12 октября 2015

Видеокурс GPS

В настоящее время, наверное, уже невозможно представить себе судовой навигационный мостик без приемника глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС). И не только потому, что установка на судне этого приемника является обязательным требованием конвенции SOLAS Chapter V, но и потому что такие приемники повсеместно вошли в обиход нашей с вами жизни, можно сказать, что укоренились в ней.

Такие приемники установлены даже в современных мобильных телефонах, не говоря уже о наземном, воздушном и морском транспорте.  Одной из известнейших Глобальных навигационных спутниковых систем является GPS. Именно касательно этой навигационной спутниковой системы, вашему вниманию представляется видеокурс “GPS. Конечно же, можно согласиться, что информацию о GPS можно найти с лёгкостью в интернете, однако во многих случаях нет такого единого источника, где все бы описывалось достаточно полно и просто.

Целью данного видеокурса “GPS является простое и наглядное предоставление информации о системе GPS, которое будет полезно судоводителю. Данный курс не включает в себя рассмотрение какой-то определенной модели приемника GPS, здесь показаны состав и принцип работы системы GPS, ограничения и погрешности этой системы, а также другие интересные и полезные факты.

Приобрести видеокурс “GPS.

С наилучшими пожеланиями, Денис Штефуряк

Читать дальше

17 октября 2011

Что мы знаем о GPS (Global Position System)?

Здравствуйте дорогие друзья.

В этом посте, я бы хотел поговорить, о современных способах  определения места судна, а именно о GPS - Глобальной Системе Позиционирования. Тема довольно обширная, в одном посте не раскрыть. Начнем с малого, и если вам понравиться раскроем её пошагово.

Большинство людей, ошибочно путают  глобальную систему  позиционирования, с глобальной системой местоопеределения. Разница между первым и вторым, состоит только в том, что система позиционирования имеет более широкий профиль применения. А именно, она позволяет определять не только координаты места, но и вектор скорости движущегося объекта. В то время как система местоопределения дает нам только координаты. Давайте попробуем вспомнить, с чего все начиналось.

Идея создания космических систем навигации была реализована с пуском первого Советского искусственного спутника Земли (4-го октября 1957г). С этого момента, за разработку космических систем активно взялись ученые США. Их первыми разработками были системы типа Transit, Polaris. Предназначались исключительно в военных целях.

Создание глобальной системы позиционирования началось компанией Navstar (NAVigation System with Time and Ranging – Навигационная система на основе временных и дальномерных измерений). И уже в  феврале 1978 года, запустила на орбиту свой первый экспериментальный спутник. Шло время, система совершенствовалась. Но гражданское применение получила после катастрофы Корейского авиалайнера, сбитого в 1983г. над Курильскими островами. Как работает GPS?

Прежде всего, отметим, что  GPS является пассивной системой или вторичным оборудованием. Т.е. приемник принимает  сигналы со спутника, но ничего не передает.

Давайте рассмотрим главный принцип работы GPS.

Он основан на определении координат местоположения по расстояниям до группы спутников(3-4 спутника). Каждый приемник самостоятельно генерирует сигнал от спутника и сравнивает его с принятым сигналом. Эта разница называется задержкой сигнала. Она возникает в результате погрешности во времени между приемником и спутником. На каждом спутнике установлены атомные часы, позволяющие рассчитывать самое точное время. Это очень дорогостоящее удовольствие. Поэтому приемники не оснащаются такими часами. Если умножить время прохождения сигнала на скорость распространения радиоволн - получим расстояние от спутника до приемника. (Скорость распространения радиоволн в свободном пространстве равна скорости света в вакууме: с =  300 тыс. км/сек). Из чего состоит система?

GPS – состоит из трех сегментов: космического, наземного и пользовательского.

Космический сегмент – представляет из себя 32 средне-орбитальных спутника, из которых 24 - основные и 8 спутников в резерве. Спутники вращаются на 6 круговых орбитах, располагая по 4 спутника на орбиту. Плоскости орбит разнесены по долготе на 60 градусов. Наклон плоскости орбиты к плоскости экватора составляет 55 градусов, а расстояние от поверхности земли до спутника 20,2 тыс. км. Почему выбрана такая высота? Потому, что на такой высоте, период их обращения составляет 12 часов, т.е. половине звездных суток.

Наземный сегмент – состоит из 4-х станций наблюдения и контроля, расположенных на Гавайях, атолле Кваджелейнт (Kwajalein), островах Вознесения (Ascension Island) и Диего – Гарсия (Diego Garcia), а также на базе Falcon военно-воздушных сил США в Колорадо – Спрингс (Colorado Springs) она же является главной контрольной. Станции следят за спутниками, записывая всю информацию об их движении каждые 1,5 секунды, которая передается на главную командную станцию для корректировки орбит и навигационной информации.

Пользовательский сегмент – это приемники пользователей, которые обрабатывают принятые данные со спутника, рассчитывают координаты, скорости и время.

Завершая наземный сегмент, нельзя не упомянуть об одной очень важной детали. При определении координат, GPS использует всемирную геодезическую систему WGS84 (World Geodetic System - 1984). Для нас, мореплавателей, важно знать об этой особенности. Так как карты, на которых ведется прокладка курса, могут быть не приведены к этой системе. Если не обращать на это внимание и тупо переносить координаты снятые с приемника, все это может привести к необратимым последствиям.

На этом пожалуй, закончим пост. Старался как можно понятнее объяснить принцип работы. Если же вам понравилось, то обязательно разложим все по полочкам. Разберем подробно, как определяются координаты. Зачем нужны атомные часы или эталон времени. Что такое геоцентрические системы. В чем разница между SPS (Standart Positioning Service) и PPS (Precise Positioning Service). Для чего нужны каналы L1 и L2. Что влияет на точность измерения. EPE (Estimated Position Error). Что означают Эфемеридные данные и данные Альманаха. Любимый режим SA (Selective Availability). Факторы PDOP (Position Dilution Of Precision) и HDOP (Horizontal Dilution Of Precision). И многое другое.

Скажу сразу, что углубляться основательно в теорию радиотехники не будем. Все это разберем на уровне хорошей эксплуатации. Чтобы каждый из нас, понял, как все это работает. И в дальнейшем чувствовал себя уверенно, как настоящий профессионал своего дела.

С уважением, Алексей Мартынюк.

GPS
Читать дальше

18 мая 2011

Что такое GPS? И какая разница между GPS и DGPS?

Мы очень привыкли к тому, что на суда есть GPS приемники и, взглянув на него, мы всегда можем узнать позицию своего судна. Мы настолько привыкли к аббревиатуре «GPS», что она уже идет как основополагающая. Нам нужно поставить точку, вбить переход, посмотреть, сколько миль осталось до конечной или поворотной точки – всё через GPSку.

И всё меньше штурманов задумывается о том, как это работает. Что вообще такое GPS? Сколько спутников должно быть одновременно в пределах видимости, чтобы дать точную позицию? И какая разница между GPS и DGPS?

Договоримся так, что сейчас мы ответим кратко на поставленные вопросы. Так как полное описание этой системы растянет пост на несколько страниц. Итак, GPS (Global Positioning System) или Глобальная Система Позиционирования состоит из трех сегментов:  космического сегмента (спутники), контрольного сегмента (наземные станции) и пользовательского сегмента. Космический сегмент включает в себя 24 спутника (системы NAVSTAR и ГЛОНАСС). Контрольный сегмент "контролирует" GPS спутники, отслеживая их и обеспечивая правильной информацией об орбите и времени. Пользовательский сегмент в нашем случае – это GPS прибор и сам штурман.

Как это работает? GPS приемник определяет свое месторасположение путем нахождения расстояний до спутников. Расстояние от данного спутника равно скорости передаваемого сигнала, умноженной на время, необходимое сигналу, чтобы пройти от спутника до GPS навигатора (Скорость х Время прохождения сигнала = Расстояние). За скорость берется скорость света.

Сколько спутников должно быть в пределах видимости, и какая точность? Многие ошибочно считают, что трех спутников вполне достаточно для определения позиции судна. Это не так. Из-за того, что GPS навигаторы не включают в себя атомные часы и тем самым используют при расчетах «псевдорасстояние». А также из-за не идеальности поверхности Земли, для исключения погрешности необходимо, как минимум, 4 спутника. Но и их расположение относительно GPS приемника, тоже важно. Точность определения в таком случае будет до 12 метров.

Какая разница между GPS и DGPS? В DGPS, по сути, используется та же система GPS, только формируется дифференциальный сигнал (отсюда и первая буква «D»). DGPS включает в себя контролирующие станции, чего нет в GPS, в этом то и разница. Эти контролирующие станции располагаются на берегу и для них известны координаты. Думаю это понятно, так как они стационарные, не двигаются.

В этих станциях располагают GPS приемник, который принимает сигналы со спутников. Сравниваются полученные данные с фактическим расстоянием до спутников (из расчетов по известному местоположению). Их разницы и дадут нам ошибки спутниковых сигналов или «дифференциальную коррекцию». Рассчитанные результаты передаются на DGPS приемники и обеспечивают коррекцию GPS прибора в реальном времени. Точность DGPS обычно составляет до 5 метров

GPS
Читать дальше
Обновления на почту
Последние комментарии

Рекомендуем

Весь каталог

Draft Survey

Draft Survey

Видеокурс: 8 уроков

Видеокурс

Автор: Станислав Сорока

КУПИТЬ 250,00 грн.

Контейнеры

Контейнеры

Видеокурс: 14 уроков

Автор: Валерий Гусев

КУПИТЬ 200,00 грн.