Что означает «GPS»?

GPS - начальные буквы названия глобальной системы определе ния координат - Global Positioning System.

Что это за система?

Это система, позволяющая с точностью не хуже 100 м определить местоположение объекта, т.е. определить его широту, долготу и высоту над уровнем моря, а также направление и скорость его движения. Кроме того, с помощью GPS можно определить время с точностью до 1 наносе кунды.

Из чего состоит GPS?

GPS состоит из совокупности определенного количества искусст венных спутников Земли (спутниковой системы NAVSTAR) и наземных станций слежения, объединенных в общую сеть. В качестве абонентско го оборудования служат индивидуальные GPSприемники, способные принимать сигналы со спутников и по принятой информации вычислять свое местоположение.

Что представляет собой спутниковая система NAVSTAR?

В состав спутниковой системы NAVSTAR входят 24 ИСЗ, находя щихся на 6 различных круговых орбитах, которые расположены под уг лом 60° друг к другу. Период обращения одного спутника - 12 часов. Вес каждого спутника около 787 кг, размер более 5 м, включая солнечные ба тареи. На борту каждого спутника установлены атомные часы, обеспечи вающие точность 109 сек, вычислительно кодирующее устройство и пе редатчик мощностью 50 Вт, излучающий на частоте 1575.42 МГц.

Рождением NAVSTAR можно считать февраль 1978 года, когда на орбиту был выведен первый спутник системы. Средний срок службы од ного спутника приблизительно 10 лет, поэтому в программу входит по стоянное производство и выведение на орбиту новых спутников, на сме ну использовавшим свой ресурс.

Стоимость постройки и запуска 24 спутников - 12 миллиардов долларов.

Какую информацию спутники передают на Землю?

Каждую миллисекунду спутники передают на Землю:

свой статус (сообщение об исправности или неисправности);

• текущую дату;
• текущее время;

• данные альманаха;
• точное время отправки всей совокупности сообщений.

Что такое альманах?

Это информация о том, в каком месте небесной сферы должен на ходиться каждый спутник в любое момент времени в течение суток, т.е. орбитальные данные всех спутников.

Как происходит определение координат?

GPSприемник на основании полученной со спутников информа ции определяет расстояние до каждого спутника, их взаимное располо жение и вычисляет свои координаты по законам геометрии. При этом, для определения 2х координат (широта и долгота) достаточно получить сигналы с трех спутников, а для определения высоты над уровнем моря

- с четырех.

Как GPSприемник определяет расстояние до спутников?

Поскольку скорость распространения радиосигналов постоянна и равна скорости света, расстояние до спутников определяется по задерж ке времени приема сообщения GPSприемником относительно времени отправки сообщения с борта спутника. Конечно, для точного определе ния этой задержки часы на спутниках и часы в GPSприемнике должны быть синхронны, что обеспечивается синхронизацией часов приемника по информации, содержащейся, как указывалось выше, в сигналах спутников.

Каковы источники погрешности при определении местоположения?

Основным источником было наличие, так называемого, режима «ограниченного доступа». В этом режиме в сигналы спутников Минис терством обороны США априорно вводилась погрешность, позволя ющая определять местоположение с точностью 30 - 100 м, хотя прин ципиально точность GPSсистемы может достигать нескольких сантиметров. С 1 мая 2000 года режим «ограниченного доступа» был от ключен.

Другими источниками погрешности являются неудачная геомет рия взаимного расположения спутников, многолучевое распространение радиосигналов (влияние переотраженных радиоволн на приемник), ио носферные и атмосферные задержки сигналов и др.

Что представляет собой GPSприемник?

Система GPS позволяет определить местоположение в любой точ ке на суше, на море и в околоземном пространстве. В зависимости от об ласти применения, диапазон которой довольно широк, а также от стои мости, которая может колебаться от сотен до нескольких тысяч долларов, исполнение GPSприемников также весьма разнообразно. В целом весь спектр моделей можно разделить на четыре большие группы:

Персональные GPS приемники индивидуального применения. Эти модели отличаются малыми габаритами и широким набором сервис ных функций: от базовых навигационных, включая возможность форми рования и расчета маршрутов следования, до функции приема и переда чи электронной почты.

Автомобильные GPS приемники, которые предназначены для ус тановки в любом наземном транспортном средстве и имеют возможность подключения внешней приемопередающей аппаратуры для автомати ческой передачи параметров движения на диспетчерские пункты.

Морские GPS приемники, оснащенные ультразвуковым эхоло том, а также дополнительными сменными картриджами с картографиче ской и гидрографической информацией для конкретных береговых рай онов.

Авиационные GPS приемники, используемые для пилотирования летательных аппаратов, включая коммерческую авиацию.

Существуют ли другие системы определения местоположения?

Да. Отечественной военнокосмической промышленностью со здана альтернативная спутниковая система ГЛОНАСС. Однако, несмот ря на более высокую точность определения местоположения, ее надеж ность и потребительские характеристики существенно ниже, чем у NAVSTAR, и на сегодняшний день широкого распространения эта сис тема не получила.