1 / 20

System GPS

System GPS. Karol Równy. CO TO JEST GPS ?. Globalny System Pozycjonowania (Global Positioning System) Właścicielem systemu GPS jest Departament Obrony USA.

gotzon
Télécharger la présentation

System GPS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. System GPS Karol Równy

  2. CO TO JEST GPS ? • GlobalnySystem Pozycjonowania (GlobalPositioning System) • Właścicielem systemu GPS jest Departament Obrony USA. • System GPS Navstar powstał na potrzeby wojska, aby w każdej chwili i w każdych warunkach było możliwe określenie pozycji okrętu, samolotu bądź ...pojedynczego żołnierza • GPS dostarcza użytkownikom dokładnych informacji o czasie, położeniu i prędkości.

  3. CECHY SYSTEMU GPS 1 • Globalność polegająca na powszechnejdostępności sygnałusatelitarnego GPS 24 godziny na dobę we wszystkich zakątkach świata. GPS działa równie dobrze niezależnie od pogody, pory dnia i położenia odbiornika. • Departament Obrony USA włączył sygnał zakłócający SA (SelectiveAvailability), aby zmniejszyć dokładność określania pozycji dla cywilnych odbiorców GPS do 100 metrów. • Uwaga! Z dniem 2000-05-01 decyzją rządu USA został na stałe wyłączony program celowo pogarszający dokładność określania pozycji przez cywilne odbiorniki GPS (SA - SelectiveAvailability).

  4. CECHY SYSTEMU GPS 2 • Obecnie (po zniesieniu zakłóceń) dokładność systemu wynosi około 25 m (90% pomiarów), a po zastosowaniu stacji referencyjnej (DGPS) błąd wynosi 1-5m. • System GPS jest bezpłatny nie licząc kosztów baterii - jego wykorzystywanie nie jest obciążone żadnymi dodatkowymi opłatami abonentowymi, poza kosztem zakupu samegoodbiornika, nie trzeba również posiadać zezwolenia.

  5. BUDOWA SYSTEMU GPS

  6. SEGMENT KOSMICZNY 1 • 24 amerykańskie satelity wojskowe NAVSTAR (NavigationalSatelliteTime and Ranging – system nawigacyjny stosujący pomiar czasu i odległości) na 6 orbitach, po 4 satelity na każdej orbicie. 21 satelitów aktywnych, 3 satelity zapasowe. • Płaszczyzny orbit nachylone są pod kątem 55 stopni do równika, • Czas obiegu orbity ok. 12 godzin • Szacowany czas życia satelity 7.5 roku • 1978 – wystrzelenie I satelity, 1994 – 24 satelity na orbitach

  7. SEGMENT KOSMICZNY 2 • Satelity zasilane są energią słoneczną. W przypadku jej braku satelity zasilane są z zapasowych baterii • Wyposażone są w silniki naprowadzające je na właściwą drogę • Każdy satelita jest wyposażony w bardzo dokładny zegar (dokładność 3ns), po to aby bardzo dokładnie odmierzyć czas dotarcia sygnału od satelity do odbiornika

  8. SEGMENT KOSMICZNY 3

  9. SEGMENT STEROWANIA • Bezzałogowe, naziemne stacje monitorujące • lokalizacja: Hawaje i Kwajalein na Pacyfiku; Diego Garcia na Oceanie Indyjskim; Ascension Island na Oceanie Atlantyckim; Colorado Springs • odbierają sygnały z satelitów i wysyłają informacje do stacji sterowania • Naziemna stacja sterowania • lokalizacja: Colorado Springs. • poprawia dane (położenie na orbicie, prędkość i zegary) z satelitów i wysyła poprawione dane do wszystkich satelitów, wprowadza korekty

  10. SEGMENT UŻYTKOWNIKA 1 • Różne rodzaje: doręczne, przewoźne (montowane na statkach, w samochodach, samolotach itd), mogą być wbudowane w telefon komórkowy. • Do jego zadań należy m.in. Odbieranie i dekodowanie sygnałów ,,satelitarnych''. Sygnały te po przetworzeniu przez mikroprocesor są danymi w postaci współrzędnych geograficznych, parametru prędkości i korekty zegara odbiornika.

  11. SEGMENT UŻYTKOWNIKA 2 Do wyznaczenia lokalizacji odbiornika wymagane jest „widzenie” minimum 4 satelitów

  12. ZASADA DZIAŁANIA SYSTEMU GPS 1 Działanie oparte jest na obliczeniu odległości między odbiornikiem GPS a satelitami, które są widziane przez odbiornik. Aby ustalić pozycję wystarczy aby namierzyć 3 satelity, przy 4 możliwe jest też wyznaczenie wysokości npm.

  13. ZASADA DZIAŁANIA SYSTEMU GPS 2 • Odbiornik oblicza swoją lokalizację na podstawie dwóch wiadomości: lokalizacji satelity i odległości odbiornika od satelity • Lokalizacja satelity? • Odbiornik odbiera z satelity zakodowane informacje o orbicie na której znajduje się satelita i lokalizację na orbicie (Almanac data ) • Odległości odbiornika od satelity? • Odbiorniki użytkowników systemu GPS mierzą odległość od satelitów przez pomiar czasu, jaki potrzebny jest na przesłanie sygnału satelitarnego od satelity do anteny odbiornika

  14. ŹRÓDŁA BŁĘDÓW • Niedokładność zegara w odbiorniku – im dokładniejszy tym droższy odbiornik • Liczba widocznych satelitów przez odbiornik – im więcej widzi satelitów tym większa dokładność lokalizacji • Wzajemne geometryczne rozmieszczenie satelitów - najgorszy przypadek, gdy satelity są w linii.

  15. ZASTOSOWANIA GPS 1 • Turystyka – żeglarstwo, wycieczki górskie i rowerowe (trzeba znać swoje położenie i trzymać się drogi): W każdej chwili na ekranie GPS-a dostępny jest dokładny czas satelitarny, pokazana odległość do celu lub najbliższego punktu trasy, kierunek w którym mamy iść oraz przewidywany czas dotarcia. GPS oblicza też czas wschodu i zachodu Słońca dla dowolnego punktu, będziemy zatem wiedzieć, czy dotrzemy "za dnia" czy w nocy. • Ratownictwo górskie

  16. ZASTOSOWANIA GPS 2 • balony z odbiornikami GPS do badania dziury ozonowej • lokalizacja pojazdów ratowniczych (karetki, Policja) najbliżej wypadku • odbiorniki GPS w samochodach: lokalizacja, poszukiwanie samochodów skradzionych, monitoring • badanie migracji zwierząt zagrożonych wyginięciem • W budownictwie – przy budowie górskich tunelów

  17. PROBLEMY • Problemy związane z implementacją tradycyjnego odbiornika GPS w urządzeniu przenośnym: • w przypadku inicjalizacji działania czas potrzebny na rozpoczęcie śledzenia satelitów waha się od 30 sekund do kilku minut • słabe efekty w przypadku pracy w „trudnym” środowisku, gdzie sygnał GPS jest słaby (tereny zurbanizowane, wnętrza budynków, gęste listowie) • problem w przypadku interferencji wielodrogowych – sygnał ulega refrakcji • aby zminimalizować powyższe efekty odbiorniki GPS wyposażane są do 12 równolegle działających odbiorników • problemy z zasilaniem (ciągłe działanie)

  18. Inne systemy nawigacji satelitarnej • NAVSAT Navy Navigation Satellite System (NAVSAT, znany również pod nazwą TRANSIT lub Sat - Nav) • GLONASS Rosyjski system podobny do GPS

  19. PERSPEKTYWY ROZWOJU SYSTEMU GPS Rozwój GPS można porównać do rozwoju internetu i telefoni komórkowej. Raz poznawszy zalety jego stosowania, człowiek nigdy już z nich nie zrezygnuje. Obok telewizji satelitarnej jest wymiernym i powszechnym efektem jaki przyniósł ludziom podbój kosmosu. Przed ludzkim umysłem stają teraz nowe wyzwania - znalezienie nowych zastosowań dla technologii GPS. Należy mieć tylko nadzieję, że pójdziemy we właściwym kierunku, że ta techologia poprawi nasze bezpieczeństwo, uprzyjemni nam podróże, sprawi, iż będziemy mogli lepiej poznać i zrozumieć otaczający nas świat, zinwentaryzować zasoby naturalnego środowiska itd. Przeciwny kierunek, to precyzyjniej naprowadzane pociski rakietowe, możliwość totalnej inwigilacji pojedynczych jednostek i całych grup społecznych, oraz szereg innych jeszcze równie przerażających zastosowań. Można mieć tylko nadzieję, iż właściwie i mądrze wykorzystamy tę technologię, z pożytkiem dla całej ludzkości.

  20. DZIEKUJE ZA UWAGE

More Related