GPS

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 1. januar 2021; checks kræver 43 redigeringer .
GPS
Globalt positionerings system
Oprindelsesland
Operatør AFSPC
Ansøgning militær, civil
Status udnyttelse
Belægning global
Nøjagtighed ⩽7,8 m (typisk omkring 0,715 m) [1]
konstellation af satellitter
Påkrævet 24
I kredsløb 32
Første start februar 1978
Samlede lanceringer 72
Kredsløb
Type medium høj
Højde 20.180 km
Andet
Internet side gps.gov
 Mediefiler på Wikimedia Commons

GPS ( eng.  Global Positioning System  - et globalt positioneringssystem, læst af JP Es, også GPS (global positioning system) - et satellitnavigationssystem, der giver afstand, tidsmåling og bestemmer placeringen i WGS 84 verdenskoordinatsystemet . Giver dig mulighed for at bestemme i næsten ethvert vejrplacering hvor som helst på Jorden (undtagen polarområderne) og nær-jordens rum Systemet blev udviklet, implementeret og drevet af det amerikanske forsvarsministerium , mens det i øjeblikket er tilgængeligt til civil brug - du behøver kun en navigator eller anden enhed (for eksempel en smartphone) med GPS - modtager.

Det grundlæggende princip for at bruge systemet er at bestemme placeringen ved at måle tidspunkterne for modtagelse af et synkroniseret signal fra navigationssatellitter af forbrugerens antenne. For at bestemme tredimensionelle koordinater skal en GPS-modtager have fire ligninger: "Afstanden er lig med produktet af lysets hastighed og forskellen mellem tidspunktet for signalmodtagelse fra forbrugeren og tidspunktet for dens synkrone stråling fra satellitter ": .

Her:

 er radiusvektoren for den th satellit,  er tidspunktet for signalmodtagelse fra den -te satellit i henhold til forbrugerens ur,  - ukendt tidspunkt for synkron signaludsendelse fra alle satellitter i henhold til forbrugerens ur,  er lysets hastighed,  — ukendt radius-vektor for forbrugeren.

Historie

Ideen om at skabe satellitnavigation blev født tilbage i 1950'erne (et teknisk system analogt med GPS blev først beskrevet i Ernst Jungers kvasi-fantastiske roman Heliopolis, udgivet i 1949 ). I det øjeblik, hvor den første kunstige jordsatellit blev opsendt i USSR , observerede amerikanske videnskabsmænd ledet af Richard Kershner signalet fra den sovjetiske satellit og fandt ud af, at frekvensen af ​​det modtagne signal stiger på grund af Doppler-effekten , når satellitten nærmer sig og aftager, når den bevæger sig væk. Essensen af ​​opdagelsen var, at hvis du kender præcis dine koordinater på Jorden, så bliver det muligt at måle satellittens position og hastighed, og omvendt, ved at kende den nøjagtige position af satellitten, kan du bestemme din egen hastighed og koordinater [2] .

En vigtig milepæl på vejen til skabelsen af ​​et interspecifikt satellitnavigationssystem til de væbnede styrker var opsendelsen af ​​satellitter under Timation -programmet i lav kredsløb om Jorden . Arbejdet med Timation-programmet begyndte på Central Naval Laboratory i 1964. Programmet blev iværksat af flåden til egne behov, og på det tidspunkt var der ikke tale om at skabe et enkelt system for alle typer af væbnede styrker [3] .

I 1973 blev programmet "DNSS" påbegyndt, senere omdøbt til "NavSTaR" (Navigation Satellite Timing and Ranging - Tid og rækkevidde for navigationssatellitten). Satellitter under NavStar-programmet blev opsendt meget højere, i medium kredsløb om jorden . Programmet fik sit moderne navn "GPS" i december 1973 [3] [4] .

US Navy Navigation Satellites (1967-1981)
Satellit T-1 T-2 NTS-1 NTS-2 NTS-3
Frokost aftale 31. maj 1967 30. september 1969 14. juli 1974 23. juni 1977 marts 1981
Kredsløb lav Jord medium nær jorden lanceringen mislykkedes
Højde ( km ) 920 920 13 620 20 200
Hældning ( grader ) 70 70 125 63,6
Excentricitet 0,001 0,002 0,007 0,0004
Vægt ( kg ) 39 57 295 440 490
Effekt (W) 6 atten 125 400 450
frekvensområde UHF VHF / UHF UHF / L UHF / L 1 / L 2 UHF / L 1 / L 2
Signalgenerator
(arbejdsmateriale)		 kvarts kvarts kvarts / rubidium kvarts / cæsium cæsium / brint maser
Coef. nedrivning ( 10-13
/ dag )		 300 100 5…10 ( 7) 1…2 ( 1,5) 0,1
Kilder til information


I skabelsen af ​​et interspecifikt satellitnavigationssystem i 1970'erne deltog tre hovedgrene af de amerikanske væbnede styrker : Navy , Air Force og Army . I dette forfulgte de følgende mål: [3]

Satellitnavigation og topografisk referenceudstyr (GPS-modtager, koordinatudgangsenheder og ballistiske computere) var beregnet til at blive placeret på skibe og ubåde, der transporterede krydstogt- og ballistiske missiler, på kampvogne og pansrede køretøjer , operationelle-taktiske missilsystemer , selvkørende artilleriophæng og bugserede artillerikanoner , samt andre prøver af militært udstyr [5] .

Offentlige og private forsknings- og videnskabelige produktionsinstitutioner var involveret i oprettelsen af ​​systemet:

Liste over involverede strukturer [6] Etablissementer fra den amerikanske flåde United States Air Force-etablissementer US Army-etablissementer Private forsknings- og produktionsinstitutioner af kommercielle strukturer

Efterfølgende var de førende private entreprenører til NAVSTAR/GPS-programmet General Electric i Valley Forge , Pennsylvania og Rockwell International i Seal Beach , Californien [5] .

I de højeste magtlag var bureaukratiets holdning til den innovation, der udvikles, temmelig skeptisk, eftersom signalafkodning ikke var et problem for radioaflytningsfaciliteterne i USSR, Kina og andre staters væbnede styrker [7] .

Den første NavStar-satellit blev opsendt den 14. juli 1974. Opsendelsen af ​​den sovjetiske GLONASS -satellit i 1982 fik den amerikanske kongres til at bevilge penge og fremskynde arbejdet. Der var en kold krig, våbenkapløbet tog fart. I 1983 begyndte et intensivt arbejde med at skabe GPS, og den sidste af alle 24 satellitter, der var nødvendige for fuldstændigt at dække jordens overflade, blev sendt i kredsløb i 1993, og GPS kom i brug. Det blev muligt at bruge GPS til præcist at målrette missiler til stationære og derefter bevægelige objekter i luften og på jorden.

I første omgang blev det globale positioneringssystem udviklet som et rent militært projekt (for det første blev dette gjort med henblik på at opretholde hemmeligholdelse, og for det andet så kommercielle strukturer ikke store udbytter i dette projekt for udsigten til at bringe et softwareprodukt til den civile marked for varer og tjenester, og i For det tredje tillod mængden af ​​militære ordrer entreprenører ikke at tænke på funktionalitet med dobbelt anvendelse). Men efter et Korean Airlines fly KE007, en civil Boeing 747 , der endte i sovjetisk luftrum , blev skudt ned nær Sakhalin Island i 1983 , og da besætningens desorientering i rummet blev nævnt som årsagen, lovede den amerikanske præsident Ronald Reagan at tillade brug af navigationssystem til civile formål på verdensplan [8] . For at undgå militær brug af systemet blev nøjagtigheden reduceret med en speciel algoritme.[ afklare ]

Derefter dukkede oplysninger op om, at nogle virksomheder havde dechifreret algoritmen til at reducere nøjagtigheden ved L1-frekvensen og med succes kompenserede for denne komponent af fejlen. I 2000 annullerede den amerikanske præsident Bill Clinton [9] denne ru mere nøjagtighed ved sit dekret .

Teknisk implementering

satellitter
Blok
Lanceringsperiode _		 Satellit opsendelser Arbejder
nu

(pr. 18/10/2022)

I
reserve
Under vedligeholdelse
alle
_		 Vellykket
_		 mislykket
_		 Gør
klar		 Planlagt
_
jeg 1978-1985 elleve ti en 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 en 0 0 7 0 0
IIR-M 2005-2009 otte otte 0 0 0 7 0 en
IIF 2010-2016 12 12 0 0 0 12 0 0
III 2018-2023 5 5 0 0 otte 5 0 0
IIIF 2025—2034 0 0 0 0 22 0 0 0
i alt 74 72 2 0 tredive 31 7 en
(Sidste dataopdatering: 17. juni 2020)

For detaljer, se Liste over GPS-satellitlanceringer

GPS består af tre hovedsegmenter: rum, kontrol og bruger [10] . GPS-satellitter udsender et signal fra rummet, og alle GPS-modtagere bruger dette signal til at beregne deres position i rummet i tre koordinater i realtid.

Rumsegmentet består af 32 satellitter, der kredser om jorden.

Fra den 7. april 2020 er 31 rumfartøjer (SC) brugt til deres tilsigtede formål. På stadiet med at introducere 0 rumfartøjer i systemet, blev 1 rumfartøj taget ud til vedligeholdelse.

Fra den 5. juli 2021 er 32 rumfartøjer brugt til deres tilsigtede formål.

Kontrolsegmentet består af en hovedkontrolstation og flere yderligere stationer [11] samt jordbaserede antenner og overvågningsstationer, nogle af de nævnte ressourcer deles med andre projekter.

Brugersegmentet er repræsenteret af GPS-modtagere drevet af offentlige institutioner og hundredvis af millioner af modtagere, der ejes af almindelige brugere.

Rumsatellitter

Satellitbaner

Satellitkonstellationen i NAVSTAR-systemet drejer rundt om Jorden i cirkulære baner med samme højde og omdrejningsperiode for alle satellitter. En cirkulær bane med en højde på omkring 20.200 km (omløbsradius på omkring 26.600 km ) er en daglig multiplicitetsbane med en omløbsperiode på 11 timer og 58 minutter; således foretager satellitten to kredsløb om Jorden på én siderisk dag ( 23 timer 56 minutter ). Det vil sige, at tiden mellem to på hinanden følgende passager af det samme punkt på jordens overflade med et sub-satellitpunkt er omtrent lig med 23 timer 56 minutter.

Orbitalhældningen (55°) er også fælles for alle satellitter i systemet. Den eneste forskel i satellitternes kredsløb er længdegraden af ​​den opstigende knude, eller det punkt, hvor planet for satellittens kredsløb skærer ækvator: disse punkter er cirka 60 grader fra hinanden . På trods af de samme (bortset fra længdegraden af ​​den stigende node ) kredsløbsparametre drejer satellitterne således rundt om Jorden i seks forskellige planer, 4 enheder i hver.

RF-karakteristika

Satellitter udsender åbne til brugssignaler i områderne: L1 = 1575,42 MHz og L2 = 1227,60 MHz (startende fra blok IIR-M), og IIF-modeller udsender også med en frekvens på L5 = 1176,45 MHz . Disse frekvenser er den 154., 120. og 115. harmoniske af grundfrekvensen 10,23 MHz , henholdsvis genereret af satellittens indbyggede atomur med en daglig ustabilitet på ikke værre end 10 −13 ; samtidig forskydes frekvensen af ​​atomuret til en værdi på 10,229 999 995 43 MHz for at kompensere for det relativistiske skift på grund af satellittens bevægelse i forhold til jordobservatøren og forskellen i satellittens gravitationspotentialer og observatøren på Jordens overflade (se Tid for satellitnavigationssystemer ) [12] . Navigationsinformation kan modtages af en antenne (normalt i synsvidde til satellitterne) og behandles ved hjælp af en GPS-modtager .

Standardpræcisionskodesignalet (C/A-kode - BPSK (1)-modulation) transmitteret i L1-båndet (og L2C-signalet (BPSK-modulation) i L2-båndet startende med IIR-M-enheder) distribueres uden brugsbegrænsninger. Oprindeligt brugt på L1, har kunstig signalforstørrelse (selektiv adgangstilstand - S/A) været deaktiveret siden maj 2000. Siden 2007 har USA endelig opgivet teknikken med kunstig groft. Det er planlagt at introducere et nyt L1C-signal (BOC (1,1)-modulation) i L1-båndet med lanceringen af ​​Block III-enheder. Det vil have bagudkompatibilitet, forbedret stifølgefunktion og er mere kompatibelt med L1-signalerne fra det europæiske Galileo -satellitpositioneringssystem .

For militære brugere er signaler i L1 / L2-båndene yderligere tilgængelige, moduleret af en støjbestandig krypto-resistent P (Y)-kode (BPSK (10)-modulation). Startende med IIR-M enheder blev en ny M-kode sat i drift (modulation BOC (10, 5) anvendes). Anvendelsen af ​​M-koden gør det muligt at sikre systemets funktion inden for rammerne af Navwar-konceptet (navigationskrig). M-koden transmitteres på de eksisterende frekvenser L1 og L2. Dette signal har øget støjimmunitet, og det er tilstrækkeligt til at bestemme de nøjagtige koordinater (i tilfælde af P-koden var det også nødvendigt at opnå C / A-koden). Et andet træk ved M-koden vil være muligheden for at transmittere den til et specifikt område med en diameter på flere hundrede kilometer, hvor signalstyrken vil være 20 decibel højere. Det konventionelle M-signal er allerede tilgængeligt på IIR-M-satellitter, mens den smalle stråle kun vil være tilgængelig på GPS-III-satellitter.

Med opsendelsen af ​​IIF-bloksatellitten blev en ny frekvens L5 ( 1176,45 MHz ) introduceret. Dette signal kaldes også livssikkerhed ( beskyttelse af menneskeliv). L5-signalet er 3 decibel stærkere end det civile signal og har en båndbredde 10 gange bredere. Signalet kan bruges i kritiske situationer forbundet med en trussel mod menneskeliv. Det fulde signal vil blive brugt efter 2014.

Signaler moduleres af pseudo-tilfældige sekvenser (PRN - Pseudorandom Noise) af to typer: C / A-kode og P-kode. C/A (Klar adgang) - en offentlig kode - er en PRN med en gentagelsesperiode på 1023 cyklusser og en pulsgentagelseshastighed på 1,023 MHz . Det er med denne kode, at alle civile GPS-modtagere fungerer. P (Beskyttet/præcis)-kode bruges i systemer, der er lukket til almindelig brug, dens gentagelsesperiode er 2·10 14 cyklusser . P-kode modulerede signaler transmitteres på to frekvenser: L1 = 1575,42 MHz og L2 = 1227,6 MHz . C/A-koden transmitteres kun på L1-frekvensen. Transportøren er udover PRN-koder også moduleret med en navigationsmeddelelse.

Satellit type GPS II GPS-IIA GPS-IIR GPS IIRM GPS-IIF GPS III
Vægt, kg 885 1500 2000 2000 2170
Levetid, år 7.5 7.5 ti ti femten
Tidsreference ombord Cs Cs Rb Rb Rb+Cs
Inter -satellit
kommunikation		 − + + + +
Autonomt
arbejde, dage		 fjorten 180 180 180 >60
Strålingsbeskyttelse
_		 − − + + +
Antenne − − forbedret forbedret forbedret

On-orbit tunability og luftbåren
sendereffekt		 + + ++ +++ ++++
navigationssignal
_		 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 satellitter sikrer, at systemet er fuldt funktionsdygtigt overalt i verden, men kan ikke altid give pålidelig modtagelse og god positionsberegning. Derfor, for at øge positioneringsnøjagtigheden og reserven i tilfælde af fejl, opretholdes det samlede antal satellitter i kredsløb i et større antal (32 satellitter i september 2018).

Jordkontrolstationer i rumsegmentet

Orbiterne overvåges af hovedkontrolstationen og 10 sporingsstationer. Hovedstationen ligger ved Falcon Air Force Base, Colorado . Resten af ​​sporingsstationerne er placeret på amerikanske militærbaser i Colorado Springs på øerne Hawaii , Ascension , Diego Garcia , Kwajelein . Stationer på Ascension Island , Diego Garcia , Kwajelein er i stand til at sende korrektionsdata til satellitter i form af radiosignaler med en frekvens på 2000-4000 MHz . Den seneste generation af satellitter distribuerer de modtagne data blandt andre satellitter [13] .

Anvendelse af GPS

På trods af at GPS-projektet oprindeligt var rettet mod militære formål, er GPS i dag meget brugt til civile formål. GPS-modtagere sælges i mange elektronikbutikker og er indbygget i mobiltelefoner , smartphones , armbåndsure , PDA'er og onboardere . Forbrugerne tilbydes også forskellige enheder og softwareprodukter, der giver dem mulighed for at se deres placering på et elektronisk kort; have evnen til at lægge ruter under hensyntagen til vejskilte, tilladte sving og endda trafikpropper; søg på kortet efter specifikke huse og gader, attraktioner, cafeer, hospitaler, tankstationer og anden infrastruktur.

  • Geodesi : Ved hjælp af GPS bestemmes de nøjagtige koordinater for punkter og landegrænser.
  • Kartografi : GPS bruges i civil og militær kartografi.
  • Navigation : Ved hjælp af GPS udføres både sø- og vejnavigation.
  • Satellitovervågning af transport : ved hjælp af GPS overvåges bilernes position, hastighed, og deres bevægelse kontrolleres.
  • Cellular : De første mobiltelefoner med GPS dukkede op i 90'erne. I nogle lande, f.eks. USA, bruges GPS til hurtigt at lokalisere en person, der ringer til 911 -alarmnummeret . I Rusland i 2010 blev et lignende projekt ERA-GLONASS lanceret .
  • Tektonik , Pladetektonik : GPS bruges til at overvåge pladebevægelser og svingninger [14] .
  • Udendørs aktiviteter : Der er forskellige spil, der bruger GPS, såsom geocaching osv.
  • Geotagging : information, såsom fotografier, "vedhæftes" til koordinater ved hjælp af indbyggede eller eksterne GPS-modtagere.

Der har været forslag om at integrere Iridium- og GPS-systemer.

Nøjagtighed

Komponenterne, der påvirker fejlen for en satellit ved måling af pseudoafstand, er angivet nedenfor [15] :

Fejlkilde RMS
fejl, m
Generator ustabilitet 6.5
Forsinkelse i udstyr om bord 1.0
Usikkerheden for satellittens rumlige position 2.0
Andre rumsegmentfejl 1.0
Ephemeris unøjagtighed 8.2
Andre jordsegmentfejl 1.8
Ionosfærisk forsinkelse 4.5
Troposfærisk forsinkelse 3.9
Modtagerstøjfejl 2.9
multipath 2.4
Andre brugersegmentfejl 1.0
Total fejl 13.1

Den samlede fejl i dette tilfælde er ikke lig med summen af ​​komponenterne, men tilføjes kvadratisk: da fejlens komponenter betragtes som uafhængige.

Korrelationskoefficienten for fejlene fra to tilstødende GPS-modtagere (når de arbejder i kodetilstand) er 0,15-0,4, afhængigt af signal-støj-forholdet. Jo større signal-til-støj-forhold , jo større er korrelationen. Når du skygger nogle af satellitterne og reflekterer signalet igen, kan korrelationen falde til nul og endda negative værdier. Fejlkorrelationskoefficienten afhænger også af den geometriske faktor. Ved PDOP < 1,5 kan korrelationen nå 0,7. Fordi GPS-fejl består af mange komponenter, kan den ikke repræsenteres som normal hvid støj . Ifølge fordelingens form er fejlen summen af ​​normalfejlen, taget med en koefficient på 0,6–0,8, og fejlen med Laplace-fordelingen med en koefficient på 0,2–0,4. Autokorrelationen af ​​den samlede GPS-fejl falder til 0,5 inden for cirka 10 sekunder [16] .

Den typiske nøjagtighed for moderne GPS-modtagere i det vandrette plan er omkring 6-8 meter med god satellitsynlighed og brug af korrektionsalgoritmer . I USA, Canada, Japan, Kina, EU og Indien er der stationer WAAS , EGNOS , MSAS , osv., der sender korrektioner for differentialtilstanden, hvilket reducerer fejlen til 1-2 meter i disse lande. Ved brug af mere komplekse differentialtilstande kan nøjagtigheden af ​​bestemmelsen af ​​koordinaterne øges til 10 cm . Nøjagtigheden af ​​enhver SNS afhænger stærkt af rummets åbenhed, af højden af ​​satellitterne, der bruges over horisonten.

Fra og med 2010 opsendes GPS IIF-versionen af ​​rumsatellitterne, som giver meget højere positionsnøjagtighed. Hvis GPS IIA / IIR / IIR-M-enhederne har en fejl på 6 meter , er det ved hjælp af nye satellitter muligt at bestemme placeringen med en fejl på ikke mere end 60-90 cm . Den forbedrede nøjagtighed af den nye generation af GPS-satellitter er muliggjort ved brug af mere nøjagtige atomure . Fordi satellitter rejser med omkring 14.000 km/t ( 3.874 km/s ) ( cirkulær hastighed ved 20.200 km ), er det afgørende for trilateration at forbedre tidsnøjagtigheden selv i det sjette ciffer .

Det var oprindeligt planlagt at opsende 33 nye generationers satellitter, men på grund af tekniske problemer blev starten på opsendelsen udskudt fra 2006 til 2010, og antallet af satellitter blev reduceret fra 33 til 12. Fra september 2018 var alle 12 satellitter fra kl. den nye version blev sat i kredsløb: GPS IIF SV -1 (lanceret 28. maj 2010), GPS IIF-2 (lanceret 16. juli 2011), GPS IIF-3 (lanceret 4. oktober 2012), GPS IIF-4 ( lanceret 15. maj 2013), GPS IIF-5 (lanceret 21. februar 2014), GPS IIF-6 (lanceret 17. maj 2014), GPS IIF-7 (lanceret 2. august 2014 ), ...GPS IIF-8 (lanceret 29. oktober 2014), GPS IIF-9 (lanceret 25. marts 2015), GPS IIF-10 (lanceret 15. juli 2015), GPS IIF-11 (lanceret 30. oktober 2015), GPS IIF-12 (lanceret 5. februar 2016).

Men selv en nøjagtighed på 10 cm er ikke nok til en række geodæsiopgaver, især til at binde grænserne for tilstødende jordlodder til terrænet. Med en fejl på 10 cm kan arealet af et plot på 600 m² falde eller stige med 10 m² . I øjeblikket bruges GPS-modtagere i RTK -tilstand i stigende grad til geodætisk arbejde . I denne tilstand modtager modtageren både et signal fra satellitter og signaler fra jordbasestationer. RTK-tilstanden giver realtidsnøjagtighed i størrelsesordenen 1 cm vandret og 2 cm lodret.

Ulemper

En almindelig ulempe ved at bruge et hvilket som helst radionavigationssystem er , at signalet under visse forhold muligvis ikke når modtageren eller kan ankomme med betydelig forvrængning eller forsinkelse. For eksempel er det næsten umuligt at bestemme din nøjagtige placering i dybden af ​​en lejlighed inde i en armeret betonbygning, i en kælder eller i en tunnel, selv med professionelle geodætiske modtagere. Da GPS'ens driftsfrekvens ligger i decimeterområdet for radiobølger, kan signalniveauet fra satellitter blive alvorligt reduceret under tæt løv af træer eller på grund af meget tunge skyer. Normal modtagelse af GPS-signaler kan blive beskadiget af interferens fra mange jordbaserede radiokilder såvel som (i sjældne tilfælde) fra magnetiske storme eller bevidst skabt af "jammere" (denne metode til at håndtere satellitbilalarmer bruges ofte af biltyve) . GPS jamming er blevet brugt effektivt til at modvirke krydsermissilstyring under amerikanske og britiske operationer i Irak og NATO's "Resolute Force" i Forbundsrepublikken Jugoslavien. Dette førte til selvdestruktion af krydsermissiler, såvel som til deres unormale flyvning langs en uautoriseret bane [17] . Det er mere effektivt at udføre satellitnavigationsopgaver under vanskelige interferensforhold ved hjælp af digitale antennearrays i GPS-systemet , som sikrer dannelsen af ​​"nuller" i antennesystemets strålingsmønster i retninger til kilder med aktiv interferens [17] .

Den lave hældning af GPS-baner (ca. 55°) forringer alvorligt nøjagtigheden i de cirkumpolære områder af Jorden, da GPS-satellitter ikke hæver sig højt over horisonten, som følge heraf er der en stor luftmasse på sigtelinjen , som samt mulige genstande nær horisonten (bygninger, bjerge osv.) .). Fejlene ved bestemmelse af pseudorækkevidden introduceret af ionosfæren og troposfæren for en satellit i zenit er henholdsvis 1 m og 2,3 m , mens disse værdier for en satellit over horisonten kan nå 100 m og 10 m , henholdsvis.

GPS er implementeret og betjent af det amerikanske forsvarsministerium , og derfor er der fuldstændig afhængighed af dette agentur for at andre brugere kan modtage et nøjagtigt GPS-signal.

Kronologi

1973 Beslutning om at udvikle et satellitnavigationssystem
1974-1979 System test
1977 Modtagelse af et signal fra en jordstation, der simulerer en systemsatellit
1978-1985 Opsendelse af elleve satellitter i den første gruppe (blok I)
1979 Reduktion af programfinansiering. Beslutningen om at opsende 18 satellitter i stedet for de planlagte 24.
1980 I forbindelse med beslutningen om at indskrænke programmet for brug af Vela -satellitter til sporing af atomeksplosioner, blev det besluttet at tildele disse funktioner til GPS-satellitter. Lancering af de første satellitter udstyret med sensorer til detektering af nukleare eksplosioner.
1980-1982 Yderligere nedskæringer i programmets finansiering
1983 Efter døden af ​​et koreansk flyselskab , der blev skudt ned over USSR's territorium, blev der truffet en beslutning om at give et signal til civile tjenester
1986 Døden af ​​rumfærgen "Challenger" suspenderede udviklingen af ​​programmet, da det var planlagt at bruge rumfærgerne til at sende en anden gruppe satellitter i kredsløb. Som følge heraf blev Delta løfteraket valgt som hovedkøretøjet.
1988 Beslutningen om at udsende en orbital konstellation af 24 satellitter. 18 satellitter er ikke i stand til at sikre, at systemet fungerer gnidningsløst.
1989 Aktivering af satellitter i den anden gruppe
1990-1991 Midlertidig nedlukning af SA ( eng.  selektiv tilgængelighed  - kunstigt skabt til uautoriserede brugere, der runder lokationen til 100 meter) på grund af krigen i Den Persiske Golf og manglen på militære modeller af modtagere. Inkorporering af SA den 1. juni 1991.
12/08/1993 Indledende meddelelse om operationel kapacitet .  Samme år blev der truffet en endelig beslutning om at give et signal til fri afbenyttelse til offentlige myndigheder og enkeltpersoner.
1994 Satellitkonstellation afsluttet
27/04/1995 Fuld systemberedskab [18] ( engelsk  fuld operationel kapacitet )
05/01/2000 Deaktivering af SA for civile brugere, så detektionsnøjagtigheden steg fra 100 til 20 meter
26/06/2004 Underskrivelse af en fælles erklæring om komplementaritet og interoperabilitet mellem Galileo og GPS
december 2006 Russisk-amerikanske forhandlinger om samarbejde inden for sikring af komplementariteten mellem rumnavigationssystemer GLONASS og GPS.

Nuværende tilstand

Sammensætningen af ​​GPS-rumnavigationssystemet den 13. september 2021 [19] :

Samlet GPS: 32 rumfartøjer

  • Brugt til deres tilsigtede formål: 31 rumfartøjer
  • Midlertidigt trukket tilbage for vedligeholdelse: 1 rumfartøj
  • På nedlukningsstadiet: 0 rumfartøjer

Noter

  1. ↑ GPS.gov: GPS-nøjagtighed . Hentet 21. oktober 2019. Arkiveret fra originalen 4. januar 2018.
  2. ↑ Dan Cho. rum tracker. De tidligste satellitobservatørers ideer førte til GPS (utilgængeligt link) . Teknologianmeldelse (2004-12-1). Hentet: 2012=12-14. Arkiveret fra originalen den 5. januar 2013. 
  3. ↑ 1 2 3 Erklæring fra Cmdr. AE Fiore, US Navy . / Hearings on Military Posture and HR 3689, April 11, 1975. - Washington, DC: US ​​​​Government Printing Office, 1975. - P. 5207-5212 - 5324 s.
  4. ↑ GPS-løb: Rusland mangler satellitter / R&D.CNews . Hentet 2. januar 2020. Arkiveret fra originalen 2. januar 2020.
  5. ↑ 1 2 Programanskaffelsesomkostninger efter våbensystem. Forsvarsministeriets budget for regnskabsåret 1993 Arkiveret 25. februar 2017 på Wayback Machine . - 29. januar 1992. - S. 116-124 s.
  6. ↑ Udtalelse af Lt. Col. Leonard R. Kruczynski, USAF, GPS Yuma Test Force . / Hearings on Military Posture and HR 3689, 11. april 1975. - Washington, DC: US ​​​​Government Printing Office, 1975. - P. 5204, 5213, 5214 - 5324 s.
  7. ↑ Udtalelse af Col. Brad Parkinson, USAF, GPS-programleder . / Hearings on Military Posture and HR 3689, April 11, 1975. - Washington, DC: US ​​​​Government Printing Office, 1975. - S. 5212 - 5324 s.
  8. ↑ USA opdaterer Global Positioning System Technology
  9. ↑ GPS-løb: Rusland mangler satellitter Arkiveret 26. juni 2015. , cnews.ru, 4. juni 2003
  10. ↑ John Pike. GPS III Operational Control Segment (OCX) . Globalsecurity.org. Hentet 8. december 2009. Arkiveret fra originalen 7. september 2009.
  11. ↑ GPS-kontrolsegmentkort . gps.gov. Hentet 15. maj 2014. Arkiveret fra originalen 17. maj 2014.
  12. ↑ Samama N. Global positionering: teknologier og ydeevne . - John Wiley & Sons, 2008. - ISBN 0-470-24190-X . Arkiveret 22. september 2020 på Wayback Machine
  13. ↑ Principper for drift af GPS-systemet og dets brug (utilgængeligt link) . loi.sscc.ru. Hentet 25. september 2019. Arkiveret fra originalen 2. oktober 2019. 
  14. ↑ GPS-tidsserie (utilgængeligt link) . Hentet 26. november 2011. Arkiveret fra originalen 22. august 2011. 
  15. ↑ Anuchin O.N., Emelyantsev G.I. Integrerede orienteringssystemer til marine objekter i bevægelse / Ed. V. G. Peshekhonov. - 2. udg. - Sankt Petersborg. : Statens videnskabelige center i Den Russiske Føderation-TsNII "Elektropribor", 2003. - S. 160-161. - 390 s. — ISBN 5-900780-47-3 .
  16. ↑ Gorbachev A. Yu. Matematisk model af GPS-fejl  // Luftfartsinstrumentering. - M.: NAUCHTEHLITIZDAT, 2010. - Nr. 5 .
  17. ↑ 1 2 Slyusar V. I. Digitale antenneopstillinger. Løsninger på GPS-problemer  // Elektronik: videnskab, teknologi, forretning. - 2009. - Udgave. 1 . - S. 74-78 . Arkiveret fra originalen den 22. december 2018.
  18. ↑ Space Force markerer 25 års GPS Arkiveret 5. maj 2020 ved Wayback Machine -jubilæumsnotatet på US Army Corps of Engineers hjemmeside
  19. ↑ TRIMBLE GNSS-planlægning online . Arkiveret fra originalen den 13. september 2021.

Litteratur

  • Alexandrov I. Rumradionavigationssystem NAVSTAR  // Foreign Military Review. - M. , 1995. - Nr. 5 . - S. 52-63 . — ISSN 0134-921X .
  • Kozlovsky E. Kunsten at positionere  // Jorden rundt . - M. , 2006. - Nr. 12 (2795) . - S. 204-280 .
  • Shebshaevich V. S. , Dmitriev P. P., Ivantsev N. V. et al. Network satellit radio navigation systems / red. V. S. Shebshaevich. - 2. udg., revideret. og yderligere - M . : Radio og kommunikation, 1993. - 408 s. - ISBN 5-256-00174-4 .

Links

Officielle dokumenter og specifikationer Jobforklaringer Kompatibilitet med Gallileo og GLONASS Diverse
 Navigationssystemer _
Satellit
historisk
Aktuel global
Nuværende regional
Jord
Differentielle korrektionssystemer