GPS

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. január 1-jén felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 43 szerkesztést igényelnek .
GPS
Global Positioning System
Származási ország
Operátor AFSPC
Alkalmazás katonai, polgári
Állapot kizsákmányolás
Bevonat globális
Pontosság ⩽7,8 m (jellemzően 0,715 m) [1]
műholdak konstellációja
Kívánt 24
Orbitális pályán 32
Első indítás 1978. február
Összes indítás 72
Pálya
Típusú közepesen magas
Magasság 20.180 km
Egyéb
Weboldal gps.gov
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

GPS ( eng.  Global Positioning System  - egy globális helymeghatározó rendszer, olvassa a JP Es, szintén GPS (global positioning system) - egy műholdas navigációs rendszer , amely távolság- és időmérést biztosít, és meghatározza a helyzetet a WGS 84 világkoordináta -rendszerben . Lehetővé teszi, hogy szinte bármilyen időjárási helyen meghatározható bárhol a Földön (kivéve a sarki régiókat) és a Föld-közeli űrben A rendszert az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma fejlesztette ki, implementálta és üzemeltette , miközben jelenleg polgári használatra is elérhető - csak navigátorra ill. más eszköz (például okostelefon) GPS-vevővel.

A rendszer használatának alapelve a hely meghatározása a navigációs műholdakról érkező szinkronjelek fogyasztói antennája általi vételi időpontjainak mérésével. A háromdimenziós koordináták meghatározásához a GPS-vevőnek négy egyenlettel kell rendelkeznie: „a távolság egyenlő a fénysebesség és a fogyasztó általi jelvétel pillanatai és a műholdakról érkező szinkron sugárzás pillanatai közötti különbség szorzatával. ”: .

Itt:

 a műhold sugárvektora ,  a -edik műholdról érkező jel vételének pillanata a fogyasztó órája szerint,  - az összes műhold szinkronjelkibocsátásának ismeretlen időpontja a fogyasztó órája szerint,  a fény sebessége,  — a fogyasztó ismeretlen sugarú vektora.

Történelem

A műholdas navigáció létrehozásának ötlete még az 1950-es években született (a GPS-hez hasonló műszaki rendszert először Ernst Junger , a Heliopolis című, 1949 -ben megjelent kvázi-fantasztikus regényében írt le ). Abban a pillanatban, amikor a Szovjetunióban felbocsátották az első mesterséges Föld-műholdat , Richard Kershner vezette amerikai tudósok megfigyelték a szovjet műholdból kiáramló jelet, és megállapították, hogy a Doppler-effektus miatt a vett jel frekvenciája a műhold közeledtével nő. távolodásával csökken. A felfedezés lényege az volt, hogy ha pontosan ismeri a koordinátáit a Földön, akkor lehetővé válik a műhold helyzetének és sebességének mérése, és fordítva, a műhold pontos helyzetének ismeretében meghatározhatja saját sebességét és koordinátáit. [2] .

A fegyveres erők interspecifikus műholdas navigációs rendszerének létrehozása felé vezető úton fontos mérföldkő volt a Timation program keretében működő műholdak alacsony Föld körüli pályára bocsátása . A Timation programmal kapcsolatos munka a Központi Haditengerészeti Laboratóriumban kezdődött 1964-ben. A programot a flotta saját szükségleteire indította el, és akkor még nem volt szó arról, hogy minden fegyveres erőtípusra egységes rendszert hoznak létre [3] .

1973-ban elindították a „DNSS” programot, amelyet később „NavSTAR”-nak (Navigation Satellite Timing and Ranging – A navigációs műhold idő és hatótávolsága) kereszteltek. A NavStar program műholdait sokkal magasabbra, középföldi pályára bocsátották . A program 1973 decemberében kapta a modern "GPS" nevet [3] [4] .

Amerikai haditengerészeti navigációs műholdak (1967-1981)
Műhold T-1 T-2 NTS-1 NTS-2 NTS-3
Indítás dátuma 1967. május 31 1969. szeptember 30 1974. július 14 1977. június 23 1981. március
Pálya alacsony Föld közepes földközeli indítás nem sikerült
Magasság ( km ) 920 920 13 620 20 200
Hajlás ( fok ) 70 70 125 63.6
Különcség 0,001 0,002 0,007 0,0004
Súly ( kg ) 39 57 295 440 490
Teljesítmény (W) 6 tizennyolc 125 400 450
frekvenciatartomány UHF VHF / UHF UHF / L UHF / L 1 / L 2 UHF / L 1 / L 2
Jelgenerátor
(munkaanyag)		 kvarc kvarc kvarc / rubídium kvarc / cézium cézium / hidrogén maser
Coef. bontás ( 10-13
/ nap )		 300 100 5…10 ( 7) 1…2 ( 1,5) 0.1
Információforrások


Az 1970-es években egy interspecifikus műholdas navigációs rendszer létrehozásában az Egyesült Államok fegyveres erőinek három fő ága vett részt : a haditengerészet , a légierő és a hadsereg . Ebben a következő célokat követték: [3]

Műholdas navigációs és topográfiai referenciaberendezéseket (GPS-vevő, koordináta-kimeneti eszközök és ballisztikus számítógépek) tengerjáró és ballisztikus rakétákat szállító hajókon és tengeralattjárókon, harckocsikon és páncélozott járműveken , hadműveleti-taktikai rakétarendszereken , önjáró tüzérségi állványokon és vontatott tüzérségi fegyverek , valamint egyéb katonai felszerelés minták [5] .

A rendszer létrehozásában állami és magán kutatási és tudományos-termelő intézmények vettek részt:

Az érintett struktúrák listája [6] Az Egyesült Államok haditengerészetének létesítményei Az Egyesült Államok légierejének létesítményei Az amerikai hadsereg létesítményei Kereskedelmi struktúrák magánkutató és termelő intézményei

Ezt követően a NAVSTAR/GPS program vezető magánvállalkozói a General Electric voltak Valley Forge -ban, Pennsylvaniában és a Rockwell International a kaliforniai Seal Beach - ben [5] .

A legfelsőbb hatalmi körökben a bürokrácia hozzáállása a kidolgozás alatt álló innovációhoz meglehetősen szkeptikus volt, mivel a jeldekódolás nem jelentett problémát a Szovjetunió, Kína és más államok fegyveres erőinek rádiólehallgató létesítményei számára [7] .

Az első NavStar műholdat 1974. július 14-én bocsátották fel. A szovjet GLONASS műhold 1982-es felbocsátása arra késztette az Egyesült Államok Kongresszusát, hogy pénzt különítsen el és gyorsítsa fel a munkát. Hidegháború volt, a fegyverkezési verseny egyre nagyobb lendületet kapott. 1983-ban intenzív munka kezdődött a GPS megalkotásán, és a földfelszín teljes lefedéséhez szükséges 24 műhold közül az utolsót 1993-ban bocsátották pályára, és a GPS szolgálatba állt. Lehetővé vált, hogy a GPS segítségével pontosan célozzák a rakétákat álló, majd mozgó tárgyakra a levegőben és a földön.

Kezdetben a globális helymeghatározó rendszert pusztán katonai projektként fejlesztették ki (egyrészt a titoktartás érdekében, másrészt a kereskedelmi struktúrák nem láttak nagy hasznot ebben a projektben egy szoftvertermék polgári körhöz juttatásának kilátásában. Harmadszor, a katonai megrendelések mennyisége lehetővé tette a vállalkozóknak, hogy ne gondoljanak a kettős felhasználású funkcionalitásra). Ám miután a Korean Airlines KE007-es számú járata, egy polgári Boeing 747 -es, amely a szovjet légtérben kötött ki , 1983- ban lelőtték a Szahalin-sziget közelében , és mivel a személyzet űrbeli tájékozódási zavarát hozták fel az okként, Ronald Reagan amerikai elnök megígérte, hogy engedélyezi a polgári célú navigációs rendszer világszerte [8] . A rendszer katonai felhasználásának elkerülése érdekében a pontosságot egy speciális algoritmus csökkentette.[ pontosítás ]

Aztán megjelent az információ, hogy egyes vállalatok megfejtették az L1 frekvencián a pontosságot csökkentő algoritmust, és sikeresen kompenzálták a hiba ezen összetevőjét. 2000-ben Bill Clinton amerikai elnök [9] rendeletével eltörölte a pontosság durvítását .

Technikai megvalósítás

műholdak
Blokk
Indítási időszak		 Műholdak indulnak
Most dolgozik

(2022.10.18.)


Tartalékban _		 Karbantartás
alatt
Mind_
_		 Sikeres
_		 sikertelen
_		 Felkészülés
_		 Ütemezett
_
én 1978-1985 tizenegy tíz egy 0 0 0 0 0
II 1989-1990 9 9 0 0 0 0 0 0
IIA 1990-1997 19 19 0 0 0 0 7 0
IIR 1997-2004 13 12 egy 0 0 7 0 0
IIR-M 2005-2009 nyolc nyolc 0 0 0 7 0 egy
IIF 2010–2016 12 12 0 0 0 12 0 0
III 2018–2023 5 5 0 0 nyolc 5 0 0
IIIF 2025–2034 0 0 0 0 22 0 0 0
Teljes 74 72 2 0 harminc 31 7 egy
(Utolsó adatfrissítés: 2020. június 17.)

A részletekért lásd a GPS-műholdak felbocsátásának listája

A GPS három fő szegmensből áll: tér, vezérlés és felhasználói [10] . A GPS-műholdak jelet sugároznak az űrből, és minden GPS-vevő ezt a jelet használja a térbeli helyzetének három koordinátában való valós időben történő kiszámításához.

Az űrszegmens 32 műholdból áll, amelyek a Föld körül keringenek.

2020. április 7-én 31 űrhajót (SC) használnak rendeltetésszerűen. A 0 űrhajó rendszerbe történő bevezetésének szakaszában 1 űrjármű került ki karbantartásra.

2021. július 5-én 32 űrhajót használnak rendeltetésszerűen.

A vezérlő szegmens egy fő vezérlőállomásból és több további állomásból [11] , valamint földi antennákból és felügyeleti állomásokból áll, az említett erőforrások egy része más projektekkel is meg van osztva.

A felhasználói szegmenst a kormányzati intézmények által üzemeltetett GPS-vevők és a hétköznapi felhasználók tulajdonában lévő több százmilliós vevőegységek képviselik.

Űrműholdak

Műhold pályái

A NAVSTAR rendszer műhold-konstellációja körkörös pályákon kering a Föld körül , minden műhold esetében azonos magassággal és forgási periódussal. A körülbelül 20 200 km magasságú körpálya (körülbelül 26 600 km pályasugár ) egy napi többszörös keringési pálya 11 óra 58 perc keringési periódussal; így a műhold egy sziderális napon ( 23 óra 56 perc ) kétszer is megkerüli a Földet . Ez azt jelenti, hogy a földfelszín ugyanazon pontjának két egymást követő áthaladása között egy műhold alatti pont megközelítőleg 23 óra 56 perc.

Az orbitális dőlésszög (55°) szintén a rendszer összes műholdjára jellemző. A műholdak pályái között az egyetlen különbség a felszálló csomópont hosszúsága, vagy az a pont, ahol a műhold pályájának síkja metszi az egyenlítőt: ezek a pontok körülbelül 60 fokra vannak egymástól . Így az azonos ( a felszálló csomópont hosszúsági fokát kivéve ) pályaparaméterek ellenére a műholdak hat különböző síkban keringenek a Föld körül, mindegyikben 4 eszköz.

RF jellemzők

A műholdak a következő tartományban sugároznak használható jeleket: L1 = 1575,42 MHz és L2 = 1227,60 MHz (az IIR-M blokktól kezdve), az IIF modellek pedig szintén L5 = 1176,45 MHz frekvencián sugároznak . Ezek a frekvenciák a 10,23 MHz alapfrekvencia 154., 120. és 115. harmonikusai , amelyeket a műhold fedélzeti atomórája generál, napi instabilitása nem rosszabb, mint 10-13 ; ezzel egyidejűleg az atomóra frekvenciáját 10,229 999 995 43 MHz értékre tolják el, hogy kompenzálják a műhold földi megfigyelőhöz viszonyított mozgásából és a műhold gravitációs potenciáljainak különbségéből adódó relativisztikus eltolódást. és a megfigyelő a Föld felszínén (lásd : Műholdas navigációs rendszerek ideje ) [12] . A navigációs információkat egy antenna fogadja (általában a műholdakra néző vonalban), és egy GPS-vevővel dolgozhatja fel .

Az L1 sávban továbbított szabványos precíziós kódú (C/A kód - BPSK (1) moduláció) jel (illetve az L2C (BPSK moduláció) jel az L2 sávban az IIR-M eszközöktől kezdve) felhasználási korlátozások nélkül kerül terjesztésre. Az eredetileg L1-en használt mesterséges jelnagyítás (szelektív hozzáférési mód - S / A) 2000 májusa óta le van tiltva. 2007 óta az Egyesült Államok végleg felhagyott a mesterséges durvítás technikájával. A Block III eszközök piacra dobásával egy új L1C jel (BOC (1,1) moduláció) bevezetését tervezik az L1 sávban. Visszafelé kompatibilis, továbbfejlesztett útvonalkövetési képességgel rendelkezik, és jobban kompatibilis az európai Galileo műholdas helymeghatározó rendszer L1 jeleivel .

Katonai felhasználók számára az L1 / L2 sávban lévő jelek is rendelkezésre állnak, amelyeket egy zajálló kriptorezisztens P (Y) kód (BPSK (10) moduláció) modulál. Az IIR-M eszközöktől kezdve új M-kód került üzembe (BOC (10, 5) moduláció használatos). Az M-kód használata lehetővé teszi a rendszer működésének biztosítását a Navwar koncepció (navigációs háború) keretein belül. Az M-kód továbbítása a meglévő L1 és L2 frekvenciákon történik. Ez a jel fokozott zajtűrővel rendelkezik, és elegendő a pontos koordináták meghatározásához (P-kód esetén a C / A kód beszerzése is szükséges volt). Az M-kód másik jellemzője az lesz, hogy egy meghatározott, több száz kilométeres átmérőjű területre továbbítható, ahol a jelerősség 20 decibellel lesz nagyobb. A hagyományos M jel már elérhető az IIR-M műholdakon, míg a keskeny sugár csak a GPS-III műholdakon.

Az IIF blokkműhold felbocsátásával új L5 ( 1176,45 MHz ) frekvenciát vezettek be. Ezt a jelet életbiztonságnak (emberi élet védelme) is nevezik . Az L5 jel 3 decibellel erősebb , mint a polgári jel, és 10-szer szélesebb a sávszélessége. A jelzés olyan kritikus helyzetekben használható, amelyek emberi életet veszélyeztetnek. A teljes jelet 2014 után fogják használni.

A jeleket kétféle pszeudo-véletlen szekvenciával (PRN - Pseudorandom Noise) modulálják: C / A-kód és P-kód. A C / A (Clear access) - egy nyilvános kód - egy PRN, amelynek ismétlési periódusa 1023 ciklus és 1,023 MHz impulzusismétlési frekvencia . Ezzel a kóddal működik minden polgári GPS-vevő. A P (Protected/precise)-kód általános használatra zárt rendszerekben használatos, ismétlési periódusa 2·10 14 ciklus . A P-kóddal modulált jelek továbbítása két frekvencián történik: L1 = 1575,42 MHz és L2 = 1227,6 MHz . A C/A kód csak az L1 frekvencián kerül továbbításra. A szolgáltató a PRN kódokon kívül egy navigációs üzenettel is modulálva van.

Műhold típusa GPS II GPS-IIA GPS-IIR GPS IIRM GPS-IIF GPS III
Súly, kg 885 1500 2000 2000 2170
Élettartam, évek 7.5 7.5 tíz tíz tizenöt
Fedélzeti időreferencia Cs Cs Rb Rb Rb+Cs
Műholdak közötti
kommunikáció		 − + + + +
Önálló
munkavégzés, napok		 tizennégy 180 180 180 >60
Sugárvédelem
_		 − − + + +
Antenna − − javított javított javított

A pályán történő hangolhatóság és a levegőben szállított
adóteljesítmény		 + + ++ +++ ++++
navigációs
jel		 L1:C/A+P
L2:P		 L1:C/A+P
L2:P		 L1:C/A+P
L2:P		 L1:C/A+P+M
L2:L2C+P+M		 L1:C/A+P+M
L2:L2C+P+M
L5:C(BPSK(10) 		L1:C/A+P+M+L1C-I+L1C-Q

L2:L2C+P+M

L5:C(BPSK(10)

24 műhold biztosítja, hogy a rendszer a világon bárhol teljesen működőképes legyen, de nem mindig biztosít megbízható vételt és jó pozíciószámítást. Ezért a helymeghatározási pontosság és a meghibásodások esetén tartalék növelése érdekében a keringő műholdak összlétszámát nagyobb számban tartják fenn (2018 szeptemberében 32 műhold).

Az űrszegmens földi irányítóállomásai

A keringőket a fő irányító állomás és 10 nyomkövető állomás figyeli. A főpályaudvar a Colorado állambeli Falcon légibázison található . A többi nyomkövető állomás amerikai katonai bázisokon található Colorado Springsben , Hawaii , Ascension , Diego Garcia és Kwajelein szigetein . Az Ascension Island , Diego Garcia , Kwajelein állomásai 2000-4000 MHz frekvenciájú rádiójelek formájában képesek korrekciós adatokat küldeni a műholdaknak . A műholdak legújabb generációja elosztja a vett adatokat a többi műhold között [13] .

A GPS alkalmazása

Annak ellenére, hogy a GPS projekt eredetileg katonai célokat szolgált, ma már széles körben használják a GPS-t polgári célokra. A GPS-vevőket számos elektronikai üzletben árulják, és be vannak építve mobiltelefonokba , okostelefonokba , karórákba , PDA -kba és beépített készülékekbe . A fogyasztóknak különféle eszközöket és szoftvertermékeket is kínálnak, amelyek segítségével elektronikus térképen láthatják tartózkodási helyüket; képes útvonalakat kialakítani, figyelembe véve az útjelző táblákat, a megengedett kanyarokat és még a forgalmi dugókat is; kereshet a térképen adott házak és utcák, látnivalók, kávézók, kórházak, benzinkutak és egyéb infrastruktúra után.

  • Geodézia : GPS segítségével meghatározzák a pontok és a szárazföldi határok pontos koordinátáit.
  • Térképészet : A GPS-t polgári és katonai térképészetben használják.
  • Navigáció : GPS segítségével tengeri és közúti navigáció is történik.
  • Közlekedés műholdas megfigyelése : GPS segítségével az autók helyzetét, sebességét figyelik, mozgásukat irányítják.
  • Mobil : Az első GPS-szel ellátott mobiltelefonok a 90-es években jelentek meg. Egyes országokban, például az Egyesült Államokban, a GPS-t használják a 911 -es segélyhívószámot hívó személy gyors megtalálására . Oroszországban 2010-ben egy hasonló ERA-GLONASS projekt indult .
  • Tektonika , Lemeztektonika : A GPS-t a lemezmozgások és oszcillációk figyelésére használják [14] .
  • Szabadtéri tevékenységek : Különféle GPS-t használó játékok, például geocaching stb.
  • Földrajzi címkézés : az információkat, például fényképeket, a rendszer a koordinátákhoz „csatolja” a beépített vagy külső GPS-vevők segítségével.

Javaslatok születtek az Iridium és a GPS rendszerek integrálására.

Pontosság

Az alábbiakban megadjuk azokat az összetevőket, amelyek befolyásolják egy műhold hibáját az áltávolság mérése során [15] :

A hiba forrása RMS
hiba, m
A generátor instabilitása 6.5
Késés a fedélzeti berendezésekben 1.0
A műhold térbeli helyzetének bizonytalansága 2.0
Egyéb térszegmens hibák 1.0
Efemerisz pontatlanság 8.2
Egyéb földi szegmens hibák 1.8
Ionoszférikus késleltetés 4.5
Troposzférikus késés 3.9
Vevő zajhiba 2.9
többutas 2.4
Egyéb felhasználói szegmens hibák 1.0
Teljes hiba 13.1

A teljes hiba ebben az esetben nem egyenlő a komponensek összegével, hanem négyzetesen összeadódik: mivel a hiba összetevőit függetlennek tekintjük.

Két szomszédos GPS vevő hibáinak korrelációs együtthatója (kód módban üzemelve) 0,15-0,4, a jel-zaj viszonytól függően. Minél nagyobb a jel-zaj arány , annál nagyobb a korreláció. Egyes műholdak árnyékolásakor és a jel visszaverésekor a korreláció nullára, sőt akár negatív értékekre is csökkenhet. A hibakorrelációs együttható a geometriai tényezőtől is függ. PDOP < 1,5 esetén a korreláció elérheti a 0,7-et. Mivel a GPS hiba sok összetevőből áll, nem ábrázolható normál fehér zajként . Az eloszlás alakja szerint a hiba a 0,6–0,8 együtthatóval felvett normál hiba és a 0,2–0,4 együtthatójú Laplace-eloszlású hiba összege. A teljes GPS hiba autokorrelációja körülbelül 10 másodpercen belül 0,5-re csökken [16] .

A modern GPS vevők tipikus pontossága vízszintes síkban 6-8 méter , jó műholdláthatóság mellett korrekciós algoritmusok használatával . Az Egyesült Államokban, Kanadában, Japánban, Kínában, az Európai Unióban és Indiában vannak WAAS , EGNOS , MSAS stb. állomások, amelyek a differenciál üzemmódra vonatkozó korrekciókat továbbítják, ami ezekben az országokban 1-2 méterre csökkenti a hibát. Bonyolultabb differenciálmódok alkalmazásakor a koordináták meghatározásának pontossága 10 cm -re növelhető . Bármely SNS pontossága erősen függ a tér nyitottságától, a használt műholdak horizont feletti magasságától.

2010-től felbocsátják az űrműholdak GPS IIF változatát, amelyek sokkal nagyobb helyzetpontosságot biztosítanak. Ha a GPS IIA/IIR/IIR-M készülékek hibája 6 méter , akkor új műholdak segítségével legfeljebb 60-90 cm -es hibával lehet meghatározni a helyet . Az új generációs GPS műholdak pontosabbá tételét a pontosabb atomórák használata teszi lehetővé . Mivel a műholdak körülbelül 14 000 km/h -val ( 3,874 km/s ) haladnak ( körsebessége 20 200 km -nél ), az idő pontosságának javítása még a hatodik számjegynél is kritikus fontosságú a trilateráció szempontjából .

Eredetileg 33 új generációs műhold felbocsátását tervezték, de technikai problémák miatt a kilövés kezdetét 2006-ról 2010-re halasztották, a műholdak számát pedig 33-ról 12-re csökkentették, 2018 szeptemberétől mind a tizenkét műhold pályára állították az új verziót: GPS IIF SV -1 (indulás: 2010. május 28.), GPS IIF-2 (indulás: 2011. július 16.), GPS IIF-3 (indulás: 2012. október 4.), GPS IIF-4 ( indult: 2013. május 15.), GPS IIF-5 (indulás: 2014. február 21.), GPS IIF-6 (indulás: 2014. május 17.), GPS IIF-7 (indulás: 2014. augusztus 2. ), …GPS IIF-8 (indulás: 2014. október 29.), GPS IIF-9 (indulás: 2015. március 25.), GPS IIF-10 (indulás: 2015. július 15.), GPS IIF-11 (indulás: 2015. október 30.), GPS IIF-12 (indulás: 2016. február 5.).

Azonban még a 10 cm -es pontosság sem elegendő számos geodéziai feladathoz, különösen a szomszédos telkek határainak terephez kötéséhez. 10 cm -es hibával egy 600 m² -es telek területe 10 m² -rel csökkenhet vagy nőhet . Jelenleg a geodéziai munkákhoz egyre inkább RTK módban működő GPS-vevőket használnak . Ebben az üzemmódban a vevő a műholdaktól és a földi bázisállomásoktól érkező jeleket egyaránt fogadja. Az RTK mód valós idejű pontosságot biztosít vízszintesen 1 cm -es és függőlegesen 2 cm -es nagyságrendben .

Hátrányok

Bármely rádiónavigációs rendszer használatának általános hátránya, hogy bizonyos körülmények között a jel nem jut el a vevőhöz , vagy jelentős torzítással vagy késéssel érkezik. Például egy vasbeton épületen belüli lakás mélyén, pincében vagy alagútban még professzionális geodéziai vevőkészülékekkel is szinte lehetetlen meghatározni a pontos helyét. Mivel a GPS működési frekvenciája a rádióhullámok deciméteres tartományába esik, a műholdak jelszintje súlyosan lecsökkenhet sűrű fák lombozata vagy erős felhőzet miatt. A GPS-jelek normál vételét károsíthatja számos földi rádióforrásból származó interferencia, valamint (ritka esetekben) a mágneses viharok , vagy szándékosan „zavaró” (a műholdas autóriasztók kezelésének ezt a módszerét gyakran használják az autótolvajok) . A GPS zavarást hatékonyan alkalmazták a cirkálórakéták irányításának ellensúlyozására az Egyesült Államok és az Egyesült Királyság iraki műveletei során, valamint a NATO „Resolute Force”-ja a Jugoszláv Szövetségi Köztársaságban. Ez a cirkálórakéták önmegsemmisítéséhez, valamint abnormális repülésükhöz vezetett egy engedély nélküli pályán [17] . Hatékonyabb a műholdas navigációs feladatok végrehajtása nehéz interferencia körülmények között a GPS-rendszer digitális antennatömbjei segítségével , amelyek biztosítják az antennarendszer sugárzási mintájában a „nullák” képződését az aktív interferenciaforrások irányába [17] .

A GPS-pályák alacsony dőlése (körülbelül 55°) súlyosan rontja a pontosságot a Föld körüli poláris régióiban, mivel a GPS-műholdak nem emelkednek magasan a horizont fölé, ennek következtében nagy légtömeg van a látómezőn . valamint a horizont közelében lévő lehetséges objektumok (épületek, hegyek stb.) .). Az ionoszféra és a troposzféra által bevitt pszeudo-hatótávolság meghatározásánál a zenitben lévő műhold esetében 1 m , illetve 2,3 m hiba , míg a horizonton túli műholdnál ezek az értékek elérhetik a 100 m -t és a 10 m -t is. , ill.

A GPS-t az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma valósítja meg és üzemelteti, ezért teljes mértékben erre az ügynökségre támaszkodik, hogy a többi felhasználó pontos GPS-jelet kapjon.

Kronológia

1973 Döntés a műholdas navigációs rendszer kifejlesztéséről
1974-1979 Rendszerteszt
1977 Jel vétele egy rendszerműholdat szimuláló földi állomásról
1978-1985 Az első csoport tizenegy műholdjának felbocsátása (I. blokk)
1979 A program finanszírozásának csökkentése. Az a döntés, hogy a tervezett 24 helyett 18 műholdat indítanak fel.
1980 A Vela műholdak nukleáris robbanások nyomon követésére szolgáló programjának megnyirbálására vonatkozó döntés kapcsán úgy döntöttek, hogy ezeket a funkciókat a GPS-műholdakhoz rendelik. Az első műholdak felbocsátása, amelyek érzékelőkkel vannak felszerelve a nukleáris robbanások észlelésére.
1980-1982 A program finanszírozásának további csökkentése
1983 A Szovjetunió felett lelőtt Korean Airline repülőgép halála után döntés született arról, hogy jelzést adnak a polgári szolgálatoknak.
1986 A "Challenger" űrrepülőgép halála felfüggesztette a program fejlesztését, mivel a tervek szerint az űrsiklókkal egy második műholdcsoportot is pályára bocsátanak. Ennek eredményeként a Delta hordozórakétát választották fő járműnek.
1988 A döntés egy 24 műholdból álló orbitális konstelláció telepítéséről. 18 műhold nem tudja biztosítani a rendszer zavartalan működését.
1989 A második csoport műholdjainak aktiválása
1990-1991 Az SA ideiglenes leállítása ( angol  szelektív rendelkezésre állás  - mesterségesen létrehozott illetéktelen felhasználók számára, akik 100 méteresre kerekítik a helyet) a Perzsa-öbölben folyó háború és a katonai vevőkészülékek hiánya miatt. Az SA bejegyzése 1991. június 1-jén.
1993.12.08 Kezdeti működési képesség üzenet .  Ugyanebben az évben végleges döntés született arról, hogy ingyenesen használható jelzést biztosítanak a közszolgálatok és a magánszemélyek számára.
1994 A műhold-konstelláció befejeződött
1995.04.27 Teljes rendszerkészültség [18] ( angolul  Full Operational Capability )
2000.05.01 Az SA letiltása civil felhasználók számára, így az észlelési pontosság 100-ról 20 méterre nőtt
2004.06.26 Együttes nyilatkozat aláírása a Galileo és a GPS közötti komplementaritásról és interoperabilitásról
2006. december Orosz-amerikai tárgyalások a GLONASS és a GPS űrnavigációs rendszerek kiegészítő jellegének biztosítása terén folytatott együttműködésről .

Jelenlegi állapot

A GPS űrnavigációs rendszer összetétele 2021. szeptember 13-án [19] :

Összes GPS: 32 űrhajó

  • Rendeltetésszerűen használták: 31 űrhajó
  • Átmenetileg karbantartás miatt visszavonva: 1 űrhajó
  • A leszerelési szakaszban: 0 űrhajó

Jegyzetek

  1. ↑ GPS.gov: GPS pontosság . Letöltve: 2019. október 21. Az eredetiből archiválva : 2018. január 4..
  2. ↑ Dan Cho. térkövető. A műholdfigyelők legkorábbi ötletei a GPS-hez vezettek (nem elérhető link) . Technológiai Szemle (2004-12-1). Letöltve: 2012=12-14. Archiválva az eredetiből 2013. január 5-én. 
  3. ↑ 1 2 3 Cmdr. AE Fiore, amerikai haditengerészet . / Hearings on Military Posture and HR 3689, 1975. április 11. - Washington, DC: US ​​​​Government Printing Office, 1975. - P. 5207-5212 - 5324 p.
  4. ↑ GPS-verseny: Oroszországban nincsenek műholdak / R&D.CNews . Letöltve: 2020. január 2. Az eredetiből archiválva : 2020. január 2.
  5. ↑ 1 2 Programbeszerzési költségek fegyverrendszer szerint. Védelmi Minisztérium költségvetése az 1993-as pénzügyi évre Archiválva : 2017. február 25. a Wayback Machine -nél . - 1992. január 29. - P. 116-124 p.
  6. ↑ hadnagy nyilatkozata. Col. Leonard R. Kruczynski, USAF, GPS Yuma Test Force . / Hearings on Military Posture and HR 3689, 1975. április 11. - Washington, DC: US ​​​​Government Printing Office, 1975. - P. 5204, 5213, 5214 - 5324 p.
  7. ↑ Ezredes nyilatkozata. Brad Parkinson, USAF, GPS programmenedzser . / Hearings on Military Posture and HR 3689, 1975. április 11. - Washington, DC: US ​​​​Government Printing Office, 1975. - P. 5212 - 5324 p.
  8. ↑ Egyesült Államok frissíti a globális helymeghatározó rendszer technológiáját
  9. ↑ GPS-verseny: Oroszországban nincsenek műholdak Archivált 2015. június 26. , cnews.ru, 2003. június 4
  10. ↑ John Pike. GPS III Operational Control Segment (OCX) . Globalsecurity.org. Letöltve: 2009. december 8. Az eredetiből archiválva : 2009. szeptember 7..
  11. ↑ GPS vezérlő szegmens térkép . gps.gov. Letöltve: 2014. május 15. Az eredetiből archiválva : 2014. május 17.
  12. ↑ Samama N. Globális pozicionálás: Technológiák és teljesítmény . - John Wiley & Sons, 2008. - ISBN 0-470-24190-X . Archiválva : 2020. szeptember 22. a Wayback Machine -nél
  13. ↑ A GPS rendszer működési elvei és használata (elérhetetlen link) . loi.sscc.ru. Letöltve: 2019. szeptember 25. Az eredetiből archiválva : 2019. október 2. 
  14. ↑ GPS idősor (nem elérhető link) . Letöltve: 2011. november 26. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 22.. 
  15. ↑ Anuchin O.N., Emelyantsev G.I. Integrált orientációs rendszerek tengeri mozgó objektumokhoz / Szerk. V. G. Pesekhonov. - 2. kiadás - Szentpétervár. : Az Orosz Föderáció Állami Tudományos Központja-TsNII "Elektropribor", 2003. - S. 160-161. — 390 s. — ISBN 5-900780-47-3 .
  16. ↑ Gorbacsov A. Yu. A GPS-hibák matematikai modellje  // Aerospace Instrumentation. - M.: NAUCHTEHLITIZDAT, 2010. - 5. sz .
  17. ↑ 1 2 Slyusar V. I. Digitális antennatömbök. GPS-problémák megoldásai  // Elektronika: tudomány, technológia, üzlet. - 2009. - Kiadás. 1 . - S. 74-78 . Az eredetiből archiválva : 2018. december 22.
  18. ↑ A Space Force Marks 25 Years of GPS archiválva 2020. május 5-én a Wayback Machine évfordulóján az US Army Corps of Engineers webhelyén
  19. ↑ TRIMBLE GNSS tervezés online . Archiválva az eredetiből 2021. szeptember 13-án.

Irodalom

  • Alexandrov I. Űrrádió-navigációs rendszer NAVSTAR  // Külföldi katonai szemle. - M. , 1995. - 5. sz . - S. 52-63 . — ISSN 0134-921X .
  • Kozlovsky E. A pozicionálás művészete  // A világ körül . - M. , 2006. - 12. szám (2795) . - S. 204-280 .
  • Shebshaevich V. S. , Dmitriev P. P., Ivantsev N. V. et al. Hálózati műholdas rádiónavigációs rendszerek / szerk. V. S. Sebsaevich. - 2. kiadás, átdolgozva. és további - M . : Rádió és kommunikáció, 1993. - 408 p. - ISBN 5-256-00174-4 .

Linkek

Hivatalos dokumentumok és előírások Munkaköri magyarázatok Kompatibilitás a Gallileo és a GLONASS rendszerekkel Vegyes
 Navigációs rendszerek
Műhold
történelmi
Jelenlegi globális
Jelenlegi regionális
Talaj
Differenciálkorrekciós rendszerek