Система навигации Navstar GPS

Система навигации Navstar GPS Навигаторы

На сегодняшний день полноценно функционирует несколько спутниковых навигационных систем (СНС). Например, широкое применение нашла российская разработка ГЛОНАСС. Отдельного внимания заслуживает и навигация NAVSTAR GPS. Стоит рассмотреть ее устройство и основные сферы применения.

Американская навигационная система NAVSTAR GPS

NAVSTAR GPS система – это разработка ученых США, позволяющая определить координаты объекта на любом участке земного шара. Изначально навигация использовалась только в Министерстве обороны, но сейчас доступна всем гражданам.

История создания

Впервые о создании СРНС заговорили еще в пятидесятых годах прошлого столетия. Тогда в СССР запустили в космос искусственный спутник. Ученые наблюдали за исходящим от него сигналом и выявили один интересный факт. Оказалось, что за счет эффекта Доплера происходит увеличение частоты сигнала в момент его приближения к спутнику. Когда же он отдаляется, наблюдается понижение.

Ученые США выявили, что если известны собственные координаты, то можно определить положение спутника. Если получить эти сведения, удастся узнать местонахождение объекта на Земле. Эта информация была взята за основу. Правда, реализовать задуманное удалось только через двадцать лет.

Тестовый спутник вывели на орбиту в 1974 году. Использовать GPS в «Навстаре» стали только через 6 лет, и то частично. Полностью система оказалась готовой к эксплуатации в 1994 г. В последнее время она начала использоваться не только военными, но и гражданскими.

Предназначение

NAVSTAR предназначен для определения координат интересующих объектов. Изначально его использовали исключительно в военных целях, сейчас же GPS-модули есть в обычных навигаторах. С их помощью удается узнать местонахождение людей и транспорта.

NAVSTAR предназначен для определения координат интересующих объектов

Устройство системы

Чтобы «Навстар» мог полноценно работать, ученые предусмотрели несколько составных элементов. Система включает в себя космический, пользовательский и управляющий сегменты.

Космический сегмент

В КРНС входят космодром и орбитальная группировка спутников. Они выполняют следующие задачи:

  • хранение и прием информации;
  • поддержка точного времени;
  • передача сигналов и сведений.

В созвездие входит 24 спутника. Основные их характеристики представлены в таблице.

Количество орбитальных плоскостей 6
Угол наклона 55 градусов
Рабочие слоты 4
Распределение точек на орбите Неравномерное
Идентификация GPS, PRN, NASA, по положению группировки и международному номеру.

Интересно! Точность определения координат и стабильность работы зависят от расположения спутников. Нужно, чтобы в зоне видимости находилось минимум 3 из них.

Управляющий сегмент

Контроль производится со станции управления, которая расположена в штате Колорадо. На воздушной базе Фалкон выполняют такие функции:

  • отслеживание спутников;
  • поддержка их рабочего состояние;
  • формирование GPS Time (системное время);
  • обновление сообщений;
  • расчет характеристик часов;
  • выполнение маневров спутниками.

На станции постоянно отслеживаются сигналы. Основное используемое на них оборудование – GPS-приемники. Также применяются метеорологические аппараты и связные элементы.

Пользовательский сегмент

В состав потребительской системы входят:

  • приемники GPS;
  • антенны;
  • исполнительная аппаратура;
  • ПО.

Модуль получает сигнал от отправленных в космос аппаратов, решает навигационные задачи и выдает информацию на экран. Правда, в итоге возможности ограничены. Воспользоваться навигацией в полной мере зачастую не удается.

Характеристики сигнала NAVSTAR

Со спутников NAVSTAR подается сигнал в следующих диапазонах:

  • L1 – 1575 МГц;
  • L2 – 1227 МГц;
  • L5 – 1176 МГц.

Важно! Информация принимается антенной навигатора, обрабатывается GPS-модулем. Диапазон при этом зависит от используемого аппарата.

Вскоре планируется запустить новый аппарат, работающий в диапазоне L1C. Совместимость у него будет обратной. Прослеживание пути окажется максимально улучшенным. В военных целях дополнительно используются сигналы в других диапазонах, это, например, модулированные L1/L2 с М-кодом. Они устойчивы к помехам, позволяют определить точные координаты.

Применение GPS

Модули GPS нашли широкое применение. Их встраивают в смартфоны, КПК, умные часы, онбордеры. Пользователям предлагается программное обеспечение и ряд устройств, которые позволяют узнать координаты и увидеть местонахождение на карте. Владельцы с их помощью прокладывают маршруты с учетом заторов, особенностей дороги. На картах можно искать определенные объекты инфраструктуры, например, интересующий дом, больницу или заправку.

GPS-модуль

GPS применяется в различных сферах:

  1. Геодезия. Определяют границы участков и координаты определенных точек.
  2. Картография. Применяется как в военной, так и гражданской сфере.
  3. Навигация. Модули позволяют определить путь на автомобильной дороге и в море.
  4. Мониторинг автомобилей. Определяются скорость движения, остановки, координаты.
  5. Мобильная связь. Гаджеты с модулем GPS начали выпускаться еще в 90-х годах прошлого столетия. В Америке с помощью такого приемника определяют координаты людей, позвонивших в службу спасения 911.
  6. Тектоника. GPS позволяет наблюдать за колебанием и движением плит.
  7. Активные виды отдыха. Существует немало игр, где используется навигация. К таким, например, относится геокэшинг.

Также модули позволяют привязать фото к определенным координатам. На снимке высвечивается, где и когда он был сделан.

Недостатки системы NAVSTAR GPS

Главным минусом NAVSTAR считается то, что далеко не всегда сигнал доходит до приемника. Нередко информация доставляется с задержками или искажениями. Возникают сложности с определением координат, например, если объект находится в железобетонном здании, тоннеле, подвале.

Уровень сигнала существенно снижается под густой листвой деревьев, при повышенной облачности. Помехи наблюдаются от находящихся на Земле радиоисточников, от магнитных бурь и при специальном создании глушилок. Последний вариант практикуют угонщики автомобилей.

Наклонение орбит сравнительно небольшое. За счет этого на приполярных участках точность снижается. Кроме того, GPS реализован американским Министерство обороны. От этого органа напрямую зависит точность передаваемой информации.

Плагин NavStar для смартфонов Samsung

Компанией Samsung разработан плагин, позволяющий произвести полноценную настройку навигационной панели. Представлены как примитивные варианты, так и оригинальные. NavStar Samsung для смартфонов уже широко используется пользователями, все больше людей решаются скачать этот плагин.

NAVSTAR GPS – уникальная по сути разработка ученых из Америки. Им удалось создать навигационную систему, позволяющую определить точные координаты интересующих объектов. Информация при этом передается в реальном времени. Задержки, правда, возможны, но отмечаются крайне редко. СНС работает полноценно, без сбоев, по целевому назначению используется 31 космический аппарат.

Оцените статью
Блог о спутниковом слежении
Добавить комментарий

Adblock
detector