitów. Odbiornik oblicza trzy pseudodległości do satelitów oraz odchyłki czasu (różnicy między tanim i niedostatecznie dokładnym wzorcem kwarcowym zainstalowanym na odbiorniku i precyzyjnym zegarem atomowym na satelicie). Dokładne współrzędne satelity są transmitowane w depeszy nawigacyjnej. W przypadku możliwości odbioru tylko z trzech satelitów niektóre odbiorniki mogą pracować w trybie 2D z ustawioną przez użytkownika wysokością elipsoidalną.
Segment naziemny
W jego skład wchodzi:
5 bezzałogowych stacji śledzących, które stale mierzą pseudodległości, fazy nośne i gromadzą depesze nawigacyjne satelitów,
Obecnie dodano 6 stacji NIMA, planuje się dodanie dalszych 6. W rezultacie wszystkie satelity będą widzialne przez nie mniej niż dwie stacje śledzące co pozwoli zwiększyć dokładność kontrolowania parametrów pracy systemu
stacja główna analizująca stan techniczny satelitów i decydująca o koniecznych korektach,
3 stacje korygujące przesyłające dane aktualizujące pamięć satelitów i inne komendy dotyczące ich funkcjonowania.
Parametry techniczne
Odbiorniki GPS firm Trimble, Garmin i Leica
Ze względów technicznych dokładność obliczania wysokości nad poziomem morza jest około 3 razy mniejsza niż długości i szerokości geograficznej. Wynika to z geometrii wcięcia przestrzennego wykorzystanego do wyznaczenia pozycji. Jakość wyznaczenia pozycji określają parametry rozmycia precyzji DOP (Dilution Of Precision).
Odbiorniki GPS wyposażono w wiele funkcji. Między innymi:
określenie współrzędnych według różnych układów odniesienia (standardowo WGS-84)
rejestrowanie śladu
nawigacja "do punktu" oraz "po trasie"
track back (czyli powrót do miejsca wyjścia "tą samą trasą"
pomiar odległości
wyznaczenie powierzchni (np działki)
obliczanie wschodów i zachodów słońca oraz pór księżyca
a w bardziej rozbudowanych odbiornikach:
wyświetlanie map i nawigacja na mapach warstwowych
komunikacja przez port szeregowy (RS232/USB) i Bluetooth z innym sprzętem elektronicznym (PC, PPC, Palm, elektroniczna mapa morska ECDIS)
autorouting (wyznaczanie automatycznej trasy "po drogach")
Wersje przeznaczone do eksploatacji na statkach posiadają bardzo rozbudowane możliwości nawigacyjne. Wersje lądowe mogą być wyposażone w cyfrowe mapy terenu (takie urządzenia są czasami instalowane w samochodach) oraz lekkie odbiorniki przenośne zasilane bateriami lub akumulatorami. Niektóre odbiorniki pozwalają na określanie pozycji z innych systemów, jak GLONASS, czy Loran C
Dynamicznie rozwija się segment odbiorników GPS do tzw. palmtopów / PDA. Dzięki niskiej cenie i możliwości wyboru oprogramowania, które najlepiej spełnia oczekiwania użytkownika, jest to alternatywne rozwiązanie dla urządzeń typu wszystko-w-jednym. Dostępne opcje pozwalają na podłączenie odbiornika na kablu, na karcie rozszerzeń (CF lub SD) lub bezprzewodowo (bluetooth). Popularne stają się również palmtopy / PDA z wbudowanym odbiornikiem GPS. Dostępny jest bardzo szeroki wybór oprogramowania zarówno do nawigacji samochodowej (np. Automapa, Navigo), morskiej jak i specjalistyczne programy (np. do pomiaru powierzchni).
Coraz częściej GPS stosuje się w telefonach komórkowych. Do tego celu wystarczy odbiornik GPS z bluetooth i kompatybilny telefon. Również na telefony powstało wiele aplikacji obsługujących GPS. Np. TOMTOM mobile, NaviExpert.
Odbiorniki multi-channel i multi-plexing
Dla jednoczesnego odbioru sygnału z kilku satelitów lub sygnału o dwóch częstotliwościach z jednego satelity, stosuje się odbiorniki dwóch rodzajów:
multi-chanel (wielokanałowy) - odbiorniki te składają się z określonej liczby niezależnych kanałów i każdy z nich jest przystosowany do odbierania i przetwarzania sygnałów z jednego satelity. Procesy odbioru i przetwarzania sygnałów są prowadzone w takim wielokanałowym odbiorniku jednocześnie. Obserwacje mogą być wykonywane z częstotliwością sekundową.
multi plexing - odbiorniki te składają się z jednego lub wielu kanałów, z których każdy może odbierać poszczególne sygnały z satelitów. Obserwacje wykonywane są z częstotliwością milisekundową. Najlepszą jakość sygnału mają odbiorniki typu multichanel correlation type. Odbiorniki squaring type kwadratują zarówno sygnały jak i szumy.
Inne systemy pozycjonowania
Inny pracujący obecnie system pozycjonowania to GLONASS. Jest on zarządzany przez Rosyjskie Siły Kosmiczne. GLONASS dostarcza dwa rodzaje sygnału wojskowy oraz cywilny pracujący z dokładnością 60 m. W skład systemu wchodzą 24 satelity oraz naziemna stacja kontroli. System ten jest jednak niedostatecznie stabilny ze względu na niską żywotność satelitów, ponadto używa innego geodezyjnego układu odniesienia i odmiennego wzorca czasu (UTC) niż GPS (UTC USNO, gdzie nie wprowadza się sekund przestępnych). W wyniku tego jest mało popularny.
Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) jest w trakcie budowy własnego systemu nawigacji. Nosi on nazwę Galileo i składać się będzie z 30 satelitów. Zegary zastosowane w europejskich satelitach mają umożliwić osiągnięcie dokładności pozycjonowania w granicach 50 cm. Pierwsze testy Galileo rozpoczeły się w 2005 roku, a system ma być w pełni sprawny do roku 2012.
Beidou Chiński projekt, pierwszy satelita został wystrzelony w 2000 roku. Mimo przystąpienia Chin do projektu Galileo w 2003 roku, prace są nadal kontynuowane i zapowiadane jest uruchomienie systemu w 2008 roku. Dokładność publicznej usługi jest rzędu 10 metrów. Jest to jeden z niewielu systemów, który zakłada dwustronną transmisję informacji (także od urządzenia do satelity). Docelowo projekt ma obejmować cały świat Beidou 2.
Indian Regional Navigational Satellite System (IRNSS) Projekt Indyjski, ma obejmować Indie i obszar 1000-2000km wokół. Finansowanie projektu zostało zatwierdzone w 2006 roku, zakładany czas ukończenia projektu to 6-7 lat. |
Źródło: www.wikipedia.pl |
_________________
Sendo-P200 >> Motorola C205 >> Sony Ericsson K700i >> Nokia 6260 >> Nokia N80 >> Nokia E51 >> Nokia N95 8GB |
|
| 
