|
 |
||
|
| Всі довідники: | Картографія | Геодезія | Астрономо-геодезія | Геоінформатика | GPS & ГЛОНАСС | ДЗЗ та фотограмметрія | Тлумачник |
| Партнери |
|
|
|
Структура системи та принципи функціонування ( Кас'янов О.В., "Детально про GPS" )
GPS складається з трьох сегментів: управління, космічного та сегменту користувачів. Сегмент управління вбирає в себе з головну станцію контролю та управління, групу контрольних станцій та станцій зв'язк (рис. 1).
Рисунок 1. Розташування елементів сегменту управління GPS
Головна станція контролю та управління знаходиться разом з однією з контрольних станцій на авіабазі "Шривер" (Schriever AFB) поблизу м. Колорадо-Спрингс штат Колорадо. Контрольні станції та станції зв'язку розташовано на атолі Дієго-Гарсіа (Чагос, Індійський океан), на острові Вознесіння (Атлантичний океан), на Гавайських островах, атолі Кваджалейн (Тихий океан), мисі Канаверел (півострів Флорида).
Контрольні станції ведуть спостереження за супутниками та здійснюють високоточне визначення відстаней. За цими даними головна станція визначає параметри орбіт, похибки бортових годинників, визначає коефіцієнти моделі іоносфери та формує повідомлення, які станціями зв'язку закладаються на борт супутників.
Місця розташування контрольних станцій GPS (натисніть на рисунок, щоб відкрити в Google Earth)
У 2005 року систему контрольних станцій розширено за рахунок станцій Національного агенства геопросторової розвідки США (National Geospatial-Intelligence Agency).
Космічний сегмент GPS складається з 28 супутників (рис. 2), розташованих в шести площинах, розвернутих через 60˚ по довготі верхобіжного кута. Ексцентриситет орбіт становить від 0,02 до 0,001 - орбіти близькі до кругових. Приблизна висота обертання супутників H = 20150 км, період обертання T дорівнює близько 11 годин 58 хвилин. Нахил орбіти i = 55˚. Кожні 30 секунд супутник передає навігаційні повідомлення, в яких містяться дані про положення супутника на певний час, дані про якість сигналу, похибку супутникового годинника та коефіцієнти моделі іоносфери.
Сегмент користувачів складається з GPS- приймачів різних типів. Для високоточних вимірювань в геодезії та геодинаміці використовуються спеціалізовані двохчастотні багатоканальні приймачі, здатні здійснювати як кодові, так і фазові вимірювання в усіх можливих режимах. Для навігації, моніторингу транспортних засобів та широкого кола інших подібних задач застосовуються значно простіші та дешевші приймачі, здатні виконувати вимірювання тільки спостереженням за кодом сигналів.
Для визначення координат GPS-приймачі здійснюють кодові чи кодово-фазові вимірювання. Під час кодових вимірювань аналізується зміст повідомлень супутників та вимірюється запізнення сигналу по спеціальних далекомірних кодах. Аналіз цих даних дозволяє визначити відстані до супутників. На основі визначених відстаней та даних про положення щонайменше чотирьох супутників, використовуючи просторову лінійну засічку, GPS-приймачі визначають своє положення в просторі та часі.
При кодово-фазових вимірюваннях на основі кодових даних визначається положення супутників, а визначення відстані до супутника спирається на спостереження фази несучої. Такі вимірювання є похідними від вимірювань різності між опорним сигналом, сформованим внутрішнім генератором приймача, та сигналом, отриманим з супутника. Спостереження фази несучої є результатом цього процесу визначення різності.
Розрізняють кілька способів визначення положення: абсолютні та відносні. При абсолютних визначеннях координати визначаються лінійною засічкою по кодовим вимірюванням псевдовідстаней. Цей спосіб використовується в першу чергу в навігації. Абсолютні визначення в свою чергу поділяють на автономні та диференційні. Автономні визначення здійснюються одним приймачем і чутливі до будь-яких викажень. При диференційних визначеннях використовуються щонайменше два приймача. Один, так звана базова(опорна) станція, працює на точці з відомими координатами і формує поправки на основі різниці між визначеними по супутникам та наперед відомими координатами. Інший приймач безпосередньо здійснює позиціювання, використовуючи поправки створені базовою станцією.
Обладнання сегменту GPS-користувачів 1) геодезичні приймачі; 2) морські навігаційні приймачі; 3) автомобільні GPS-навігатори; 4) картографічні GPS-приймачі; 5) засоби персональної навігації; 6) прилади моніторингу
В відносних способах координати визначаються спільною обробкою даних отриманих кількома приймачами, серед яких щонайменше один розташовано на точці з відомими координатами. При цьому здебільшого використовується кодово-фазовий тип визначення відстаней. Спосіб дає високоточні результати і широко використовується при геодезичних визначеннях. Між тим такі вимірювання вимагають значного ускладнення обладнання приймачів, програмного забезпечення для обробки даних спостережень.
Щоб дізнатися, як саме вирішує задачу визначення положення навігаційний GPS-приймач, перейдіть до наступного розділу.
При підготовці розділу використані матеріали: Air Force Satellite Control Network National Geospatial-Intelligence Agency Los Angeles Air Force Base and the Space and Missile Systems Center
|
||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||
|
|
BLOCK
I
З
лютого 1989 року по жовтень 1990 року на орбіту виводилися
супутники типу BLOCK II (SNR 13-21). Супутники було обладнано
2 цезієвими та 2 рубідієвими стандартами частоти. Термін життя
BLOCK II, як і попередника, складав 7.5 років.
З
січня 1997 року почалося використання супутників типу BLOCK
IIR (SNR 41-61). Розробник - компанія Lockheed Martin. Супутники
обладнано 3-ма рубідієвими стандартами частоти. Термін життя
апаратів цього типу становить 10 років. 
У
2009 році космічне угруповання GPS почне поповнюватися супутникамии
типу BLOCK IIF, розробки компанії Boeing.
