• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Global Positioning System



    Podstrony: [1] [2] 3 [4] [5]
    Przeczytaj także...
    DOP (ang. Dilution Of Precision) – parametry opisujących wpływ geometrii konstelacji satelitów na wyznaczenie pozycji w systemie GPS.Na wynik pomiaru GPS wpływ ma wiele czynników, które należy uwzględnić przy opracowaniu pomiarów, szczególnie gdy zależy nam jednocześnie na wysokiej precyzji i dokładności. Oto lista najważniejszych czynników mogących spowodować błędy pomiaru i przełożyć się na dokładność wyznaczanych współrzędnych.
    Segment użytkownika[ | edytuj kod]

    Parametry techniczne[ | edytuj kod]

    Odbiorniki GPS firm Trimble, Garmin i Leica

    Ze względów technicznych dokładność obliczania wysokości nad poziomem morza jest około 3 razy mniejsza niż długości i szerokości geograficznej. Wynika to z geometrii wcięcia przestrzennego wykorzystanego do wyznaczenia pozycji. Jakość wyznaczenia pozycji określają parametry rozmycia precyzji DOP (Dilution Of Precision).

    Orbita – tor ciała (ciała niebieskiego lub sztucznego satelity) krążącego wokół innego ciała niebieskiego. W Układzie Słonecznym Ziemia, inne planety, planetoidy, komety i mniejsze ciała poruszają się po swoich orbitach wokół Słońca. Z kolei księżyce krążą po orbitach wokół planet macierzystych.Generator liczb pseudolosowych (Pseudo-Random Number Generator, lub PRNG) to program lub podprogram, który na podstawie niewielkiej ilości informacji (ziarno, zarodek, ang. seed) generuje deterministycznie ciąg bitów, który pod pewnymi względami jest nieodróżnialny od ciągu uzyskanego z prawdziwie losowego źródła.

    Odbiorniki GPS wyposażono w wiele funkcji, między innymi:

  • określenie współrzędnych według różnych układów współrzędnych (standardowo WGS 84)
  • rejestrowanie śladu
  • nawigacja „do punktu” oraz „po trasie”
  • track back (czyli powrót do miejsca wyjścia „tą samą trasą”)
  • pomiar odległości
  • wyznaczenie powierzchni (np. działki)
  • obliczanie momentów wschodu i zachodu Słońca oraz faz Księżyca
  • a w bardziej rozbudowanych odbiornikach:

    Szerokość geograficzna (ang. latitude, symbol φ) – jedna ze współrzędnych geograficznych, kąt pomiędzy półprostą poprowadzoną ze środka kuli ziemskiej i przechodzącą przez dany punkt na jej powierzchni a płaszczyzną równika.Prezydent Stanów Zjednoczonych – głowa państwa, szef administracji federalnej, naczelny dowódca sił zbrojnych, szef rządu, a także lider swojej partii. Konstytucja nadała mu wiele prerogatyw, co sprawia iż zajmuje on kluczowe miejsce w systemie politycznym Stanów Zjednoczonych.
  • wyświetlanie map i nawigacja na mapach warstwowych
  • komunikacja przez port szeregowy (RS232/USB) i Bluetooth z innym sprzętem elektronicznym (PC, PPC, Palm, elektroniczna mapa morska ECDIS)
  • autorouting (wyznaczanie automatycznej trasy „po drogach”)
  • Wersje przeznaczone do eksploatacji na statkach posiadają bardzo rozbudowane możliwości nawigacyjne. Wersje lądowe mogą być wyposażone w mapę cyfrową terenu (takie urządzenia są często instalowane w samochodach) oraz lekkie odbiorniki przenośne zasilane bateriami lub akumulatorami. Niektóre odbiorniki pozwalają na określanie pozycji z innych systemów, jak GLONASS czy LORAN C.

    Pamięć – zdolność do rejestrowania i ponownego przywoływania wrażeń zmysłowych, skojarzeń, informacji, występująca u ludzi, niektórych zwierząt i w komputerach. W każdym z tych przypadków proces zapamiętywania ma całkowicie inne podłoże fizyczne oraz podlega badaniom naukowym w oparciu o różne zestawy pojęć.Akumulator elektryczny – rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym. Wszystkie rodzaje akumulatorów elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu i elektrod.

    Odbiorniki powszechnie dostępne są wyposażane w zabezpieczenia uniemożliwiające zastosowanie ich w niektórych dziedzinach, szczególnie do konstrukcji naprowadzanych rakiet i samolotów. Porozumienie międzynarodowe o ograniczeniu handlem takimi urządzeniami przewiduje, że mogą działać do prędkości 1000 Mm/h ≈ 1852 km/h ≈ 515 m/s i do wysokości 18 km ≈ 60 000 stóp.

    DataLogger GPS zwany również rejestratorem trasy to urządzenie umożliwiające na zapis położenia urządzenia w czasie. Dzięki temu uzyskuje się zbiór punktów umożliwiający wizualizację przebytej drogi na mapach. Urządzenie tego typu używane są od dawna w zawodach lotniczych umożliwiając zapis całej trasy przelotu. Wymogiem w takim wypadku jest certyfikowanie urządzenia.Metr na sekundę – jednostka miary prędkości, właściwa dla układu jednostek SI, oznaczana m/s, gdzie m – metr, s – sekunda.

    Dokładność[ | edytuj kod]

     Zapoznaj się również z: Czynniki wpływające na wynik pomiaru GPS.

    Dokładność urządzeń GPS to temat wzbudzający wiele emocji ze względu na brak jednolitego systemu pomiaru tego parametru. Popularny wskaźnik CEP odnosi się do statystycznego udziału punktów o zadanej dokładności w całym ich zbiorze. Innymi słowy CEP (80%) 1–3 m oznacza, że 80% uzyskanych pomiarów mieści się w zakresie błędu 1–3 metra, przy czym nie wiadomo nic o pozostałych 20% pomiarów. W praktyce więc niewiele wiadomo o rzeczywistych osiągach urządzenia. Dodatkowo sytuację komplikuje definicja błędu pomiaru, którą producenci wykorzystują przy podawaniu parametrów urządzeń.

    Długość fali – najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali – zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.Delta - rodzina amerykańskich rakiet nośnych. Zapoczątkowana przez rakietę Thor Delta, w latach 60. XX wieku. Obecnie rakiety typu Delta są jednymi z podstawowych rakiet przemysłu astronautycznego w USA. Historia tych rakiet to ponad 300 startów z czego 95% zakończyło się sukcesem. Aktualnie używane są rakiety Delta II i Delta IV, planuje się również wykorzystanie ich w przyszłości. Produkcją i wynoszeniem rakiet w kosmos zajmuje się obecnie United Launch Alliance. Zużyte dopalacze orbitalne mają swój wkład w liczebność kosmicznego śmietniska.

    Kolejny problem to różnica pomiędzy laboratoryjnym pomiarem a rzeczywistym użytkowaniem urządzenia. Ze względu na fakt, że pomiar zależy od widoczności satelitów na niebie (jaką ma dane urządzenie) oraz ich konstelacji w danym momencie, dokładność realnych pomiarów może znacznie odbiegać od tego, co deklaruje producent. Jest to spowodowane tym, że w niesprzyjających warunkach coraz większego znaczenia nabierają te punkty, które nie są uwzględniane przez wskaźnik CEP.

    Komputer osobisty (ang. personal computer) – mikrokomputer przeznaczony przede wszystkim do użytku osobistego w domu i biurze. Służy głównie do uruchamiania oprogramowania biurowego, dostępu do zasobów Internetu, prezentacji treści multimedialnych (tekst, obrazy, dźwięki, filmy i inne), jak i gier.Pseudoodległość - odległość pomierzona jednostronnie. W przypadku geodezyjnych pomiarów odległości, proces ten następuje na drodze wysłania fali z instrumentu, odbicia od obiektu (lustra) i powrocie do instrumentu. W rzeczywistości zmierzona jest odległość dwa razy większa (tam i z powrotem). W przypadku pomiaru pseudoodległości (w systemach nawigacji satelitarnej) pomiar ten następuje tylko na drodze od nadajnika (satelity) do odbiornika.

    Sytuacji nie ułatwia fakt, że producenci często podają parametry samego modułu GPS, a nie końcowego urządzenia. Nie uwzględnia się więc zastosowanych komponentów RF oraz samej anteny. W efekcie popularne gotowe urządzenia oparte na tym samym układzie GPS mogą różnie się zachowywać w rzeczywistych warunkach pracy.

    Orbita geostacjonarna to orbita okołoziemska, która zapewnia krążącemu po niej satelicie zachowanie stałej pozycji nad wybranym punktem równika Ziemi. Orbita geostacjonarna jest orbitą kołową zawartą w płaszczyźnie równika. Przebiega na wysokości 35 786 km nad równikiem (42 160 km od środka Ziemi). Prędkość ciała na orbicie geostacjonarnej wynosi około 3,08 km/s, a czas okrążenia przez niego Ziemi jest równy 23 godziny 56 minut i 4 sekundy, czyli dokładnie tyle, ile trwa doba gwiazdowa.Navigo – oprogramowanie nawigacyjne oraz kartograficzne wydane przez Polskie Przedsiębiorstwo Wydawnictw Kartograficznych.

    Przykłady zastosowań[ | edytuj kod]

    Odbiornik Bluetooth Rikaline GPS 6033

    Dynamicznie rozwija się segment odbiorników GPS do tzw. palmtopów / PDA. Dzięki niskiej cenie i możliwości wyboru oprogramowania, które najlepiej spełnia oczekiwania użytkownika, jest to alternatywne rozwiązanie dla urządzeń typu wszystko-w-jednym. Dostępne opcje pozwalają na podłączenie odbiornika na kablu, na karcie rozszerzeń (CF lub SD) lub bezprzewodowo (bluetooth). Popularne stają się również palmtopy / PDA z wbudowanym odbiornikiem GPS. Dostępny jest bardzo szeroki wybór oprogramowania zarówno do nawigacji samochodowej (np. Automapa, MapaMap, Navigo), morskiej, jak i specjalistyczne programy (np. do pomiaru powierzchni).

    Sztuczny satelita – satelita wykonany przez człowieka poruszający się po orbicie wokół ciała niebieskiego. Pierwszym sztucznym satelitą był Sputnik 1, wyniesiony na orbitę wokół Ziemi przez Związek Radziecki w 1957.Teren - każdy dowolnie określony fragment powierzchni lądowej. Termin spełniający taką samą funkcję jak akwen w odniesieniu do powierzchni wodnej.
    Rejestrator Trasy GPSONE LM001 z funkcją podglądu pozycji na smartphonie

    Nowy typ urządzeń to odbiorniki GPS połączone z funkcją logowania danych – tzw. datalogger GPS lub rejestrator trasy. Umożliwiają one zapis przebytej trasy bez konieczności uruchamiania dodatkowych urządzeń. Możliwość zapisu sięga od kilkuset punktów do kilkuset tysięcy punktów w zależności od modelu i producenta. Zapisaną trasę można wykorzystać do zobrazowania drogi na darmowych (Google Earth, Google Maps) i płatnych mapach (Automapa, MapaMap, eMapa) w zależności od producenta urządzenia. Coraz więcej urządzeń zapewnia dostęp do podglądu pozycji lokalizatora na urządzeniach mobilnych (np. smartphone). Umożliwia to monitorowanie pracy kierowców lub innych pracowników mobilnych. Dzięki połączeniu zapisanej trasy oraz wykonanych na niej zdjęć możemy każdej fotografii przypisać miejsce jej wykonania – jest to tzw. Geotagging lub w tej konkretnej formie Phototagging (spolszczone nazwy to Tagi geograficzne, Tagowanie geograficzne). Dzięki temu możemy w łatwy sposób inwentaryzować umiejscowienie obiektów lub zdarzeń. Jest to tanie rozwiązanie wykorzystywane przez różnego rodzaju służby na całym świecie.

    Mikroprocesor – układ cyfrowy wykonany jako pojedynczy układ scalony o wielkim stopniu integracji (LSI) zdolny do wykonywania operacji cyfrowych według dostarczonego ciągu instrukcji.Google Maps — serwis internetowy umożliwiający wyszukiwanie obiektów, oglądanie map i zdjęć lotniczych powierzchni Ziemi oraz udostępniający pokrewne im funkcje. Został stworzony w 2005 roku przez Google, jest darmowy dla niekomercyjnych użytkowników.

    Coraz częściej GPS stosuje się w telefonach komórkowych. Do tego celu wystarczył odbiornik GPS z Bluetoothem i kompatybilny telefon. Obecnie coraz więcej telefonów posiada wbudowany moduł GPS. Również na telefony powstało wiele aplikacji obsługujących GPS, np. TomTom mobile, NaviExpert, Garmin Mobile XT.

    Odbiorniki multi-channel i multi-plexing[ | edytuj kod]

    Dla jednoczesnego odbioru sygnału z kilku satelitów lub sygnału o dwóch częstotliwościach z jednego satelity, stosuje się odbiorniki dwóch rodzajów:

    AutoMapa - oprogramowanie nawigacyjne wykorzystujące system GPS. Jest ono wspólnym produktem dwóch firm: Aqurat i Geosystems Polska.Doba gwiazdowa (również dzień gwiazdowy lub dzień syderyczny) – czas gwiazdowy pomiędzy dwoma kolejnymi górowaniami punktu równonocy wiosennej (punktu Barana) i równy okresowi obrotu Ziemi wokół własnej osi względem gwiazd, czyli około 23 godzinom 56 minutom i 4,091 sekundom średnim słonecznym (86 164 sekund).
  • multi-channel (wielokanałowy) – odbiorniki te składają się z określonej liczby niezależnych kanałów i każdy z nich jest przystosowany do odbierania i przetwarzania sygnałów z jednego satelity. Procesy odbioru i przetwarzania sygnałów są prowadzone w takim wielokanałowym odbiorniku jednocześnie. Obserwacje mogą być wykonywane z częstotliwością sekundową.
  • multi plexing – odbiorniki te składają się z jednego lub wielu kanałów, z których każdy może odbierać poszczególne sygnały z satelitów. Obserwacje wykonywane są z częstotliwością milisekundową. Najlepszą jakość sygnału mają odbiorniki typu multi-channel correlation type. Odbiorniki squaring type kwadratują zarówno sygnały, jak i szumy.
  • Kalendarium w historii rozwoju systemu GPS[ | edytuj kod]

  • 1973 Zatwierdzenie podjęcia prac nad stworzeniem satelitarnego systemu nawigacyjnego, opartego na systemie TRANSIT, TIMATION i 621B U.S. Air Force i U.S. Navy.
  • 1974–1979 Faza testu systemu GPS.
  • 1977 Pierwsze testy urządzeń nawigacyjnych jeszcze przed wprowadzeniem satelitów na orbity okołoziemskie. Próby i testy przeprowadzone zostały za pomocą pseudosatelitów, którymi były naziemne stacje nadawcze imitujące satelity.
  • 1978–1985 Wprowadzenie na orbity jedenastu satelitów Block I.
  • 1979 Podjęcie decyzji o budowie kompletnego systemu GPS.
  • 1980 Start pierwszego satelity Block I z sensorami do rozpoznania wybuchów atomowych, po podpisaniu porozumienia między USA i Związkiem Radzieckim o zaprzestaniu prób z bombami atomowymi na ziemi, w wodzie i w kosmosie.
  • 1980–1982 W tych latach finanse GPS były w stałym zagrożeniu, z uwagi na brak koncepcji jego przyszłościowego finansowania. Groziło to przerwaniem realizacji tego projektu.
  • 1983 Po zestrzeleniu samolotu koreańskich linii lotniczych KAL 007 nad terytorium Związku Radzieckiego, do czego przyczyniła się pomyłka pilota, uznano, że GPS powinien zostać udostępniony do zastosowań cywilnych.
  • 1986 Katastrofa promu Challenger odbiła się także na projekcie GPS. W międzyczasie uznano, że nośnikiem satelitów Block II na orbity ma być wahadłowiec. Po tym wypadku wrócono do wcześniej planowanego wprowadzania satelitów na orbity przez rakiety Delta.
  • 1989 Pierwszy satelita Block II został wprowadzony na orbitę rozpoczynając swoją pracę.
  • 1990–1991 Chwilowo wyłączono SA (Selective Availability) w czasie I wojny w Zatoce Perskiej, celem wykorzystania cywilnych nawigatorów (za mała ilość wojskowych urządzeń). Dnia 1.07.1991 SA został powtórnie włączony.
  • 8 grudnia 1993 Do wiadomości publicznej podano, że GPS jest gotowy do eksploatacji (Initial Operational Capability, IOC).
  • marzec 1994 Ostatni satelita Block II został wprowadzony na orbitę zamykając prace nad uruchomieniem systemu GPS.
  • 17 lipca 1995 System GPS osiągnął pełną operatywność (Full Operational Capability, FOC).
  • 1 maja 2000 Wyłączono definitywnie SA, co pozwala na korzystanie z dokładności nawigacji 20 m zamiast dotychczasowej 100 m.
  • 20 marca 2004 Start pięćdziesiątego satelity GPS.
  • 25 września 2005 Na orbitę zostaje wprowadzony satelita typu IIR–M (Block 2 Replacement Modernized; unowocześniony Block II, satelita rezerwowy). Ten satelita, jako pierwszy umożliwia użycie sygnałów M dla wojska i sygnałów L2C dla służb cywilnych.
  • Częstotliwość (częstość) – wielkość fizyczna określająca liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.Samolot – statek powietrzny cięższy od powietrza (aerodyna), utrzymujący się w powietrzu dzięki wytwarzanej sile nośnej za pomocą nieruchomych, w danych warunkach względem statku, skrzydeł. Ciąg potrzebny do utrzymania prędkości w locie poziomym wytwarzany jest przez jeden lub więcej silników.


    Podstrony: [1] [2] 3 [4] [5]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Pocket PC – komputer przenośny typu palmtop, mieszczący się w dłoni, działający pod kontrolą systemu operacyjnego Microsoft Windows Mobile (opartego na Windows CE z .NET).
    EGNOS (ang. European Geostationary Navigation Overlay Service) – budowany przez Europejską Agencję Kosmiczną, Komisję Europejską i EUROCONTROL europejski system satelitarny wspomagający (ang. SBAS – Satellite Based Augmentation System) systemy GPS i GLONASS, a w przyszłości Galileo. Najważniejsze zadania to transmisja poprawek różnicowych i informowanie o awariach systemu GPS. System znacznie zwiększy dokładność i wiarygodność pozycji uzyskiwanej z GPS, co będzie miało szczególne znaczenie dla lotnictwa. Odpowiednikami EGNOS w Ameryce Północnej jest WAAS (Wide Area Augmentation System), w Indiach – GAGAN (GPS-Aided Geosynchronous Augmented Navigation System – ma zostać uruchomiony do 2013 roku), a w Japonii – MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System).
    GLONASS (ros. ГЛОНАСС , Глобальная навигационная спутниковая система; .Globalnaja nawigacionnaja sputnikowaja sistiema) – radziecki, obecnie rosyjski, satelitarny system nawigacyjny obejmujący swoim zasięgiem całą kulę ziemską. Podobnie jak GPS jest systemem stadiometrycznym, czyli pozycja jest wyznaczana w punkcie przecięcia czterech sfer o promieniach obliczonych na podstawie czasu propagacji sygnału i środkach znanych z depesz nawigacyjnych wysyłanych przez satelity.
    Galileo – europejski system nawigacji satelitarnej w trakcie budowy. System ma być równoważną alternatywą do amerykańskiego systemu GPS i rosyjskiego GLONASS, lecz w przeciwieństwie do nich będzie kontrolowany przez instytucje cywilne.
    Nationalencyklopedin – największa, szwedzka encyklopedia współczesna. Jej stworzenie było możliwe dzięki kredytowi w wysokości 17 mln koron, którego udzielił rząd szwedzki w 1980 roku i który został spłacony w 1990. Drukowana wersja składa się z 20 tomów i zawiera 172 tys. haseł. Wersja internetowa zawiera 260 tys. haseł (stan z czerwca 2005). Inicjatorem projektu był rząd szwedzki, który rozpoczął negocjacje z różnymi wydawcami. Negocjacje zakończyły się w 1985, kiedy na wydawcę został wybrany Bra Böcker z Höganäs. Encyklopedia miała uwzględniać kwestie genderowe i związane z ochroną środowiska. Pierwszy tom ukazał się w 1989 roku, ostatni w 1996. Dodatkowo w roku 2000 ukazały się trzy dodatkowe tomy. Encyklopedię zamówiło 54 tys. osób. W 1997 roku ukazało się wydanie elektroniczne na CD, a w 2000 pojawiło się wydanie internetowe, które jest uzupełniane na bieżąco.
    Synchronizacja (z stgr. σύγχρονος synchronos - równoczesny) – koordynacja w czasie, co najmniej dwóch zjawisk (procesów), tzn. dążenie do równoległego, niezależnego ich przebiegu, skoordynowanego w czasie lub do jednoczesnego ich zakończenia. Pojęcie synchronizacji występuje w fizyce, informatyce, elektronice, telekomunikacji, robotyce, multimediach (np. synchronizacja dźwięku z obrazem), muzyce i ekonomii (synchronizacja cykli koniunkturalnych).
    Colorado Springs – miasto w USA, położone w środkowo-zachodniej części kraju, w stanie Kolorado. Znajduje się na styku Wielkich Równin i Gór Skalistych, na przedgórzu pasma Park Range, na południe od Denver.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.05 sek.