Pasaulinės palydovinės navigacijos sistemos

Įvadas. Gnss segmentai. Globali padėties nustatymo sistema. GPS signalai. Modernizuotas GPS. Glonass. GLONASS palydovų signalai. Galileo. Gnss signalai. Išvada.

Pasaulinės palydovinės navigacijos sistemos (GNSS) yra esminė technologija, suteikianti žmonėms visame pasaulyje prieigą prie padėties nustatymo, navigacijos ir laiko nustatymo duomenų. Šios sistemos remiasi orbitoje esančių palydovų sistema, siunčiančia signalus į antžeminius imtuvus, leidžiančius vartotojams nustatyti savo buvimo vietą ir itin tiksliai naviguoti į numatytus tikslus. Pasaulinė padėties nustatymo sistema (GPS), kurią valdo Amerikos vyriausybė, yra dažniausiai naudojama GNSS sistema. Kitos GNSS sistemos apima Europos Galileo, Kinijos BeiDou ir Rusijos GLONASS. Pramonės šakos, įskaitant transportą, žemės ūkį ir pagalbos tarnybas, transformavosi dėl GNSS technologijos, kuri vis dar tobulinama, naudojant naujas funkcijas ir paskirtį.

Trys pagrindinės palydovinės sistemos, sudarančios GNSS, yra GPS, Glonass ir Galileo. Erdvės segmentas, valdymo segmentas ir vartotojo segmentas sudaro daugumą kiekvieno iš jų. Trys palydovinės technologijos, kurios kartu sudaro GNSS, yra beveik identiškos šioms dalims. Dauguma dabartinių pasaulinių programų, susijusių su GPS technologija, šiandien sudaro visą palydovinių technologijų visumą.

Siekdamas patenkinti JAV karinių pajėgų poreikius ir tiksliai nustatyti jų padėtį, greitį ir laiką bendroje atskaitos sistemoje nuolat bet kurioje Žemės vietoje ar šalia jos, Jungtinių Valstijų gynybos departamentas sukūrė „Navstar“. GPS, bet kokiomis oro sąlygomis veikianti kosmoso navigacijos sistema (Wooden, 1985). GPS labai paveikė beveik visas padėties nustatymo, navigacijos, laiko nustatymo ir stebėjimo programas. Kad GPS imtuvas galėtų apskaičiuoti padėtį, greitį ir laiką, jis pateikia specialiai koduotus palydovinius signalus. Trimatėms koordinatėms ir laiko poslinkiui imtuvo laikrodyje apskaičiuoti naudojami keturi GPS palydovo signalai. Trys pagrindinės GPS dalys:

Kosminis segmentas: kaip matyti pirmame paveiksliuke, GPS palydovai sudaro sistemos kosminę sekciją. Šie erdvėlaiviai, kaip pavaizduota antrame paveiksle, perduoda radijo ryšį iš orbitos.

Valdymo segmentas: Valdymo segmentą sudaro tarptautinis sekimo stočių tinklas. „Master Control“ įrenginį galima rasti Šriverio oro pajėgų bazėje, kuri yra Amerikos Kolorado valstijoje.

Vartotojo segmentas: GPS naudotojo segmentą sudaro vartotojų bazė ir GPS imtuvai. Kosminių transporto priemonių signalus GPS imtuvai konvertuoja į padėties, greičio ir laiko įvertinimus.

Palydovai yra išsibarstę šešiose orbitinėse plokštumose ir skrieja beveik apskritomis orbitomis, kurios pusiaujo atžvilgiu yra pasvirusios 55 laipsnių kampu. Jų orbitos periodai yra maždaug 11 valandų 58 minutės arba pusė dienos. Trečiame paveiksliuke pavaizduoti pagrindiniai GPS komponentai.

Palydovuose generuojami signalai yra pagrįsti arba gaunami generuojant pagrindini dažni ƒo=10,23MHz. Signalas yra valdomas atominiu laikrodžiu. Kodai susideda iš sekos su būsenomis +1 arba 1, atitinkančiomis dvejetaines reikšmes 0 arba 1. Dvifaziniam moduliavime yra atliekamas 180° poslinkis nešiklio fazėje, kai pasikeičia kodo būsena. Kaip galime matyti ketvirtame paveikslelyje kaip skiriasi normalus signalas ir po poslinkio.