Sun'iy yo‘ldosh geodeziya o‘lchovlari gps navigatsiya tizimlari

Navigatsiya tizimlari

Sun'iy yo'ldosh	Tarixiy CICIT CICAD / SKLON Mavjud global GPS glonass Mavjud mintaqaviy Baidow / Compass Galiley Dizaynlar IRNSS Qzss.
Yer	Omega Alpha Loran-C Segl DeGA-konsul

Sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi
Tizimlar	GPS GLONAS GALILEO BAIDOW
GPS qurilmalar	Qabul qilgichni tekshirish
Chiplar	Sirfstar III Sirfatlasiv Sirfatlasi
Protokollar	NMEA.
Texnologiyalar	A-GPS. S-GPS.
Loyihalar	Geokshing chorrahalarni qidirish AlterGeGo. GPS-Trace apelsin
Kartografiya xizmatlari

Sun'iy yo'ldoshli navigatsiya tizimlari GPS va Glonass o'z maqsadlariga mos keladigan ma'lum talablar asosida yaratildi. Ularning globalligini anglatadi; meteorologik sharoitlardan, erning harakatchanligi darajasi bo'yicha mustaqillik; Ishning uzluksizligi va kunduzgi muvaffaqiyatli bo'lishi; Shovqin immunitet; Kompaktoro asboblari va boshqalar.
Glonass va GPS tizimlari kontseptsiyasini ishlab chiqgandan keyin, ayniqsa fuqarolik havo harakatlarini boshqarish, xususan, kemalar, qutqarish ishi, xizmatning qulayligi, yaxlitligi va uzluksizligi kabi fuqarolik murojaatlari yaxshilandi. Keling, ushbu muhim atamalar ta'rifini beraylik:
Mavjudligi (tayyorlik) - bu ishlatishdan oldin SNS amal qilish ehtimoli darajasi va foydalanish jarayonida.
Benuqsonlik - bu belgilangan vaqt davomida yoki tezroq tizim etishmovchiligi ehtimoli.
Xizmatning uzluksizligi - bu tizimning uzluksiz ishlashi ehtimoli ma'lum bir vaqt ichida.
Ma'lum bir vaqt oralig'ida, qoida tariqasida, bu vaqt davomida tushuniladi, eng muhimi amaliy nuqtai nazar Masalan, masalan, qo'nish samolyotidagi samolyot. Hozirgi vaqtda fuqarolik arizalarida eng kritik SNS havo trafigi, shu jumladan samolyotlarni navigatsiya bilan ta'minlash orqali boshqariladi. Foydalanish shartlari parvoz bosqichlariga va havo harakatlanishining intensivligiga bog'liq. Yo'nalish uchastkasida mavjudligi yomon bo'lmasligi kerak ... 0999999 yil; Zootrome aerodromida uchayotganda, qo'nish uchun muzlab qolgan yondashuv 0.9999999 dan yomon emas. Benuqsonlik talablariga ICAO talablariga muvofiq, ruxsat etilgan profilaktika qilish muddati 1 soniyadan oshmasligi kerak bo'lgan 0.999999995. Ushbu ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, SNA iste'molchilari ishonchliligi saqlanib qolganligi qanchalik katta.
SNA GLONASS va GPSda uchta asosiy segmentga birgalikda ishlashi natijasida tarkibiy darajadagi yuqori tezlikdagi tezkor ko'rsatkichlarga erishilmoqda:
Kosmik segment;
Boshqarish segmentini boshqarish;
Iste'mol segmenti.
Asosiy segmentlarga qo'shimcha ravishda differentsial quyi tizim (DGPS) va bir qator yordamchi elementlar mavjud: maxsus kanallar Yer va kosmik aloqa, orbitada chiqish sun'iy yo'ldoshlari va boshqalar.
Snaass-ning "Glonass" va GPS tushunchasi Navigatsiya ta'riflarining mustaqilligi va bekor qilinishi edi. Mustaqillik kerakli navigatsiyaning ta'rifini, ammo elektronika rivojlanishining zamonaviy darajasida bunday asoratlar endi muhim emas. Tizimning etishmasligi iste'molchi uskunasidagi barcha hisob-kitoblar faqat ma'lum yoki ma'lum bo'lgan koordinatalarda NCA-dan passiv qabul qilingan signallar asosida hisoblanadi. O'z navbatida, iste'molchidan NCA-ga so'rov yuborish kerakligi iste'mol asboblarini juda ixcham va tejamkorlik bilan amalga oshirishga imkon beradi.
Kosmik segment.
SNA faoliyatining joylashuvi va barqarorligining aniqligi ko'p jihatdan sun'iy yo'ldoshlarning o'zaro orbital joylashuviga va ularning signallarining parametrlariga bog'liq. Qoida tariqasida, iste'molchining ko'z zonasida kamida 3 - 5 NCAs talab qilinadi. Amalda, orbital tuzilmasi ko'pgina iste'molchilar uchun doimiy ravishda ko'rinadigan tarzda qurilgan, shuning uchun qabul qiluvchining kalkulyatoriga qo'yilgan maxsus algoritmda eng maqbul bir burjni tanlash imkoniyatiga ega. Hozirgi NCA-ga qo'shimcha ravishda, tugallangan SNA o'z tarkibidagi bir nechta zaxira yo'ldoshlariga ega bo'lib, uni darhol almashtirilishi yoki ma'lum bir mintaqani qamrab olish darajasini oshirish mumkin. NCAS aktyorliklari (cheklangan chegaralarda) quruqlikni boshqarish stantsiyasidan buyruq orqali qayta to'ldirilishi mumkin. Hozirgi kunda 20000 km bo'lgan faol orbitalar har bir NCA signallarini har bir NCA signallarini kiritishga imkon beradi, bu radio navigatsiya maydonining uzluksizligini va NCA yulduz yulduzini tanlashda etarli miqdorda ortiqcha miqdorni ta'minlaydi. GPS va glonass tizimlari ko'pincha Netroc SNAS deb nomlanadi, chunki NCAning Orbital koordinatalari va chiquvchi signallarning parametrlari ular faoliyati uchun muhim ahamiyatga ega. NCA guruhini tarmoqqa birlashtirish.
NCAning o'zini o'zi sog'lig'ini aniqlash va monitoring qilish muammosini hal qilish va iste'molchini hal qilish uchun zarur bo'lgan signallarning shakllanishi va radiatsiyasining shakllanishi va radiatsiyasi. NCA standartlari quyidagilarni o'z ichiga oladi: navigatsiya signalini va telemetriya to'g'risidagi ma'lumotlarni uzatish uchun radio uzatish uskunalari; yerni boshqarish kompleksi buyruqlarini qabul qilish uchun radio uskunalari; antennalar; Omv boshqaruvi; do'kon standart va chastotasi; quyosh panellari; qayta tiklanadigan batareyalar; Orbitada yo'naltirish tizimlari va boshqalar. Zamonaviy NCAS vositachilarga moslashtiruvchi uskunalarni olib, vositachilarga olib borishi mumkin, masalan, detektorlar, jangovar nazorat tizimlarining yadroviy portlashlari va elementlarini aniqlash uchun.
NCA signallari tarkibida diapazon topish va xizmat ko'rsatish komponentlari mavjud. Iste'molchilar o'rtasida kamera navigatsiya parametrlarini - NCA, iste'mol tezligi vektoriga, uning fazilat yo'nalishi va boshqalarni belgilash orqali iste'molchilar tomonidan qo'llaniladi. Xizmat tarkibida sun'iy yo'ldoshlar koordinatalari, vaqt miqdori, usta venograf, mezbonlik qilish va boshqalar to'g'risida ma'lumotlar mavjud. Asosan, rasmiy ma'lumotlar buyruq va o'lchash majmuasini tayyorlamoqda va aloqa seansi paytida NCAning yon xotirasida yotadi. Va uning faqat ahamiyatsiz qismi bino jihozlari hosil bo'ladi. Rasmiy ma'lumotlarni buyruq kompleksidan Kengash kompyuter xotirasiga o'tkazish tartibi ko'pincha ma'lumotlar yuklanishi deb nomlanadi.
Rasmiy komponentlarda standart va yuqori aniqlik komponentlari mavjud. Standart o'lchov aniqligi barcha iste'molchilarga va yuqori darajadagi avtorizatsiya qilingan, i.e. harbiy boshqaruvga ruxsat berish. Kirish ajratish yuqori aniqlik signallarini kodlash orqali erishiladi.
Harbiy operatsiya sharoitida SNS signalini bostirish uchun qasddan shovqinni shakllantirishga urinishlar (JAME) va majburlash uchun harakat qilish uchun, ya'ni I.E. Signal almashtirish va adapterni qabul qilish uskunasiga kirish uchinchi tomon uzatuvchilari bilan aniq noto'g'ri ma'lumotlar. Adabiyotlar kamdan-kam hollarda "SNA-ga qarshi" atamasini aniq birlashtirganligi sababli, ayniqsa, joylashishdan himoya qilish borligini ta'kidlash kerak.
Boshqarish segment.
Boshqaruv segmenti asosiy stantsiyadan hisoblash markazi bilan birga bo'lgan asosiy stantsiyadan iborat; asosiy stantsiya va o'zaro aloqa kanallari bilan bog'liq boshqaruv va o'lchash stantsiyalari guruhlari (kisa); Erning mosligi vaqti va chastotasi. Nazorat va o'lchash stantsiyalari geosiyosiy omillar va iqtisodiy maqsadga muvofiq bo'lgan er yuzasida iloji boricha tekis bo'lishi mumkin. Kis (antenna faza markazi) koordinatalari uchta o'lchamda eng qulay aniqlik bilan aniqlanadi. Ko'rish zonasida NCA-ning sun'iy yo'ldoshini kuzatib boradi, navigatsiya signallarini qabul qiladi, ma'lumotlar va asosiy standartdan ma'lumotlarni birlamchi qayta ishlashni amalga oshiradi. Asosiy stantsiyada barcha KISA, uning matematik qayta ishlash va turli xil koordinatani va tuzatish ma'lumotlarini NCA-ning uyali kompyuteriga yuklash uchun ma'lumotlar to'plami mavjud.
Yuklab olinadigan ma'lumotlar har bir aloqa sessiyasi va uzoq muddatli yangilangan. Favqulodda vaziyat yuzaga kelganda, rejadan tashqari aloqa sessiyalarini o'tkazish va NCA-ga NCA-ga yuklab olinishi mumkin.
Davlat standartlari va chastotasi soha standartlariga qaraganda ancha aniqlik va chastotali Anonsda sodir bo'ladigan barcha jarayonlarni sinxronlashtirish va uard standartlarini tuzatish uchun mo'ljallangan.
Mustaqillik va bo'linmasining kombinatsiyasi SNS cheksiz oqim - Iste'molchilarning o'zboshimchaliklari Sna signallaridan istalgan vaqtda SNA signallaridan foydalanishlari mumkin.
Iste'mol segmenti.
Iste'mol segmentlari uch qismga: harbiy tashkilotlar; fuqarolik tashkilotlari; Shaxsiy yuzlar. Iste'mol asboblarining maqsadiga qaramay, u radio chastota yo'liga ega, ularda NCA radio signallari va ularning dastlabki ishlov berilishi, navigatsiya ma'lumotlarini ajratish, hisoblash algoritmini amalga oshirish uchun mo'ljallangan kalkul optimal turkumlar va funkli koordinatalarni va iste'molchining tezligini vektorini hisoblash. Odatda, NCAning hozirgi koordinatalari va diapazoni aniqlanadi, keyin iste'molchining geografik koordinatalari hisoblanadi. Iste'molning tezligi vektori taniqli sun'iy yo'ldosh tezligi vektorli dopler NCA chastota o'zgarishi bilan hisoblab chiqiladi. Kritik bo'lmagan transport vositalari uchun tezkor vektor koordinatadagi farqni ikki baravar belgilangan vaqt ichida hisoblab chiqilishi mumkin. Qabul qilgichning topshirig'iga qarab, ma'lumotlar displey qurilmasini, uzatish kanaliga yoki tashqi aktuatsion mexanizmlar boshqaruv bo'limiga kiritilishi mumkin.
NCAning joriy koordinatalarini aniqlash.
Navigatsiya tizimlari radio yorlig'i (ochish, masofaviy usul) bilan o'xshash bir xil bo'lishiga qaramay, SNS ham jiddiy farqlarga ega. Radio mayoning koordinatalari o'zgarishsiz va oldindan ma'lum, NCAning koordinatalari doimiy ravishda topishi kerak. Joriy NCA koordinatalarini tezlik bilan tezlikda amalga oshiradigan eng ko'p bo'lmagan tezlikda harakatlanish murakkab texnik va hisoblash vazifasidir.
SNA qurilishiga mavjud yondashuv bilan, mumkin bo'lgan miqdordagi hisob-kitoblar erni boshqarish kompleksiga olib borishga harakat qilmoqda. O'lchov stantsiyalari cheklangan hududlarda joylashgan bo'lib, NCAni doimiy ravishda kuzatib borishni ta'minlamang. Asosiy qo'mondonlik stantsiyasining hisoblash markazida mavjud bo'lgan kuzatuvlar natijalariga ko'ra NCA orbitalar parametrlari hisoblanadi. Ular baribir algoritmlarni sinash bo'yicha matematik qayta ishlashga moyil. Keyin, qayta ishlangan ma'lumotlar asosida, orbitaning belgilangan (so'rovnomalardagi parametrlar prognozi bo'yicha quyidagi prognozni ishlab chiqishga qadar.
Orbitning bashorat qilingan parametrlari va ularning derivativlari efemeris deyiladi. Efemeris aloqa sessiyasida u NCA-ga uzatiladi, so'ngra Efemeridlar va tegishli vaqt belgilari - talabnoma beruvchilarni o'z ichiga olgan navigatsiya xabari shaklida. Hisoblangan orbit parametrlarini va vaqt o'tishi bilan NCAning aniq koordinatlarini bilish, iste'molchi vaqtning o'zboshimchalik bilan NCA koordinatalarini hisoblashi mumkin. Efemeriddan tashqari, Navigatsiya xabari Almanac tomonidan tuzilgan - u umuman NCA-ni qidirish va optimal yulduzlarni tanlashda ishlatiladigan ephemeridlar.
Odatda qabul qilingan vaqt birliklari.
Sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimlarining qurilish va ishlash printsiplarini ko'rib chiqish Vaqt o'lchovlari bo'linmalariga tegishli asosiy tushunchalar bilan tanishishdan oldin mumkin emas. Ushbu bo'linmalar NCAning fazoviy holatini, NCA signallarini bitta hajmga bog'lash va boshqalarni belgilash uchun ishlatiladi.
Vaqtni hisoblash birligining ikki guruhini farqlash odatiy holdir:
Astronomik;
"Norestonomiya".
Selester Serestr dagi yo'nalishi bo'yicha belgilangan markazda joylashgan sobit bo'lgan sobitarmada joylashgan belgilangan kuzatuvchi uchun belgilangan kuzatuvchi uchun uning o'qi bilan birlashtirilgan kuzatuvchiga nisbatan bir xil vaqt oralig'i bo'lib, uning o'qi atrofida belgilangan kuzatuvchi uchun bir xil vaqt oralig'i hisoblanadi. . Astronomik kunning o'ziga xos xususiyati shundaki, tanlangan ma'lumot nuqtasiga qarab (quyoshning ko'rinadigan diskining markazi, bahorgi tengkunlik va boshqalar), bu kun har xil davomiyligi va nomi bilan farq qiladi.
Yulduz kuni. Bahor tengkunxining ketma-ket yuqori cho'qqisidagi vaqt oralig'i yulduzli kunlar yoki boshqa tomondan, Yerning tiraji davri deb ataladi. Muayyan meridianda o'lchanadigan vaqt mahalliy hozirgi zamon vaqtidir. Shuning uchun Stardey bo'lsa, ular meridianning mahalliy vaqti haqida gapirishadi.
Mahalliy vaqt samoviy meridiyaga nisbatan bahorgi tengkunlikning vaqt belgisi bilan o'lchanadi. Selestial Endidian davrida erning meridianining samoviy uzunligi bo'yicha proektsiyalari tushuniladi, shuning uchun soat yo'nalishi bo'yicha kuzatuvchining soat yo'nalishi bilan bir xil, soat yo'nalishi bo'yicha kuzatuvchining meridianidan hisobga olinadi va soat yo'nalishi bo'yicha kuzatuvchining meridianidan kelib chiqadi va soat yo'nalishi soat yo'nalishi va soatlab o'lchanadi, daqiqalar, soniya.
Ma'lum bo'lishicha, erning aylanishining o'qi, konuslar bo'ylab harakatlardan iborat bo'lgan sekin davriy harakatlarni amalga oshiradi, bu konus va kichik tebranishlar - ko'zlar. Notanish va millat yulduzlar vaqtining ta'rifida xato qiladi, chunki ular tufayli bahorgi tengkunlikning nuqtai nazaridan ko'chiriladi. Agar hisobni hisoblashda nafaqat qoida hisobga olinsa, unda o'rtacha vaqt olinadi. O'sha paytda, ikkinchisi hisobga olinadi, keyin haqiqiy yulduzli vaqt olinadi. Yashilwich meridianida o'lchanadigan yulduzli vaqt Groidwich Yulduzli vaqt deb nomlanadi.
Sun'iy yo'ldosh GPS navigatsiyasi uzoq vaqtdan beri joylashuv tizimini yaratish standart bo'lib kelgan va turli xil kuzatuvchilar va navigatorlarda faol foydalanilmoqda. Arduino GPS loyihalari nazariy asoslarni bilmaydigan turli modullar bilan birlashtirilgan. Ammo hozirgi muhandis tamoyil va sxemani aniqlash qiziqarli bo'lishi kerak gPS operatsiyalariUshbu texnologiyaning imkoniyatlari va cheklovlari va cheklovlarini yaxshiroq tushunish.
GPS operatsiyasini ishlatish sxemasi
GPS - AQSh Mudofaa vazirligi tomonidan ishlab chiqilgan sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimi, bu aniq koordinatalar va vaqtni belgilaydi. U har qanday ob-havo sharoitida erning istalgan nuqtasida ishlaydi. GPS uch qismdan iborat - sun'iy yo'ldosh, erdagi stantsiyalar va signal qabul qiluvchilar.
Sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimini yaratish g'oyasi o'tgan asrning 50-yillarida paydo bo'lgan. Sovet yo'ldoshlarining uchishayotgan Amerika olimlar guruhi, sun'iy yo'ldosh signalga yaqinlashganda signal chastotasi ortadi va masofa davomida pasayadi. Bu sun'iy yo'ldoshning pozitsiyasini va tezligini o'lchash mumkinligini, er yuzidagi koordinatalarini bilish va aksincha. Navigatsiya tizimini rivojlantirishda bir yaqin yaqin atrofdagi orbitada joylashgan sun'iy yo'ldoshlar boshlandi. 1973 yilda DNSS dasturi ("Navstar") yaratildi, deya xabar beradi Yer yaqinida o'rtada sun'iy yo'ldoshlar boshlandi. GPS nomi 1973 yilda olingan.
Hozirgi vaqtda GPS tizimi nafaqat harbiy maydonda, balki tinch fuqarolar uchun ham qo'llaniladi. Sfera gPS ilovasi Lut:

• 
  Mobil aloqa;
  
• 
  Plitalar - plitalarning tebranishini kuzatish;
  
• 
  Seysmik faoliyatni aniqlash;
  
• 
  Sun'iy yo'ldosh transportini kuzatish - siz pozitsiyani, transport vositasining tezligini nazorat qilish va ularning harakatini nazorat qilishingiz mumkin;
  
• 
  Geodeziya - er uchastkalarining aniq chegarasini aniqlash;
  
• 
  Kartografiya;
  
• 
  Navigatsiya;
  
• 
  O'yinlar, geotitik va boshqa ko'ngilochar joylar.
  

Tizimning eng muhim noqulayligi aniq sharoitlarda signalizatsiyaning mumkin emasligi deb hisoblash mumkin. GPS operatsion chastotasi uchaster to'lqinlar oralig'ida yotadi. Bu balandligi, zich daraxt barglari tufayli signal darajasiga olib kelishi mumkin. Radio manbalarlari, shafqatsiz va kamdan-kam hollarda, hatto magnit bo'ronlar ham oddiy signal uzatishga xalaqit berishi mumkin. Ma'lumotlarni aniqlashning aniqligi, yo'ldoshlar erdan yuqori ko'tarilganidek, pastarishlar past.