Московський коледж управління та нових технологій
Реферат
по предмету В«Периферійні пристроїВ»
Тема реферата:
В«Система глобального позиціонування В»
Спеціальність В«Обчислювальні машини, системи, комплекси та мережі (230101)В»
Виконав: скит А. В.
Група: Е4-1
Перевірив: Куковський Б.Л.
Москва 2009
План роботи:
Введення
1. Історія GPS
2.Введеніе в основи GPS
2.1 Як працює GPS
2.2 Компоненти GPS картографічних систем
2.3 Диференціальна корекція
2.4 Застосування GPS
3. Устаткування для користування послугами GPS системи
3.1 GPS-приймач
3.2 GPS-навігатор
3.3 GPS-трекер
3.4 GPS-логгер
Висновок
Список використаної літератури
Список використовуваних технічних засобів
Введення
Абревіатура GPS в даний час на вустах практично у кожного користувача мобільного телефону, але не кожен розуміє, що це таке і як працює. Даний матеріал допоможе розібратися, що таке GPS навігація та як вона працює!? Почнемо з історії та цілей створення системи глобального позиціонування GPS.
Коли у нас нарешті з'явився яскраво-жовтий гаджет, на якому великими літерами було написано Garmin, радості не було меж. Хоча по сьогоднішніми мірками можливості того простенького приладу були дуже і дуже обмеженими - доводилося знімати координати, а потім самостійно знаходити їх на карті. Сучасні GPS-приймачі здатні на набагато більше.
Це як приклад того як зараз пішли вперед технології системи глобального позиціонування, але сам основний принцип такий же як багато років тому, тому рассмотр основ я породжу починаючи з найпростіших механізмів системи.
Також я проведу аналіз того по яким конкретно схемами і послідовностям працюють ці пристрої за допомогою яких ми бачимо своє місцезнаходження на екранах самих приймачів.
Розгляну де і як можна застосовувати GPS технології, як вони можуть стати в нагоді в повсякденному житті. Виявлено її недоліки і особливості.
А також дам деякі історичні довідки та власні коментарі щодо деяких розділів цього реферату.
1. Історія розвитку системи GPS (Global Positioning System)
Навігаційна система Global Positioning System (GPS) є частиною комплексу NAVSTAR, який розроблений, реалізований і експлуатується Міністерством оборони США. Розробка комплексу NAVSTAR (NAVigation Satellites providing Time And Range - навігаційна система визначення часу і дальності) була розпочата ще в 1973 році, а вже 22 лютого 1978 року був проведений перший тестовий запуск комплексу, а в березні 1978 року комплекс NAVSTAR почали експлуатувати. Перший тестовий супутник був виведений на орбіту 14 липня 1974 року, а останній з 24 необхідних супутників для повного покриття земної поверхні, був виведений на орбіту в 1993 році. Цивільний сегмент військової супутникової мережі NAVSTAR прийнято називати абревіатурою GPS, комерційна експлуатація системи в сьогоднішньому вигляді почалася в 1995 році.
Через більш 20-ти років з моменту тестового запуску системи GPS і 5-ти років з моменту початку комерційної експлуатації Глобальної системи позиціонування GPS, 1 травня 2000 року міністерство оборони США відмінило особливі умови користування системою GPS, що існували до тих пір. Американські військові вимкнули перешкоду (SA - selective availability), штучно знижує точність цивільних GPS приймачів, після чого точність визначення координат за допомогою побутових навігаторів зросла як мінімум в 5 раз. Після скасування американцями режиму селективного доступу точність визначення координат за допомогою найпростішого цивільного GPS навігатора становить від 5 до 20 метрів (висота визначається з точністю до 10 метрів) і залежить від умов прийому сигналів в конкретній точці, кількості видимих ​​супутників і ряду інших причин. Наведені цифри відповідають одночасного прийому сигналу з 6-8 супутників. Більшість сучасних GPS приймачів мають 12-канальний приймач, дозволяє одночасно обробляти інформацію від 12 супутників. Військове застосування навігації на базі NAVSTAR забезпечує точність на порядок вище (до декількох міліметрів) і забезпечується зашифрованим P (Y) кодом. Інформація в C/A коді (стандартної точності), передана за допомогою L1, поширюється вільно, безкоштовно, без обмежень на використання.
Основою системи GPS є навігаційні супутники, рухомі навколо Землі по 6 круговим орбітальним траєкторіями (по 4 супутники в кожній), на висоті 20180 км. Супутники GPS обертаються навколо Землі за 12 годин, їх вага на орбіті становить близько 840 кг, розміри - 1.52 м. в ширину і 5.33 м. в довжину, включаючи сонячні панелі, що виробляють потужність 800 Ватт. 24 супутника забезпечують 100% працездатність системи навігації GPS у будь точці земної кулі. Максимальне можливе число одночасно працюючих супутників в системі NAVSTAR обмежено числом 37. На даний момент на орбіті знаходиться 32 супутника, 24 основних і 8 резервних на випадок збоїв.
Слідкування за орбітальної угрупованням здійснюється з головною керуючою станції (Master Control Station - MCS), яка знаходиться на базі ВПС Шрівер, шт. Колорадо, США. З неї здійснюється керування системою навігації GPS у світовому масштабі. База ВПС Шрівер (Schriever) є місцем розміщення 50-го космічного з'єднання США - підрозділи командування повітряно-космічних сил.
Наземна частина системи GPS складається з десяти станцій стеження, які знаходяться на островах Кваджалейн і гаваях в Тихому океані, на острові Вознесіння, на острові Дієго-Гарсія в Індійському океані, а також в Колорадо-Спрінгс, в мисі Канаверел, шт. Флорида і т.д.. Кількість наземних станцій безупинно росте, на всіх станціях стеження використовуються приймачі GPS для пасивного стеження за навігаційними сигналами всіх супутників. Інформація зі станцій спостереження обробляється на головній керуючій станції MCS та використовується для поновлення ефемерид супутників. Завантаження навігаційних даних, складаються з прогнозованих орбіт і поправок годин, проводиться для кожного супутника кожні 24 години.
Система Глобального Позиціонування (GPS або Global Positioning System) є супутникової і працює під управлінням Міністерства Оборони США. Система є глобальною, всепогодної і забезпечує можливість отримання точних координат і часу 24 години на добу.
2. Введення в основи GPS
2.1 Як працює GPS
Основи системи GPS можна розбити на п'ять основних підпунктів:
Супутникова трилатерації - основа системи
Супутникова дальнометрія - вимірювання відстаней до супутників
Точна часова прив'язка - навіщо потрібно узгоджувати годинник в приймачі і на супутнику і для чого потрібна 4-й космічний апарат
Розташування супутників - визначення точного положення супутників у космосі
Корекція помилок - облік помилок внесених затримками в тропосфері й іоносфері
1 Супутникова трилатерації
Точні координати можуть бути обчислені для місця на поверхні Землі за вимірюваннями відстаней від групи супутників (якщо їх положення в космосі відомо). У цьому випадку супутники є пунктами з відомими координатами. Припустимо, що відстань від одного супутника відомо і ми можемо описати сферу заданого радіусу навколо нього.
Якщо ми знаємо також відстань і до другого супутника, то визначуване місце розташування буде розташовано десь в колі, що задається перетином двох сфер.
Третій супутник визначає дві точки на окружності.
Тепер залишається тільки вибрати правильну точку. Однак одна з точок завжди може бути відкинута, оскільки вона має високу швидкість переміщення або знаходиться на або під поверхнею Землі. Таким чином, знаючи відстань до трьох супутників, можна обчислити координати визначуваної точки.
2 Супутни...
