Uvod v globalne sisteme za določanje položaja

Ste že kdaj izgubili denarnico in je niste mogli najti ali katere od svojih stvari, ki ste jih pogrešali in je niste mogli zaslediti? Tu se lahko globalni sistemi za določanje položaja izkažejo za vas in vas razveselijo. Danes je GPS izraz, ki ne potrebuje veliko uvajanja. GPS je velik del našega vsakdanjega življenja, od iskanja do potovanja, iskanja do dosega in od iskanja do sledenja in povezovanja. GPS je od svojega nastanka leta 1973 v ZDA na ameriškem ministrstvu za obrambo že zavzel pomembno mesto v človeštvu in nedvomno dokazal svojo pomembnost za vsakega izmed nas.

GPS, kot že ime pove, Global Positioning System (Global Positioning System) pove položaj vsakega predmeta na globalni ravni, tj. Glede na celoten planet, planet Zemljo s pomočjo satelitskega navigacijskega sistema, v katerem se množica satelitov, ki se vrtijo okoli Zemlje, uporablja poiščite predmet. Omogoča vam, da veste, kje točno se nahaja točno določen predmet trenutno ali se je nahajal v preteklosti, hitrost naenkrat, cel dan, ne glede na vremenske razmere, kjer koli na svetu.

Sprva razvit za uporabo v ameriških vojaških službah, bil je javno dostopen z zelo nizkimi stroški. Danes so GPS sprejemniki pritrjeni na vse vrste komercialnih izdelkov, kot so mobilni telefoni, pametni telefoni, ure, avtomobili, kolesa itd. Pravzaprav je GPS narejen tako poceni, da ga lahko preprosto uporabite za vsak majhen predmet, da ga zasledite.

Delovanje globalnih sistemov za določanje položaja (GPS)

GPS uporablja matematični princip "trilateracije" za določitev položaja predmeta in je sistem z več kot 30 sateliti, ki krožijo okoli Zemlje.

Subjekti, ki sodelujejo pri delu GPS so:

  1. Sateliti (vesoljski segment)
  2. Nadzorni sistem (upravlja ga ameriška vojska)
  3. Signali
  4. Sprejemniki signalov (uporabniški segment - civilni in vojaški uporabniki s svojimi GPS napravami z anteno)
  • Položaj satelitov je znan po signalih, ki jih oddajajo sprejemniku.
  • Te signale sprejemajo sprejemniki, povezani v objekte, ki bodo nameščeni.
  • Pomembno pri tem je, da so za natančno lokacijo sprejemnika na Zemlji potrebni najmanj 4 sateliti.
  • Za spremljanje lokacije kraja se uporabljajo 3 sateliti.
  • Četrti satelit se uporablja za potrditev ciljne lokacije satelitov.
  • Sprejemnik GPS prevzame informacije s satelita in s pomočjo metode triangulacije določi natančen položaj uporabnika.

Prednosti in slabosti GPS-a

Spodaj so prednosti in slabosti Global Positioning Systems:

Prednosti

  • Odlično orodje za vojaške, civilne in komercialne uporabnike
  • Avtomobili brez voznikov, sistemi za sledenje vozil, navigacijski sistemi na osnovi GPS nam omogočajo smer zavoja in obračanja
  • GPS ima zelo hitro sledenje predmetu

Slabosti

  • Vprašanje natančnosti v mestnih območjih
  • Šibki signali (torej ne preveč rabljeni v vodi, zaprtih prostorih ali gostih območjih)

Napake globalnih sistemov za določanje položaja

GPS vključuje satelite, sprejemnike, prenos signala med sateliti in sprejemniki. Torej lahko pride do napak v kateri koli od zgoraj omenjenih treh entitet.

  • Napake pri širjenju signala

Kot vemo, morajo signali satelitov GPS, ki krožijo po Zemlji, priti do sprejemnika, zato morajo signali potovati skozi Zemljino atmosfero. Najprej signali gredo skozi Ionosfero (zgornji del ozračja), nato skozi Troposfero (najnižji del atmosfere). Tako na atmosfero dvakrat vpliva atmosfera, zaradi katere pri signalih prihaja do napak od nič do 30 metrov.

  • Satelitske napake

Prva napaka je napaka satelitskega položaja. Ker je položaj satelitov napoved, ki so jo izračunali na podlagi prejšnjih opazovanj satelitov s strani nadzornih postaj GPS, napovedi ni mogoče dati z absolutno natančnostjo, napovedi so netočne.

Tako položaji satelitov, ki jih vsebuje "satelitsko sporočilo", niso natančni, zaradi česar je izračunana lokacija predmeta včasih napačna.

Drugič, obstajajo napake satelitske ure. Ker atomske ure, uporabljene v satelitih, niso popolne, je merjenje časa potovanja, ki ga sprejmejo signali, da pridejo do sprejemnikov, in razpon med satelitom in sprejemnikom je poškodovan.

  • Napake pri sprejemniku

Na koncu sprejemnika ali njegove antene se pojavijo štiri glavne napake:

1. Napaka ure sprejemnika: Sprejemnik ima tudi uro za primerjavo z uro znotraj satelita za merjenje časa potovanja signala. Ta ura ima napake, ki jih imenujemo "napake ure sprejemnika".

2. Merilni hrup : To je odvisno od vrste "ravnila", ki se uporablja za merjenje obsega. GPS signali imajo 3 ravnila

  • Koda grobega pridobivanja (C / A)
  • P-koda
  • Nosilna faza

Ti ravnili omogočajo natančnost nekaj metrov, nekaj decimetrov in nekaj milimetrov.

3. Napake na več poti: pojavijo se zaradi odboja signalov stavb ali drugih predmetov, ki motijo ​​neposredne signale, ki jih pošiljajo sateliti.

4. Napake pri gibanju antene: pojavijo se zaradi gibanja električne referenčne točke ali faznega središča antene, medtem ko se signali sprejemajo iz različnih smeri.

Omejitve globalnih sistemov za določanje položaja

Spodaj je nekaj omejitev sistema GPS:

1. Sprejem signalov

Ker GPS sprejemnik zahteva neprekinjen sprejem signala z vsaj 4 satelitov GPS, če so na poti potovanja voda, stene, tla ali druge ovire, potem signali ne morejo prodreti skozi te ovire. V takih primerih je vidljivost GPS satelitov GPS zelo omejena. Tako kot v mestnih območjih z ogromnimi nebotičniki tudi signali dolgo časa manjkajo.

2. Natančnost

Vsak sistem, ki vključuje merjenje, ima možnost napak. GPS se ne razlikuje od tega. Ker je pri merjenju GPS vključenih veliko meritev, obstaja veliko možnosti netočnosti pri zagotavljanju natančne lokacije predmeta.

3. Celovitost

Sprejemnik zahteva informacije od satelitov, pošljejo sprejemniku signale, znane kot "satelitska sporočila", ki vsebujejo kodirane informacije o oddaljenosti satelita od sprejemnika, položaje satelitov itd. pokazati svojo lokacijo. Če pa je položaj satelita izračunan napačno ali je obseg napačen, potem to povzroči napačen položaj sprejemnika. Signali, ki sodelujejo pri takšnih izdajah, se imenujejo "napačni signali". Ti signali vplivajo na celovitost lokacije, ki je na voljo uporabniku. Uporabnik ne ve, ali je položaj pravilen ali ne. Tako se močno priporoča spremljanje celovitosti podatkov GPS.

Zaključek

Sklepamo lahko, da je glede na GPS dobro, vendar je treba vedno preverjati natančnost rezultatov GPS. Opazimo lahko tudi, da je mogoče natančnost povečati, vendar za stroške. Kljub vsem omejitvam in napakam je GPS še danes najboljši sistem za določanje položaja.

Priporočeni članki

To je vodnik za Global Positioning Systems. Tukaj razpravljamo o uvedbi, delu, omejitvah prednosti in slabosti GPS-a. Za več informacij si lahko ogledate tudi naslednje članke -

  1. Kaj so vgrajeni sistemi?
  2. Kaj je sistemski dizajn?
  3. Aplikacije za umetno inteligenco
  4. Kaj je Spring Cloud?

Kategorija:

Razvoj programske opreme