Логотип АвтонавигаторАвтоНавигатор
МОНИТОРИНГ И ОХРАНА


Принцип работы навигационных систем

Неоспоримые преимущества GPS навигации


Понятие навигация (от лат.navigo плыву на корабле) можно перевести, как искусство управлять кораблем.
В древности не имея навигационных приборов управлять кораблем и вести его по нужному курсу действительно было искусством. Сегодня существует много приборов, для того чтобы облегчить работу мореплавателям. Ну а с развитием «сухопутной» навигации, каждый человек на планете Земля может видеть свое местоположение и ориентироваться на местности.
Что же такое спутниковая навигационная система GPS?Каким образом маленькая коробочка размером с мобильный телефон может определить свое местонахождение с точностью до нескольких метров, причем в любой точке планеты?
Принцип работы всех GPS-приемников одинаков. После включения и короткой самодиагностики GPS-приемник приступает к поиску сигналов спутников. Делается это по одному из трех алгоритмов. Если прибор хранился в выключенном состоянии долгое время или был перевезен на большое расстояние, то поиск спутников пойдет с чистого листа: приемнику снача-
ла придется обновить данные альманаха (грубые данные об орбитах всех спутников), а потом уже точные поправки к индивидуальным параметрам каждого из них (так называемый эфемерис). Такой режим носит название холодного старта и может продлиться довольно долго. Но после получасовой паузы в работе старт будет значительно более быстрым (теплым): используя пока еще свежий альманах, приемник просто дополнит его полученными данными эфемериса. И наконец, быст-
рее всего спутники будут найдены в режиме горячего старта после кратковременного отключения питания.
По конструктивному исполнению и назначению бытовые GPS-приемники условно подразделяются на три класса. К первому относятся компактные устройства или встраиваемые модули, не имеющие дисплеев и предназначенные для работы в тандеме с другой электронной аппаратурой например, с сотовым телефоном или с компьютером. Второй класс переносные или стационарные устройства, которые отображают на дисплее всю навигационную информацию (время, координаты, скорость, высоту, направление на точку, курс, азимут и т.д.) и позволяют прокладывать маршрут и сохранять введенные данные. И, наконец, третий класс GPS-аппаратуры образуют навигаторы, способные работать с картографической информацией встроенной или загружаемой. Причем в наиболее дорогих приборах предус-
мотрена возможность использования карт, записанных на флэш-носителях.
Сегодня технология GPS все больше завоёвывает популярность среди широкого круга людей разных профессий,рода деятельности и увлечений от “профессиональных” путешественников и людей, ведущих активный образ жизни до любителей рыбалки или просто автолюбителей. Этому существует простое объяснение:
 • Стоимость оборудования сегодня все более доступна и для людей разного уровня достатка.
 • Эксплуатация GPS навигации абсолютно бесплатна!
 • GPS навигация покрывает всю территорию Земли
Таким образом, сейчас любой человек, которому нужно знать, где он находится, как ему добраться до нужного места, с какой скоростью он движется и понять когда он доберется до цели, может все это легко узнать, воспользовавшись преимуществами которые предоставляет GPS.

Принцип работы

Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления возможности измерения времени распространяемого радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Все остальные параметры движения (скорость, курс, пройденное расстояние) вычисляются на основе измерения времени, которое объект затратил на перемещение между двумя или более точками с определёнными координатами.

В реальности работа системы происходит значительно сложнее. Ниже перечислены некоторые проблемы, требующие специальных технических приёмов по их решению:

  • Отсутствие атомных часов в большинстве навигационных приёмников. Этот недостаток обычно устраняется требованием получения информации не менее чем с трёх (2-мерная навигация при известной высоте) или четырёх (3-мерная навигация) спутников; (При наличии сигнала хотя бы с одного спутника можно определить текущее время с хорошей точностью).
  • Неоднородность гравитационного поля Земли, влияющая на орбиты спутников;
  • Неоднородность атмосферы, из-за которой скорость и направление распространения радиоволн может меняться в некоторых пределах;
  • Отражения сигналов от наземных объектов, что особенно заметно в городе;
  • Невозможность разместить на спутниках передатчики большой мощности, из-за чего приём их сигналов возможен только в прямой видимости на открытом воздухе.

Яндекс.Метрика

 

 


  Назад   Наверх