GPS: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить - [7]

Шрифт
Интервал

Геометрически работу спутниковой навигационной системы можно продемонстрировать следующим образом: пользователь находится в точке пересечения нескольких сфер, центрами которых являются видимые спутники. Радиусы сфер равны дальности до каждого из спутников. Для определения широты и долготы приемнику необходимо принимать сигналы как минимум от трех спутников; прием сигнала от четвертого спутника позволяет определить и высоту объекта над поверхностью. Эти данные позволяют найти координаты пользователя, решив некоторую систему уравнений. При определении координат объекта возникают ошибки, связанные с влиянием ионосферы, температуры воздуха, атмосферного давления и влажности (каждый фактор вносит погрешность до 30 м). Эфемеридная погрешность (разница между расчетным и реальным положением спутника) составляет от 1 до 5 м; интерференция тоже вносит свой вклад. Суммарная ошибка может достигать 100 м. 

Для уменьшения погрешностей используется так называемый дифференциальный режим GPS (Differential GPS). В этом режиме приемник пользователя получает поправки к своим координатам от базовой станции. Обычно поправки передаются в реальном времени по радиоканалу. В результате точность определения координат достигает 1-5 м. Новым классом систем относительной навигации являются системы, обеспечивающие (в реальном времени) точность местоопределения порядка 1 см. Суть технологии такова: опорная станция и приемник пользователя получают сигналы от спутников. Затем опорная станция посылает результаты измерения фазы и псевдодальности всех видимых спутников на приемник пользователя. В результате обработки на приемнике относительные координаты определяются с точностью до 1 см в реальном времени с надежностью 0,999.

На сегодняшний день существует две крупные спутниковые радионавигационные системы: NAVSTAR и ГЛОНАСС.

NAVSTAR

NAVSTAR (Navigation System with Time and Ranging) (или Global Positioning System — GPS) — СРНС, созданная в США при реализации проекта СОИ. В ее создание было вложено более 19 млрд. долларов. Система работает в двух режимах: PPS (Precise Positioning Service — высокая точность измерений) и SPS (Standard Positioning Service — стандартная точность измерений). PPS-режим используется в основном военными и обеспечивает точность до нескольких сантиметров, а режим SPS (благодаря заботе Минобороны США о национальной безопасности) позволяет определить координаты объекта лишь с точностью до 100 м. Отметим, что режим SPS стал общедоступен только после гибели «Боинга 747» над Татарским проливом в 1983 году.

СРНС NAVSTAR состоит из космического сегмента, сегмента контроля и пользовательского сегмента. Космический сегмент образуют 24 спутника, которые находятся на шести орбитах (по четыре спутника на каждой) на высоте примерно 20200 км. Период их обращения составляет около 12 ч., угол наклона орбиты относительно плоскости экватора — 55… Рабочих частот, на которых излучаются навигационные сигналы NAVSTAR, две: 1227,6 МГц (диапазон L1) и 1575,42 МГц (диапазон L2). В диапазоне L1 излучаются сигналы С/А, предназначенные для гражданских пользователей, а также сигналы военного кода P (который может заменяться зашифрованной версией — Y-кодом) в режиме PPS. В диапазоне L2 передаются только сигналы военного кода. Аппаратура пользователя принимает сигналы в обоих диапазонах, что позволяет исключить ионосферные погрешности.

Сегмент контроля — это станции наблюдения, расположенные на Гавайях, атолле Кваджелейн (Kwajalein), островах Вознесения (Ascension Island) и Диего-Гарсия (Diego Garcia) и в Колорадо-Спрингс (Colorado Springs), три наземные антенны (на островах Вознесения, Диего-Гарсия и атолле Кваджелейн), а также главная контрольная станция, расположенная на базе Falcon военно-воздушных сил США в Колорадо. Станции наблюдения следят за спутниками, записывая всю информацию об их движении, которая передается на главную командную станцию для корректировки орбит и навигационной информации.

Пользовательский сегмент — это приемники пользователей, где производится обработка данных и расчет координат, скоростей и времени.

Круг пользователей системы GPS широк. Дешевизна и миниатюрность приемников GPS-сигналов (некоторые из них по размерам не больше наручных часов обусловили их популярность за рубежом. Недавно компания SiRF Technology сообщила о разработке однокристального приемника GPS. К октябрю 2001 года планируется встраивать GPS-при-емники в мобильные телефоны — для удобства работы службы спасения 911 (естественно, и Большому Брату удобно). SiRF Technologies утверждает, что будущее станет «location-enabled», то есть и дети нигде не заблудятся, и при поломке автомобиля не придется долго объяснять диспетчеру автосервиса, где ты находишься. Красота! Более подробно со сценариями этого будущего можно ознакомиться на www.sirf.com/ov/index.htm. Интересно, правда, как же все это будет работать в России?

Если в ближайшее время законодательство в отношении систем спутниковой навигации не будет изменено (об этом — ниже), то все владельцы «мобильных» с GPS-приемниками будут «ходить под статьей». А с иностранцами вообще беда: либо сотовый оставляй на границе, либо оформляй документы на приемник. Хотя наши чекисты (впрочем, как и их иностранные коллеги) вряд ли упустят шанс контролировать всех владельцев GPS-приемников — это покруче СОРМа будет.


Еще от автора Борис Константинович Леонтьев
Похождения штандартенфюрера CC фон Штирлица (Книги 1,3,5,7,8)

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Секреты сканирования на ПК

Описаны методы создания изображений на персональном компьютере с использованием так называемого сканирующего устройства: приведены характеристики ручных, листовых, планшетных, барабанных и слайд-сканеров. С помощью диска вы научитесь сканировать как черно-белые, так и цветные изображения, узнаете о глубине цвета, размере области сканирования, способах подключения сканера к персональному компьютеру, о том, как правильно выбрать сканер и соответствующее программное обеспечение.


Триумф Великого Комбинатора, или возвращение Остапа Бендера

Неужели свершилось долгожданное и, наконец-то, появились новые приключения великого комбинатора после его неудачной попытки перехода румынской границы?! Да, свершилось. Командор теперь – наученный горьким опытом солидный, предприимчивый деятель, "большой интеллигент". Орудует он еще в годы существования "железного занавеса" СССP. Его неуемная энергия направлена главным образом на то, чтобы, добившись крупными махинациями отъема бешеных денег, переправить их в Швейцарию. Конечно, это ему удается провернуть.


В осенней тишине

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Рекомендуем почитать
Программируем Arduino. Профессиональная работа со скетчами.

Arduino — стандартный микроконтроллер, получивший широкое признание у инженеров, мастеров и преподавателей благодаря своей простоте, невысокой стоимости и большому разнообразию плат расширения. Платы расширения, подключаемые к основной плате Arduino, позволяют выходить в Интернет, управлять роботами и домашней автоматикой.Простые проекты на основе Arduino не вызывают сложностей в реализации. Но, вступив на территорию, не охваченную вводными руководствами, и увеличивая сложность проектов, вы быстро столкнетесь с проблемой нехватки знаний — врагом всех программистов.Эта книга задумана как продолжение бестселлера «Programming Arduino: Getting Started with Sketches».


The Ebook. Книга об электронных книгах

Эта «книга — об электронных книгах». Скорее всего, в бумажном виде, но об электронных книгах. Возможно наоборот. Это уже электронная книга для тех, кто хочет читать, используя в качестве носителя какое-то устройство. Книга состоит из такого материала, который обогатит ваши знания за короткое время. В ней представлена базовая информация об электронных книгах и более углублённая информация для профессионалов разного уровня.


4PDA, 2007 № 01

Знания — это интеллектуальная недвижимость. После покупки КПК практически каждый пытается настроить его «под себя». Большинство настроек можно сделать штатным способом через менюшки и кнопочки, а остальное можно настроить с помощью специальных программ. Но что делать, если таковой нет? Есть некоторые вещи, сделать которые можно только посредством редактирования системного реестра Windows, где хранится информация о настройках операционной системы и программах. Читайте об этом в статье «Редактируем реестр».


Работаем на нетбуке. Начали!

Вы приобрели нетбук? И теперь хотите понять, чем он отличается от привычного всем ноутбука? Тогда вы держите в руках действительно необходимую книгу. Прочитав ее, вы не только освоите все тонкости, относящиеся к работе с нетбуками, но и узнаете о том, как работать на компьютере. Вы научитесь выбирать мобильный компьютер и аксессуары к нему, узнаете, как установить и настроить операционную систему, научитесь пользоваться пакетом Microsoft Office, выясните, какие программы следует иметь на жестком диске, как защитить сам ноутбук и данные на нем, можно ли модернизировать нетбук и что делать в случае его поломки.


Народные советы. Железо ПК

Очень сложно было разделить все проблемы на разделы (т.к. одна проблема может относиться сразу к нескольким разделам), поэтому советуем просмотреть и другие разделы, если Вы не найдете решение/описание нужной Вам в соответствующем разделе.  Надеемся, что этот справочник поможет Вам в трудную минуту. Здесь содержатся описания наиболее частых проблем, возникающих при работе с компьютером, и методы их решения (и даже предотвращения)!  Если ни один из этих советов Вам не поможет - обращайтесь к мастеру. Если ваш компьютер еще на гарантии, то сами лучше в системник не лезьте (если Вы, конечно, не "мастер-самоучка"), а просто проверьте все внешние факторы (провода, подключения, разъемы и т.д.)


Выбираем компьютер, ноутбук, планшет, смартфон

Новый «путеводитель по железу» от Виталия Леонтьева поможет вам разобраться не только в тех моделях компьютеров, комплектующих, ноутбуков, планшетов и гаджетов, которые уже появились в продаже, но и в тех, что появятся в ближайшие месяцы!Какие параметры для вас жизненно необходимы, а за какие явно не стоит переплачивать? Чем отличается видеокарта за $400 от «коллеги» за $100? Новая книга Виталия Леонтьева позволит вам подобрать идеальный компьютер практически под любую задачу или «разогнать» старую систему… А заодно – лучше изучить устройство и принципы работы современного компьютера.