Sistema Posizionante Globale (Gps)

Sistema Posizionante Globale (Gps)

Il GPS è il metodo più moderno verso quello risolvente delle domande grandi del â€oewhere umano di storia è we?” che il sistema posizionante globale è un sistema in tutto il mondo di radio-navigazione formato da una costellazione di 24 satelliti ed il loro sistema posizionante globale di messa a terra stations.The (GPS) è sviluppato dal reparto degli STATI UNITI di difesa. I 5 nuovi satelliti supplementari sono aggiunti nella costellazione per fare questa rete di 29 satelliti per ottenere le informazioni più precise e più esatte. Originalmente il GPS è stato sviluppato per usare per le applicazioni militari, tuttavia, il governo degli Stati Uniti che si rende conto della relativa importanza per uso civile reso esso disponibile per pubblico in 1980. Il GPS può essere usato esente da costo per gli scopi civili.

Il GPS può essere usato per la determinazione della posizione di base di oggetto o della gente sulla terra, conoscente il movimento da un posto all'altro posto, controllante il movimento della gente e delle cose, generante i programmi del mondo e portante le sincronizzazioni precise al mondo. Il GPS corrente consiste di tre segmenti importanti: spazi il segmento (ss), un segmento di controllo (CS) e un segmento dell'utente (Stati Uniti). Il segmento dello spazio si compone di satelliti orbiting di GPS, o di veicoli spaziali (SV). Il GPS è progettato un tal senso che 24 SVS devono sempre essere distribuiti ugualmente fra sei piani orbitali circolari della terra. Gli aerei orbitali sono concentrati sulla terra ed i sei aerei hanno inclinazione approssimativamente 55° e sono separati a destra dall'ascensione 60° del nodo ascendente.

Questi satelliti sono orbiting ad un'altezza di circa 20.200 chilometri (12.600 miglia o 10.900 migli nautiche; un raggio orbitale di 26.600 chilometri (16.500 miglio o 14.400 NM)). Ogni SV rende a due orbite complete ogni giorno, in modo da passa due volte sopra la stessa posizione su terra ogni giorno. Le orbite sono organizzate in modo che almeno sei satelliti siano sempre all'interno della linea di vista da quasi dovunque su terra.

I percorsi orbiting dei satelliti sono monitord dall'aeronautica degli Stati Uniti che controlla le stazioni in Hawai, Kwajalein, l'isola di ascensione, Diego Garcia e le molle di colorado, Colorado, con le stazioni del video funzionate dall'agenzia nazionale di Geospatial-Intelligenza (NGA) queste stazioni mmonitoring sono gli occhi e gli orecchi del GPS e controllano i satelliti poichè passano lassù misurando loro le distanze ogni 1.5 secondo. Questi dati allora sono lisciati usando le informazioni ionosferiche e meteorologiche e sono trasmessi alla stazione di controllo matrice alle molle di colorado. I dati ionosferici e meteorologici sono necessari ottenere più esatti fanno ritardare le misure, che a loro volta migliorano la valutazione di posizione. La stazione di controllo matrice valuta i parametri che descrivono l'orbita dei satelliti e le prestazioni dell'orologio. Inoltre valuta lo stato di salute dei satelliti e determina se affatto riposizionare può essere richiesto. Queste informazioni allora sono restituite a tre stazioni del uplink (disposte all'isola di ascensione, Diego Garcia e Kwajalein controllano le stazioni) che trasmettono le informazioni ai satelliti.

La ricevente di GPS è il segmento dell'utente del sistema di GPS. Le riceventi di GPS si compongono di antenna, sintonizzato alle frequenze trasmesse dai satelliti, dai ricevente-processor e da un orologio alto-stabile (spesso un oscillatore a cristallo). Ciò può essere costruita per visualizzare le informazioni di velocità e di posizione all'utente. Una ricevente è descritta spesso dal relativo numero di scanalature: ciò indica quanti satelliti può controllare simultaneamente. Originalmente limitato a quattro o a cinque, questo ha aumentato progressivamente nel corso degli anni tali che, a partire da 2006, le riceventi hanno tipicamente fra dodici e venti scanalature.

Le riceventi di GPS inscatolano i dati di posizione di esposizione ad un pc o all'altro dispositivo usando il protocollo di NMEA 0183. NMEA 2000 è un nuovo e protocollo meno ampiamente adottato. Entrambi sono riservati e controllati dall'associazione marina nazionale degli Stati Uniti di elettronica. I riferimenti ai protocolli di NMEA sono stati compilati dalle annotazioni pubbliche, permettendo che gli attrezzi aperti di fonte come gpsd leggano il protocollo senza leggi della proprietà intellettuale di violazione. Altri protocolli riservati esistono pure, quale il protocollo di SiRF. Le riceventi possono collegare mediante interfaccia ad altri dispositivi usando i metodi compreso un collegamento, un USB o un Bluetooth di serie.

Il satellite trasmette i dati del almanac e del ephemeris alle riceventi di GPS. I dati del ephemeris contengono le informazioni importanti su condizione del satellite (sano o non sano), della data corrente e del tempo. Questa parte del segnale è essenziale per la determinazione della posizione. I dati del almanac dicono a ricevente di GPS a dove ogni satellite di GPS dovrebbe avere luogo in qualunque momento durante il giorno. Ogni satellite trasmette i dati del almanac che mostrano le informazioni orbitali per quel satellite e per ogni altro satellite nel sistema.

Il GPS usa il concetto di ora d'arrivo (TOA) dei segnali determinare la posizione™del user†s. Ciò coinvolge misurare il momento speso per un segnale ad una posizione conosciuta raggiungere una ricevente dell'utente. I segnali sono trasmessi da un emettitore (satellite). L'intervallo di tempo è basicamente tempo di propagazione di segnale. L'intervallo di tempo (tempo di propagazione di segnale) è moltiplicato per velocità del segnale (velocità di luce) ottenere la distanza fra il satellite e la ricevente. Misurando il tempo di propagazione dei segnali trasmettono per radio dai satelliti multipli alle posizioni conosciute, ricevente può determinare la relativa posizione.

Presupponendo noi abbiamo orologi precisi, come misuriamo il tempo di corsa del segnale? Per effettuare questa misura, la ricevente ed il satellite entrambe hanno bisogno degli orologi che possono essere sincronizzati giù al nanosecondo. Le misure esatte di tempo sono richieste. (se siamo disinseriti da un millesimo di un secondo, alla velocità di luce, che traduce in quasi 200 miglia dell'errore)
Per fare un sistema posizionante satellite per mezzo soltanto degli orologi sincronizzati, è stato richiesto per avere orologi atomici non soltanto su tutti i satelliti, ma anche nella ricevente in se. Gli orologi atomici sono orologi altamente esatti e precisi che utilizzano le vibrazioni naturali trovate all'interno di alcuni atomi. Ma gli orologi atomici costano in qualche luogo fra $50.000 e $100.000, che le rende troppo costose per uso giornaliere del consumatore.

Il sistema posizionante globale ha una soluzione intelligente a questo problema. Ogni satellite contiene un orologio atomico costoso, ma gli usi della ricevente un orologio ordinario del quarzo che ripristina costantemente. In un nutshell, la ricevente guarda i segnali ricevuti da quattro o più satelliti e misura la relativa propria inesattezza.

Quando misuriamo la distanza a quattro satelliti individuati, possiamo disegnare quattro sfere quei che tutti intersecano ad un punto. Tre sfere intersecheranno anche se i numeri sono senso fuori, ma quattro sfere non intersecheranno ad un punto se misurassimo in modo errato. Poiché la ricevente effettua tutte le relative misure di distanza per mezzo del relativo proprio orologio incorporato, le distanze tutte saranno proporzionalmente errate. La ricevente può calcolare facilmente la registrazione necessaria che indurrà le quattro sfere ad intersecare ad un punto. Sulla base di questo, ripristina il relativo orologio per essere nella sincronizzazione con l'orologio atomico del satellite.

La ricevente fa costantemente questa ogni volta che relativo sopra, che il mezzo esso è quasi esatto quanto gli orologi atomici costosi nei satelliti. La ricevente può calcolare facilmente la registrazione necessaria che indurrà le quattro sfere ad intersecare ad un punto. Sulla base di questo, ripristina il relativo orologio per essere nella sincronizzazione con l'orologio atomico del satellite.
La ricevente di GPS immagazzina semplicemente un almanac che gli dice dove ogni satellite dovrebbe avere luogo a tutto il dato tempo. Le cose come il tiro della luna e del sole cambiano molto un po'le orbite dei satelliti. Tuttavia, il reparto di difesa controlla costantemente le loro posizioni esatte e trasmette tutte le registrazioni a tutte le riceventi di GPS come componente dei segnali dei satelliti.

Ci sono due generi di errore sperimentati nel GPS e questi possono essere categorizzati come intenzionali ed involontari. Errori intenzionali: il governo può e degrada l'esattezza delle misure di GPS. Ciò è fatta per impedire le forze ostili usando il GPS ad esattezza completa. La politica di inserimento delle inesattezze nei segnali di GPS è denominata Selective Availability (SA). Il SA era singola fonte più grande di inesattezza nel GPS ed è stato disattivato in 2000.

Per evitare le inesattezze dovuto il SA o altri errori, la tecnica denominata correzione differenziale può rendere le esattezze all'interno di 1-5 tester, o persino migliorare, con apparecchiatura avanzata. La correzione differenziale richiede una seconda ricevente di GPS, una stazione bassa, raccogliente i dati ad una posizione stazionaria su un punto precisamente conosciuto.

Poiché l'ubicazione fisica della stazione bassa è conosciuta, una posizione con posizione di GPS è determinata usando i satelliti. Una ricevente di GPS essenzialmente determina la posizione della ricevente su terra. Una volta che la ricevente effettua questo calcolo, può dirci la latitudine, la longitudine e l'altezza della relativa attuale posizione. Per rendere la navigazione più facile da usare, la maggior parte delle riceventi inseriscono questi dati grezzi le lime del programma immagazzinate nella memoria. Possiamo usare i programmi immagazzinati nella memoria della ricevente, colleghiamo la ricevente ad un calcolatore che può tenere i programmi più dettagliati nella relativa memoria, o semplicemente compriamo un programma dettagliato della nostra zona e troviamo il senso usando le letture di latitudine e di longitudine della ricevente.

Alcune riceventi li hanno lasciati trasferire i programmi dal sistema centrale verso i satelliti dettagliati nella memoria o fornire ai programmi dettagliati le cartucce alimentabili del programma. Una ricevente standard di GPS li disporrà non soltanto su un programma a tutta la posizione particolare, ma inoltre seguirà il nostro percorso attraverso un programma come ci muoviamo. Se lasciamo la nostra ricevente sopra, può rimanere nella comunicazione costante con i satelliti di GPS per vedere come la nostra posizione sta cambiando.

Ciò è che cosa accade in automobili dotati del GPS. Con queste informazioni ed il relativo orologio incorporato, la ricevente può fornirci parecchie parti delle informazioni importanti: quanto lontano abbiamo viaggiato, quanto tempo stiamo viaggiando, la nostra velocità corrente, la nostra velocità media, una traccia che li mostrano esattamente dove abbiamo viaggiato sul programma e l'ora d'arrivo valutata alla nostra destinazione se effettuiamo la nostra velocità corrente.
Stupore™di Isn†t GPS?