Paano Gumagana ang System ng GPS?

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ano ang GPS?

Ang GPS o Global Positioning System ay isang satellite navigation system na nagbibigay ng impormasyon sa lokasyon at oras sa lahat ng mga kondisyon sa klima sa gumagamit. Ginagamit ang GPS para sa pag-navigate sa mga eroplano, barko, kotse, at trak din. Nagbibigay ang system ng mga kritikal na kakayahan sa mga gumagamit ng militar at sibilyan sa buong mundo. Nagbibigay ang GPS ng tuluy-tuloy na real-time, 3-dimensional na pagpoposisyon, pag-navigate at tiyempo sa buong mundo.

Paano gumagana ang GPS System?

Ang GPS ay binubuo ng tatlong mga segment:




1) Ang segment ng puwang: ang mga GPS satellite

2) Ang control system, na pinamamahalaan ng militar ng Estados Unidos,



3) Ang segment ng gumagamit, na kinabibilangan ng parehong mga gumagamit ng militar at sibilyan at ang kanilang kagamitan sa GPS.

Space Segment:

Ang segment ng espasyo ay ang bilang ng mga satellite sa konstelasyon. Binubuo ito ng 29 mga satellite na umiikot sa mundo tuwing 12 oras sa 12,000 milya sa taas. Ang pagpapaandar ng segment ng espasyo ay ginagamit upang mag-signal / mag-navigate signal at upang maiimbak at maipadala muli ang ruta / mensahe sa pag-navigate na ipinadala ng control segment. Ang mga pagpapadala na ito ay kinokontrol ng lubos na matatag na mga atomic na orasan sa mga satellite. Ang GPS Space Segment ay nabuo ng isang satellite konstelasyon na may sapat na mga satellite upang matiyak na ang mga gumagamit ay magkakaroon, hindi bababa sa, 4 na magkasabay na satellite na makikita mula sa anumang punto sa ibabaw ng Earth sa anumang oras.


GPSSegment ng Pagkontrol:

Ang segment ng kontrol ay binubuo ng isang master control station at limang mga istasyon ng monitor na nilagyan ng mga atomic na orasan na kumakalat sa buong mundo. Sinusubaybayan ng limang istasyon ng monitor ang mga signal ng satellite ng GPS at pagkatapos ay ipinadala ang kwalipikadong impormasyon sa master control station kung saan binago ang mga abnormalidad at ipinadala pabalik sa mga satellite ng GPS sa pamamagitan ng mga ground antennas. Ang segment ng kontrol ay tinukoy din bilang isang istasyon ng monitor.

segment ng kontrol

segment ng kontrol

Segment ng Gumagamit:

Ang segment ng gumagamit ay binubuo ng tagatanggap ng GPS, na tumatanggap ng mga signal mula sa mga satellite ng GPS at tinutukoy kung gaano kalayo ito mula sa bawat satellite. Pangunahin ang segment na ito ay ginagamit para sa militar ng Estados Unidos, missile system, mga aplikasyon ng sibilyan para sa GPS sa halos lahat ng larangan. Karamihan sa mga sibilyan ay ginagamit ito mula sa survey hanggang sa transportasyon patungo sa likas na yaman at mula doon hanggang sa layunin ng agrikultura at pagmamapa rin.

Segment ng gumagamit

Segment ng gumagamit

Paano Natutukoy ng GPS ang isang Posisyon:

Ang pagtatrabaho / pagpapatakbo ng pandaigdigang sistema ng pagpoposisyon ay batay sa prinsipyo ng matematika na 'trilateration'. Natutukoy ang posisyon mula sa mga sukat ng distansya sa mga satellite. Mula sa pigura, ang apat na satellite ay ginagamit upang matukoy ang posisyon ng tatanggap sa mundo. Ang target na lokasyon ay nakumpirma ng 4ikasatellite. At tatlong mga satellite ang ginagamit upang subaybayan ang lugar ng lokasyon. Ang isang pang-apat na satellite ay ginagamit upang kumpirmahin ang target na lokasyon ng bawat isa sa mga sasakyang pangkalawakan. Ang pandaigdigang sistema ng pagpoposisyon ay binubuo ng satellite, istasyon ng kontrol at istasyon ng monitor at tatanggap. Kinukuha ng tatanggap ng GPS ang impormasyon mula sa satellite at ginagamit ang pamamaraan ng triangulation upang matukoy ang eksaktong posisyon ng isang gumagamit.

GPS Circuit

Ginagamit ang GPS sa ilang mga insidente sa maraming paraan, tulad ng:

  1. Upang matukoy ang mga lokasyon ng posisyon halimbawa, kailangan mong i-radio ang isang helikopter piloto ang mga coordinate ng lokasyon ng iyong posisyon upang masundo ka ng piloto.
  2. Upang mag-navigate mula sa isang lokasyon patungo sa isa pa halimbawa, kailangan mong maglakbay mula sa isang pagbabantay sa perimeter ng sunog.
  3. Halimbawa, upang lumikha ng mga naka-digitize na mapa, itinalaga kang magbalangkas ng perimeter ng sunog at mga hot spot.
  4. Upang matukoy ang distansya sa pagitan ng dalawang magkakaibang mga puntos.

3 Mga kalamangan ng GPS:

  • Ang sistema ng nabigasyon na batay sa satellite ng GPS ay isang mahalagang tool para sa mga gumagamit ng militar, sibil at komersyal
  • Ang mga sistema ng pagsubaybay sa sasakyan ay batay sa mga sistema ng nabigasyon na batay sa GPS ay maaaring magbigay sa atin ng mga direksyon sa pagliko
  • Napakataas ng bilis

2 Disadvantages ng GPS:

  • Ang mga signal ng GPS satellite ay masyadong mahina kung ihahambing sa mga signal ng telepono, kaya't hindi ito gumana nang maayos sa loob ng bahay, sa ilalim ng tubig, sa ilalim ng mga puno, atbp.
  • Ang pinakamataas na kawastuhan ay nangangailangan ng line-of-sight mula sa tatanggap hanggang sa satellite, ito ang dahilan kung bakit hindi gumana nang mahusay ang GPS sa isang kapaligiran sa lunsod.

Paggamit ng isang GPS Receiver:

Mayroong maraming magkakaibang mga modelo at uri ng mga tatanggap ng GPS. Habang nagtatrabaho sa isang tagatanggap ng GPS mahalaga na magkaroon ng:

  • Isang kumpas at isang mapa.
  • Isang nai-download na GPS cable.
  • Ang ilang mga labis na baterya.
  • Ang kaalaman tungkol sa kapasidad ng memorya ng tatanggap ng GPS upang maiwasan ang pagkawala ng data, bawasan ang kawastuhan ng data, o iba pang mga problema.
  • Isang panlabas na antena hangga't maaari, lalo na sa ilalim ng canopy ng puno, sa mga canyon, o habang nagmamaneho.
  • Isang pag-setup ng tatanggap ng GPS alinsunod sa pangyayari o ahensya ng standard na regulasyon na sistema ng pagsama.
  • Mga tala na naglalarawan kung ano ang nai-save mo sa tatanggap.

Error sa GPS

Maraming mapagkukunan ng mga posibleng pagkakamali na magpapabawas sa kawastuhan ng mga posisyon na kinalkula ng isang GPS receiver. Ang oras ng paglalakbay na kinuha ng mga signal ng satellite ng GPS ay maaaring mabago ng mga epekto sa himpapawid kapag ang isang senyas ng GPS ay dumadaan sa ionosper at troposfir na ito ay na-repractact, na nagiging sanhi ng bilis ng signal na naiiba mula sa bilis ng isang senyas ng GPS sa kalawakan. Ang isa pang mapagkukunan ng error ay ingay, o pagbaluktot ng signal na sanhi ng pagkagambala ng kuryente o mga error na likas sa GPS receiver mismo. Ang impormasyon tungkol sa mga orbit ng satellite ay magdudulot din ng mga pagkakamali sa pagtukoy ng mga posisyon dahil ang mga satellite ay hindi talaga kung saan 'naisip' ng tagatanggap ng GPS batay sa impormasyong natanggap nito nang matukoy nila ang mga posisyon. Ang mga maliliit na pagkakaiba-iba sa mga atomic na orasan onboard ang mga satellite ay maaaring isalin sa mga malaking pagkakamali sa posisyon isang error sa orasan na 1 nanosecond ay isinalin sa 1 talampakan o .3 metro na error ng gumagamit sa lupa. Ang isang multipath na epekto ay nangyayari kapag ang mga signal na ipinadala mula sa mga satellite bounce off isang sumasalamin sa ibabaw bago makarating sa antena ng tatanggap. Sa panahon ng prosesong ito, ang tatanggap ay makakakuha ng signal sa isang tuwid na linya na landas pati na rin ang naantalang landas (maraming mga landas). Ang epekto ay katulad ng isang multo o dobleng imahe sa isang hanay ng TV.

Geometric Dilution of Precision (GDOP)

Maaari ring makaapekto ang geometry ng satellite sa kawastuhan ng pagpoposisyon ng GPS. Ang epektong ito ay tinukoy bilang Geometric Dilution of Precision (GDOP). Alin ang tumutukoy sa kung saan ang mga satellite ay tungkol sa bawat isa at isang sukat ng kalidad ng pagsasaayos ng satellite. Maaari nitong mabago ang iba pang mga error sa GPS. Pinipili ng karamihan sa mga tagatanggap ng GPS ang satellite konstelasyon na magbibigay ng hindi gaanong katiyakan, ang pinakamahusay na geometry ng satellite.

Karaniwang iniuulat ng mga tatanggap ng GPS ang kalidad ng satellite geometry sa mga tuntunin ng Posisyon Dilution of Precision, o PDOP. Ang PDOP ay may dalawang uri, mga pahalang (HDOP) at mga panukat na patayo (VDOP) (latitude, longitude, at altitude). Maaari naming suriin ang kalidad ng pagpoposisyon ng satellite na ang tagatanggap ay kasalukuyang magagamit ng halaga ng PDOP. Ang isang mababang DOP ay nagpapahiwatig ng isang mas mataas na posibilidad ng kawastuhan, at ang isang mataas na DOP ay nagpapahiwatig ng isang mas mababang posibilidad ng kawastuhan. Ang isa pang term ng PDOP ay ang TDOP (Time Dilution of Precision). Ang TDOP ay tumutukoy sa offset ng orasan ng satellite. Sa isang tatanggap ng GPS ay maaaring magtakda ng isang parameter na kilala bilang PDOP mask. Magiging sanhi ito upang hindi pansinin ng tatanggap ang mga pagsasaayos ng satellite na may mas mataas na PDOP kaysa sa tinukoy na limitasyon.

Selective availability (SA) :

Ang Selective availability ay nangyayari kapag sinadya ng DOD na masama ang kawastuhan ng mga signal ng GPS ay nagpapakilala sa mga artipisyal na orasan at ephemeris na error. Sa panahon ng pagpapatupad ng SA, ito ang pinakamalaking bahagi ng error sa GPS, na nagdudulot ng isang error na hanggang sa 100 metro. Ang SA ay isang bahagi ng Standard Positioning Service (SPS).

Pagkikilala sa kumuha ng larawan: