Qlobal Konumlandırma Sistemi nədir? GPS anlayışı

Qlobal Konumlandırma Sistemi və ya GPS, yerləşdirmə, naviqasiya və zamanlama sistemi (PNT) təmin edən Qlobal Naviqasiya Peyk Sistemidir (GNSS). O, Birləşmiş Ştatların Müdafiə Nazirliyi (ABŞ DoD) 1970-ci illərin əvvəllərində. Rusiyanın QLONASS, Avropanın Galileo və Çinin BeiDou kimi digər Peyk əsaslı Naviqasiya sistemləri var, lakin ABŞ-ın Qlobal Yerləşdirmə Sistemi (GPS) və Rusiyanın Qlobal Naviqasiya Peyk Sistemi (GLONASS) yeganə tam funksional peyk əsaslıdır. Naviqasiya sistemi müvafiq olaraq 32 peyk bürc və 27 peyk bürcü ilə. GPS Texnologiyasının inkişafından əvvəl naviqasiya üçün əsas kömək (dənizdə, quruda və ya suda) xəritələr və kompasdır. GPS -in tətbiqi ilə iki metr və ya daha az bir mövqe dəqiqliyi ilə naviqasiya və yerləşmə mövqeyi çox asanlaşdı. GPSGPS Strukturuna BaxışGPS SegmentləriFəza Segmentinə Nəzarət Segmenti İstifadəçi Segmenti GPS -in İşləmə Prinsipi Peyklərin Yerinin Müəyyən Edilməsi Peyklər ilə GPS Qəbul Edənlərin Arasındakı Məsafənin Təyin edilməsi 2-D Planedə qəbuledici Qəbuledicinin 3D Kosmosda Mövqeyi GPS Qəbuledicilərinin Növləri Qlobal Yerləşdirmə Sisteminin (GPS) Tətbiqləri GPS-in tarixi GPS inkişaf etməmişdən əvvəl ABŞ tərəfindən LORAN (Long Range Navigation) kimi yer əsaslı naviqasiya sistemləri və İngiltərə tərəfindən Decca Navigator Sistemi naviqasiya üçün əsas texnologiyalardır. Bu texnikaların hər ikisi Radio Dalğalarına əsaslanır və diapazonlar bir neçə yüz kilometrlərlə məhdudlaşırdı. 1960-cı illərin əvvəllərində ABŞ hökumət təşkilatlarından üçü, o cümlədən Milli Aeronavtika və Kosmos İdarəsi (NASA), Müdafiə Departamenti (DoD) və Nəqliyyat Departamenti. (DoT) bir sıra digər təşkilatlarla birlikdə yüksək dəqiqlik, hava şəraitindən asılı olmayan əməliyyat və qlobal əhatə dairəsini təmin etmək məqsədi ilə peyk əsaslı naviqasiya sistemini inkişaf etdirməyə başladı. Bu proqram Naviqasiya Peyk Zamanlama və Qlobal Mövqeləşdirmə Sisteminə (NAVSTAR Qlobal Mövqeləşdirmə Sistemi) çevrildi. Bu sistem ilk olaraq Birləşmiş Ştatlar Ordusunun ehtiyaclarını ödəmək üçün hərbi sistem olaraq hazırlanmışdır. ABŞ Hərbi naviqasiya üçün NAVSTAR-dan, həmçinin silah sistemi hədəfləmə və raket yönləndirmə sistemlərindən istifadə etdi. Düşmənlərin ABŞ -a qarşı bu naviqasiya sistemindən istifadə etmə ehtimalı, mülki vətəndaşların oraya girməməsinin əsas səbəbidir. İlk NAVSTAR peyki 1978 -ci ildə orbitə çıxarıldı və 1994 -cü ilə qədər 24 peykdən ibarət tam bir bürc orbitə yerləşdirildi. tam işlək vəziyyətdədir.1996-cı ildə ABŞ Hökumət GPS-in mülki şəxslər üçün əhəmiyyətini dərk etdi və həm hərbi, həm də mülki şəxslərə giriş imkanı verən ikili istifadə sistemi elan etdi. GPS Strukturuna İcmal Peyk əsaslı naviqasiya sisteminin Qlobal Mövqe Müəyyənetmə Sisteminin (GPS) əsas texnikası qəbuledici ilə GPS arasındakı məsafəni ölçməkdən ibarətdir. eyni vaxtda müşahidə edilən bir neçə peyk. Bu peyklərin mövqeləri artıq məlumdur və buna görə də bu peyklərdən dördü ilə qəbuledici arasındakı məsafənin ölçülməsi ilə GPS qəbuledicisinin mövqeyinin üç koordinatı, yəni. enlik, uzunluq və yüksəklik müəyyən edilə bilər. Qəbuledicinin mövqeyinin dəyişməsi çox dəqiq müəyyən olunduğu üçün qəbuledicinin sürəti də müəyyən edilə bilər. GPS Seqmentləri Bu kompleks Qlobal Mövqeləşdirmə Sisteminin strukturu üç böyük seqmentə bölünür: Kosmik Seqment, İdarəetmə Seqmenti və İstifadəçi Seqment. Bu vəziyyətdə, idarəetmə seqmenti və kosmik seqment ABŞ Hərbi Hava Qüvvələri tərəfindən hazırlanır, idarə olunur və saxlanılır. Aşağıdakı şəkil GPS sisteminin üç seqmentini göstərir. Kosmos Segmenti GPS -in Kosmik Segmenti (SS) Yer ətrafında təxminən dairəvi orbitlərdə fırlanan 24 peykdən ibarət bir bürcdən ibarətdir. Peyklər altı orbital müstəvidə yerləşdirilib, hər bir orbital müstəvi dörd peykdən ibarətdir. Orbital təyyarələrin meyli və peyklərin yerləşdirilməsi müəyyən bir şəkildə qurulmuşdur ki, Yerin hər hansı bir yerindən ən azı altı peyk həmişə görmə xəttində olsun. Peyklər Orta Yer Orbitində (MEO) təxminən 20,000 KM yüksəklikdə yerləşdirilir. Ehtiyatlılığı artırmaq və dəqiqliyi artırmaq üçün bürcdəki GPS Peyklərinin ümumi sayı 32-yə çatdırılıb, onlardan 31-i işləyir. Nəzarət Seqmenti GPS-in İdarəetmə Seqmenti (CS) dünya üzrə monitorinq və nəzarət şəbəkəsindən ibarətdir. və izləmə stansiyaları. İdarəetmə seqmentinin əsas vəzifəsi, GPS peyklərinin mövqeyini izləmək və onları manevr əmrləri ilə uyğun orbitlərdə saxlamaqdır. Əlavə olaraq, idarəetmə sistemi sistemin bütünlüyünü, atmosfer şəraitini, atom saatlarından alınan məlumatları müəyyən edir və qoruyur. və digər parametrlər. GPS Nəzarət Seqmenti yenidən dörd alt sistemə bölünür: Yeni Master İdarəetmə Stansiyası (NMCS), Alternativ Master İdarəetmə Stansiyası (AMCS), dörd Yer Antenası (GA) və ümumdünya Monitorinq Stansiyaları şəbəkəsi (MS). GPS Peyk Bürcünün mərkəzi idarəetmə qovşağı Master Control Station (MSC) dir. Kolorado ştatındakı Schriever Hava Qüvvələri Bazasında yerləşir və 24 × 7 rejimində işləyir. Əsas İdarəetmə Stansiyasının əsas vəzifələri: Peyk baxımı, Yük yükü monitorinqi, atom saatlarının sinxronizasiyası, Peyk manevrləri, GPS Siqnalının idarə edilməsi, Naviqasiya Mesajı məlumatlarının yüklənməsi, aşkarlanması. GPS Siqnalında nasazlıqlar və bu nasazlıqlara cavab. Bir neçə Monitor Stansiyası (MS) var, lakin onlardan altısı vacibdir. Onlar Havay, Kolorado Springs, Ascension Island, Diego Garcia, Kwajalein və Cape Canaveral-da yerləşirlər. Bu Monitor stansiyaları peyklərin mövqeyini davamlı olaraq izləyir və məlumatlar sonrakı təhlil üçün Master İdarəetmə Stansiyasına göndərilir. Məlumatları peyklərə ötürmək üçün Ascension Island, Cape Canaveral, Diego Garcia və Dieqo Qarsiya kimi dörd Yer Antenası (GA) mövcuddur. Kwajalein. Bu antenalar verilənləri peyklərə ötürmək üçün istifadə olunur və məlumatlar Saat korreksiyası, Telemetriya Əmrləri və Naviqasiya Mesajları kimi hər hansı bir şey ola bilər. İstifadəçi Seqmenti GPS sisteminin İstifadəçi Seqmenti naviqasiya üçün mülki və hərbi, dəqiq və ya standart texnologiyanın son istifadəçisindən ibarətdir. yerləşdirmə və vaxt. Ümumiyyətlə, GPS xidmətlərinə daxil olmaq üçün istifadəçi tək GPS modulları, GPS funksiyası olan mobil telefonlar və xüsusi GPS konsolları kimi GPS qəbulediciləri ilə təchiz olunmalıdır. Hərbçilər onları dəqiq yerləşdirmə, raketlərin idarə edilməsi, naviqasiya və s. üçün istifadə edərkən vaxt və sürəti öyrənir. GPS-in İş Prinsipi GPS qəbuledicilərinin köməyi ilə biz Yer kürəsinin istənilən yerində iki ölçülü və ya üç ölçülü məkanda obyektin mövqeyini hesablaya bilərik. . Bunun üçün GPS qəbulediciləri Trilaterasiya adlı Riyazi metoddan istifadə edir. Bu metoddan istifadə etməklə obyektin mövqeyi obyekt və mövqeləri məlum olan bir neçə başqa obyekt arasındakı məsafəni ölçməklə müəyyən edilə bilər. Beləliklə, GPS Qəbuledicilərində qəbuledicinin yerini öyrənmək üçün qəbuledici modul aşağıdakı iki şeyi bilməlidir: • Peyklərin fəzada yeri və • Peyklərlə GPS Qəbuledicisi arasındakı məsafə Peyklərin yerini müəyyən etmək üçün peyklər üçün GPS Qəbulediciləri GPS Peykləri tərəfindən ötürülən iki növ məlumatdan istifadə edir: Almanak Məlumatı və Efemeris Məlumatı. GPS Peykləri öz təxmini mövqeyini davamlı olaraq ötürür. Bu məlumatlar, peyk orbitdə hərəkət edərkən vaxtaşırı olaraq yenilənən Almanak məlumatları adlanır. Bu məlumatlar GPS qəbuledicisi tərəfindən qəbul edilir və onun yaddaşında saxlanılır. Alman Alıcı məlumatlarının köməyi ilə GPS Alıcısı, peyklərin orbitlərini və peyklərin harada olması lazım olduğunu təyin edə bilər. Kosmosdakı şərtləri proqnozlaşdırmaq mümkün deyil və peyklərin kənara çıxma ehtimalı böyükdür. onların həqiqi yolu. Master Control Station (MCS), xüsusi Monitor Stansiyaları (MS) ilə birlikdə peyklərin yolunu hündürlük, sürət, orbit və yer kimi digər məlumatlar ilə birlikdə izləyir. peyklərə göndərilir ki, onlar dəqiq mövqedə olsunlar. MCS tərəfindən peykə göndərilən bu orbital məlumatlara Ephemeris Data deyilir. Peyk bu məlumatları aldıqda mövqeyini düzəldir və eyni zamanda bu məlumatları GPS Alıcısına göndərir. Almanak və Ephemeris, GPS Qəbuledicisi hər zaman peyklərin dəqiq mövqeyini bilə bilər. Peyklər və GPS Qəbulediciləri Arasındakı Məsafənin Müəyyən edilməsiGPS Qəbuledicisi və Peyklər arasındakı məsafəni ölçmək üçün zaman böyük rol oynayır. Peykin GPS Qəbuledicisindən məsafəsini hesablamaq üçün düstur aşağıda verilmişdir: Məsafə = İşığın Sürəti x Peyk Siqnalının Keçid Vaxtı Burada, Keçid Vaxtı Peyk Siqnalı (Radio Dalğaları şəklində siqnal, Peyk tərəfindən GPS Qəbuledicisinə göndərilir) Qəbulediciyə çatmaq üçün. İşığın sürəti sabit qiymətdir və C = 3 x 108 m/s-ə bərabərdir. Vaxtı hesablamaq üçün əvvəlcə Peyk tərəfindən göndərilən siqnalı başa düşməliyik. Peyk tərəfindən ötürülən Transcoded siqnal Pseudo Random Noise (PRN) adlanır. Peyk bu kodu yaratdıqda və ötürməyə başladıqda, GPS Alıcısı da eyni kodu yaratmağa başlayır və onları sinxronizasiya etməyə çalışır. GPS Alıcısı, peykin ötürülən peyklə sinxronlaşdırılmadan əvvəl Alıcının yaratdığı kodun nə qədər gecikməsini hesablayır. Peyklərin yeri və GPS Alıcısından olan məsafəsi məlum olduqdan sonra GPS Alıcısının 2D Məkanda və ya 3D Məkanda mövqeyini öyrənmək aşağıdakı üsulla edilə bilər. obyektin və ya GPS qəbuledicisinin 2-ölçülü məkanda mövqeyini tapmaq üçün, yəni bir XY təyyarəsi, GPS qəbuledicisi ilə iki peyk arasındakı məsafəni tapmaq lazımdır. D1 və D2, Alıcının 1 -ci Peykdən 2 -ci Uyduya qədər olan məsafəsi olsun. İndi, mərkəzdəki peyklər və D1 və D2 radiusu ilə XY Təyyarəsində ətraflarına iki dairə çəkin. Bu işin şəkilli təsviri aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir. Yuxarıdakı şəkildən aydın olur ki, GPS Qəbuledicisi iki dairənin kəsişdiyi iki nöqtədən hər hansı birində yerləşə bilər. Əgər peyklərin üstündəki sahə istisna olunarsa, GPS Alıcısının mövqeyini peyklərin altındakı dairələrin kəsişmə nöqtəsinə qoya bilərik. GPS alıcısının mövqeyini təyin etmək üçün iki peykdən olan məsafə məlumatı kifayətdir. 2-D və ya XY Təyyarə. Lakin real dünya 3-ölçülü məkandır və biz GPS qəbuledicisinin 3-ölçülü mövqeyini müəyyən etməliyik, yəni. onun Enlem, Boylam və Hündürlük. GPS Alıcısının 3 Ölçülü yerini təyin etmək üçün addım -addım proseduru görəcəyik. Alıcının 3D Kosmosdakı mövqeyi GPS uydu alıcısına görə peyklərin yerlərinin artıq məlum olduğunu düşünək. Əgər peyk 1 qəbuledicidən D1 məsafədədirsə, o zaman aydın olur ki, qəbuledicinin mövqeyi peyk 1-in mərkəz, radiusu isə D1 ilə formalaşan sferanın səthinin istənilən yerində ola bilər. qəbuledicidən ikinci peyk (Peyk 2) D2-dir, onda qəbuledicinin mövqeyi mərkəzlərdə müvafiq olaraq 1 və 2 peykləri ilə D1 və D2 radiuslu iki sferanın kəsişməsindən yaranan dairə ilə məhdudlaşdırıla bilər. Bu şəkildən , GPS Alıcısının mövqeyi kəsişmə dairəsindəki bir nöqtəyə qədər daraldıla bilər. Mövcud iki peykə GPS qəbuledicisindən D3 məsafəsi olan üçüncü peyki (peyk 3) əlavə etsək, onda qəbuledicinin yeri üç sferanın kəsişməsi ilə məhdudlaşır, yəni. İki nöqtədən biri. Real vaxtda, GPS Alıcısının iki mövqedən birində qeyri -müəyyənliyə sahib olması mümkün deyil. Bu, qəbuledicidən D4 məsafədə olan dördüncü peykin (Peyk 4) təqdim edilməsi ilə həll edilə bilər. Dördüncü peyk yalnız üç peyklə əvvəlcədən müəyyən edilmiş mümkün iki yerdən GPS Qəbuledicisinin yerini təyin edə biləcək. Beləliklə, real vaxt rejimində obyektin dəqiq yerini müəyyən etmək üçün minimum 4 peyk tələb olunur. Praktiki olaraq GPS Sistemi elə işləyir ki, Yer kürəsinin istənilən yerində yerləşən obyektə (GPS Qəbuledicisi) ən azı 6 peyk həmişə görünsün. GPS qəbulediciləri GPS həm mülki şəxslər, həm də hərbçilər tərəfindən istifadə olunur. Beləliklə, GPS qəbuledicilərinin növləri Mülki GPS Qəbuledicilərinə və Hərbi GPS Qəbuledicilərinə təsnif edilə bilər. Lakin təsnifatın standart üsulu qəbuledicinin aşkar edə bildiyi kodun növünə əsaslanır. Əsasən, GPS Peykinin ötürdüyü iki növ kod var: Kobud Alma Kodu (C/A Kodu) və P – Kod. İstehlakçı GPS Alıcı bölmələri yalnız C/A Kodunu aşkar edə bilər. Bu kod dəqiq deyil və buna görə də mülki yerləşdirmə sistemi Standart Mövqeləşdirmə Xidməti (SPS) adlanır. Digər tərəfdən P – Kod Hərbi Ordu tərəfindən istifadə olunur və yüksək dəqiqlikli koddur. Hərbçilər tərəfindən istifadə edilən yerləşdirmə sistemi Precise Positioning Service (PPS) adlanır. GPS Alıcıları, bu siqnalları deşifr etmə qabiliyyətinə görə təsnif edilə bilər. Ticarətdə mövcud olan GPS alıcılarını təsnif etməyin başqa bir yolu siqnal qəbul etmə qabiliyyətinə əsaslanır. Bu metoddan istifadə etməklə GPS qəbulediciləri aşağıdakılara bölünə bilər: Tək – Tezlik Kod QəbulediciləriTək – Tezlik Daşıyıcısı – Hamarlaşdırılmış Kod QəbulediciləriTək – Tezlik Kodu və Daşıyıcı Qəbuledicilərİkili – Tezlik Alıcıları Qlobal Yerləşdirmə Sisteminin (GPS) tətbiqləri GPS, Qlobal İnfrastrukturun mühüm hissəsinə çevrilmişdir. İnternetə bənzəyir. GPS müasir həyatın müxtəlif aspektlərinə yayılan geniş çeşidli proqramların inkişafında əsas element olmuşdur. Geniş miqyaslı istehsalın artması və komponentlərin miniatürləşdirilməsi GPS qəbuledicilərinin qiymətini aşağı saldı. GPS -in vacib rol oynadığı kiçik bir tətbiq siyahısı aşağıda verilmişdir. Müasir kənd təsərrüfatı GPS -in köməyi ilə istehsalda bir artım gördü. Fermerlər tarla sahəsi, orta məhsuldarlıq, yanacaq sərfiyyatı, qət edilən məsafə və s. haqqında dəqiq məlumat əldə etmək üçün müasir elektron cihazlarla yanaşı GPS Texnologiyasından da istifadə edirlər. Avtomobillər sahəsində avtomatlaşdırılmış idarə olunan nəqliyyat vasitələri sənaye və ya istehlak tətbiqlərində ən çox istifadə olunur. GPS bu avtomobilləri naviqasiya və yerləşdirmə imkanı verir. Vətəndaşlar naviqasiya məqsədi ilə GPS Alıcılarından istifadə edirlər. GPS qəbuledicisi xüsusi bir modul və ya cib telefonlarında və qol saatlarında quraşdırılmış bir modul ola bilər. Gəzinti, yol gəzintiləri, maşın sürmək və s. Əlavə xüsusiyyətlərə avtomobilin dəqiq vaxtı və sürəti daxildir. Yanğın və təcili yardım kimi fövqəladə hallar xidmətləri GPS vasitəsilə fəlakət yerinin dəqiq yerləşdirilməsindən faydalanır və vaxtında cavab verə bilir. Hərbi naviqasiya, hədəfin izlənilməsi, raket üçün yüksək dəqiqlikli GPS qəbuledicilərindən istifadə edir. rəhbərlik sistemləri və s. GPS-in istifadə olunduğu və ya gələcəkdə geniş istifadə sahəsinə malik olan çoxsaylı digər proqramlar var. Oxşar Yazılar: Simsiz Rabitə: Giriş, Növlər və TətbiqlərMultipleksator və Demultipleksator İnternetiniz niyə əlaqəni kəsməkdə davam edir? Daxili C proqramının əsasları MEMS Sensorları nədir?

Mesaj yaz 

Message siyahısı