Увод у глобалне системе позиционирања
Да ли сте икада изгубили новчаник и нисте га нашли или неку од ваших ствари које сте пропустили и нисте их могли пронаћи? Овде глобални системи за позиционирање могу изаћи на вас и развеселити вас. Данас је ГПС израз који не треба много уводити. ГПС је био огроман део нашег свакодневног живота, од тражења путовања, лоцирања до достизања и од проналажења до праћења и повезивања. Од свог оснивања у Сједињеним Државама 1973. године од стране Министарства одбране САД-а, ГПС је већ заузео своје значајно место у човечанству и несумњиво је доказао своју важност за сваког од нас.
ГПС, као што му име каже, Глобал Поситионинг Систем (Глобал Поситионинг Систем), говори о положају било ког објекта на глобалном нивоу, тј. У односу на читаву ову планету, планету Земљу, уз помоћ сателитског навигационог система у коме се мноштво сателита који се окрећу око Земље користи за пронађите објект. Омогућује вам да знате где се одређени објекат тачно налази или се налазио у прошлости, његова брзина у исто време, цео дан, без обзира на временске прилике, било где у свету.
Првобитно развијена за употребу у војним службама Сједињених Држава, била је доступна у јавност по веома ниској цени. Данас су ГПС пријемници прикључени на све врсте комерцијалних производа попут мобитела, паметних телефона, сатова, аутомобила, бицикала итд. У ствари, ГПС је направљен толико јефтино да га можете користити за било који ситни предмет да га пратите.
Рад глобалних система за позиционирање (ГПС)
ГПС користи математички принцип „трилатерације“ за одређивање положаја објекта и то је систем од више од 30 сателита који орбитирају око Земље.
Субјекти укључени у рад ГПС-а су:
- Сателити (свемирски сегмент)
- Систем контроле (којим управља америчка војска)
- Сигнали
- Пријемници сигнала (кориснички сегмент - цивилни и војни корисници са својим ГПС уређајима са антеном)
- Положај сателита је познат по сигналима који емитују на пријемник.
- Ове сигнале примају пријемници спојени у објекте који се налазе.
- Важна поента је да су потребна најмање 4 сателита да би се тачна локација пријемника налазила на Земљи.
- 3 сателита се користе за праћење локације.
- Четврти сателит користи се за потврду циљане локације сателита.
- ГПС пријемник узима информације са сателита и користи методу триангулације да утврди тачан положај корисника.
Предности и недостаци ГПС-а
Следеће су предности и недостаци Глобал Поситионинг Системс:
Предности
- Одличан алат за војне, цивилне и комерцијалне кориснике
- Аутомобили без возача, системи за праћење возила, навигациони системи засновани на ГПС-у омогућавају нам скретање између завоја и усмјерења до тачке
- ГПС има веома велику брзину праћења објекта
Недостаци
- Питања тачности у урбаним срединама
- Слаби сигнали (тако да се не користе много у води, затвореним или густим областима)
Грешке глобалних система за позиционирање
ГПС укључује сателите, пријемнике, пренос сигнала између сателита и пријемника. Дакле, грешке се могу појавити у било којем од горе поменута три ентитета.
-
Грешке у ширењу сигнала
Као што знамо да сигнали са ГПС сателита који орбитирају око Земље морају стићи до пријемника и због тога сигнали морају да путују кроз Земљину атмосферу. Прво, сигнали иду кроз Ионосферу (горњи део атмосфере), затим кроз Тропосферу (најнижи део атмосфере). Тако на атмосферу два пута утиче атмосфера због које долази у опсегу грешака од нула до 30 метара.
-
Сателитске грешке
Прва грешка је грешка положаја сателита. Будући да је положај сателита предвиђање израчунато на основу претходних опажања сателита од стране ГПС контролних станица, предвиђања се не могу дати са апсолутном тачношћу, предвиђања су нетачна.
Дакле, положаји сателита садржани у „сателитској поруци“ нису тачни због којих је израчуната локација објекта понекад погрешна.
Друго, постоје грешке сателитског сата. Пошто атомски сатови који се користе у сателитима нису савршени, мерење времена путовања које узимају сигнали да би стигли до пријемника и распон између сателита и пријемника је оштећен.
-
Грешке које се јављају на пријемнику
Четири главне грешке се јављају на крају пријемника или на његовој антени:
1. Грешка сата пријемника: Пријемник такође има сат за поређење са сатом унутар сателита за мерење времена путовања сигнала. Овај сат има грешке које се називају „грешке сата пријемника“.
2. Мерење буке : Ово зависи од врсте „равнила“ који се користи за мерење опсега. ГПС сигнали имају 3 равнала
- Шифра грубе аквизиције (Ц / А)
- П-код
- Носива фаза
Ови лењири омогућавају прецизност од неколико метара, неколико дециметара и неколико милиметара.
3. Грешке на више пута: До њих долази због рефлексије сигнала зграда или других објеката који ометају директне сигнале које шаљу сателити.
4. Грешке у кретању антене: До њих долази због померања електричне референтне тачке или фазног центра антене, док се сигнали примају из различитих праваца.
Ограничења глобалних система за позиционирање
Испод су нека ограничења ГПС-а:
1. Пријем сигнала
Будући да ГПС пријемник захтева континуирани пријем сигнала са најмање 4 ГПС сателита, ако на путу путовања сигнали постоје вода, зидови, земља или друге препреке, сигнали не могу да продру кроз ове препреке. У таквим је случајевима ГПС видљивост ГПС сателита врло ограничена. Као у урбаним областима са огромним небодерима, сигнали недостају дуго времена.
2. Тачност
Сваки систем који укључује мерење има могућност грешке. ГПС се не разликује од тога. Пошто је пуно мерења укључено у ГПС, постоји пуно могућности нетачности у пружању тачне локације објекта.
3. Интегритет
Пријемник захтева информације од сателита, шаљу сигнале познате као „сателитске поруке“ на пријемник који садрже кодиране информације о удаљености сателита од пријемника, положајима сателита итд. Када пријемник добије комбиновано мерење са 4 сателита, он је у стању да покаже локацију. Али ако је положај сателита израчунан погрешно или је распон погрешан, то резултира погрешним положајем пријемника. Сигнали који су укључени у таква питања називају се "неисправни сигнали". Ови сигнали утичу на интегритет локације која се пружа кориснику. Корисник није свјестан чињенице да ли је положај тачан или не. Стога се препоручује надгледање интегритета ГПС података.
Закључак
Може се закључити да је овисно о ГПС-у добар, али увијек треба провјеравати тачност резултата ГПС-а. Такође се може приметити да се тачност може повећати, али по цени. Упркос свим ограничењима и грешкама, ГПС је и даље најбољи систем позиционирања данас.
Препоручени чланци
Ово је водич за Глобал Поситионинг Системс. Овде смо расправљали о увођењу, раду, ограничењима и недостацима ГПС-а. Можда ћете такође погледати следеће чланке да бисте сазнали више -
- Шта су уграђени системи?
- Шта је системски дизајн?
- Апликације за вештачку интелигенцију
- Шта је Спринг Цлоуд?