Cos'è il GPS?
Il GPS o Global Positioning System è un sistema di navigazione satellitare che fornisce all'utente informazioni sulla posizione e l'ora in tutte le condizioni climatiche. Il GPS viene utilizzato anche per la navigazione su aerei, navi, automobili e camion. Il sistema fornisce capacità critiche agli utenti militari e civili in tutto il mondo. Il GPS fornisce il posizionamento, la navigazione e la sincronizzazione tridimensionale in tempo reale in tutto il mondo.
Come funziona il sistema GPS?
Il GPS è composto da tre segmenti:
1) Il segmento spaziale: i satelliti GPS
2) Il sistema di controllo, gestito dalle forze armate statunitensi,
3) Il segmento degli utenti, che include utenti sia militari che civili e le loro apparecchiature GPS.
Segmento spaziale:
Il segmento spaziale è il numero di satelliti nella costellazione. Comprende 29 satelliti che girano intorno alla terra ogni 12 ore a 12.000 miglia di altitudine. La funzione del segmento spaziale viene utilizzata per rotta / segnali di navigazione e per memorizzare e ritrasmettere il messaggio di rotta / navigazione inviato dal segmento di controllo. Queste trasmissioni sono controllate da orologi atomici altamente stabili sui satelliti. Il segmento spaziale GPS è formato da una costellazione di satelliti con un numero sufficiente di satelliti per garantire che gli utenti abbiano almeno 4 satelliti simultanei in vista da qualsiasi punto della superficie terrestre in qualsiasi momento.
Segmento di controllo:
Segmento di controllo:Il segmento di controllo comprende una stazione di controllo principale e cinque stazioni di monitoraggio dotate di orologi atomici sparsi in tutto il mondo. Le cinque stazioni di monitoraggio monitorano i segnali satellitari GPS e quindi inviano le informazioni qualificate alla stazione di controllo principale dove le anomalie vengono riviste e rimandate ai satelliti GPS attraverso le antenne di terra. Il segmento di controllo è indicato anche come stazione di monitoraggio.
segmento di controllo
Segmento utente:
Il segmento utente comprende il ricevitore GPS, che riceve i segnali dai satelliti GPS e determina la sua distanza da ciascun satellite. Principalmente questo segmento è utilizzato per le forze armate statunitensi, i sistemi di guida missilistica, le applicazioni civili per il GPS in quasi tutti i campi. La maggior parte dei civili lo utilizza dal rilevamento al trasporto alle risorse naturali e da lì anche allo scopo agricolo e alla mappatura.
Segmento di utenti
In che modo il GPS determina una posizione:
Il funzionamento / funzionamento del sistema di posizionamento globale si basa sul principio matematico della 'trilaterazione'. La posizione è determinata dalle misurazioni della distanza ai satelliti. Dalla figura, i quattro satelliti vengono utilizzati per determinare la posizione del ricevitore sulla terra. La posizione di destinazione è confermata dal 4thsatellitare. E tre satelliti vengono utilizzati per tracciare il luogo della posizione. Un quarto satellite viene utilizzato per confermare la posizione dell'obiettivo di ciascuno di quei veicoli spaziali. Il sistema di posizionamento globale è composto da satellite, stazione di controllo e stazione di monitoraggio e ricevitore. Il ricevitore GPS prende le informazioni dal satellite e utilizza il metodo di triangolazione per determinare la posizione esatta di un utente.
Il GPS viene utilizzato su alcuni incidenti in diversi modi, ad esempio:
- Per determinare le posizioni della posizione, ad esempio, è necessario inviare via radio a un pilota di elicottero le coordinate della posizione della posizione in modo che il pilota possa venirti a prendere.
- Per navigare da una posizione all'altra, ad esempio, è necessario viaggiare da una vedetta al perimetro del fuoco.
- Per creare mappe digitalizzate, ad esempio, sei assegnato a tracciare il perimetro del fuoco e i punti caldi.
- Per determinare la distanza tra due punti diversi.
3 vantaggi del GPS:
- Il sistema di navigazione satellitare GPS è uno strumento importante per gli utenti militari, civili e commerciali
- Sistemi di localizzazione dei veicoli I sistemi di navigazione basati su GPS possono fornirci indicazioni dettagliate
- Velocità molto elevata
2 Svantaggi del GPS:
- I segnali satellitari GPS sono troppo deboli rispetto ai segnali del telefono, quindi non funziona altrettanto bene al chiuso, sott'acqua, sotto gli alberi, ecc.
- La massima precisione richiede una linea di vista dal ricevitore al satellite, ecco perché il GPS non funziona molto bene in un ambiente urbano.
Utilizzo di un ricevitore GPS:
Esistono diversi modelli e tipi di ricevitori GPS. Mentre si lavora con un ricevitore GPS è importante avere:
- Una bussola e una mappa.
- Un cavo GPS scaricato.
- Alcune batterie extra.
- Conoscenza della capacità di memoria del ricevitore GPS per prevenire la perdita di dati, diminuire l'inesattezza dei dati o altri problemi.
- Un'antenna esterna quando possibile, specialmente sotto la chioma degli alberi, nei canyon o durante la guida.
- Un ricevitore GPS di configurazione in base all'incidente o al sistema di coordinate della normativa dell'agenzia
- Note che descrivono cosa si sta salvando nel ricevitore.
Errore GPS
Esistono molte fonti di possibili errori che riducono la precisione delle posizioni calcolate da un ricevitore GPS. Il tempo di viaggio impiegato dai segnali satellitari GPS può essere modificato dagli effetti atmosferici quando un segnale GPS passa attraverso la ionosfera e la troposfera viene rifratta, facendo sì che la velocità del segnale sia diversa dalla velocità di un segnale GPS nello spazio. Un'altra fonte di errore è il rumore o la distorsione del segnale che causa interferenze elettriche o errori inerenti al ricevitore GPS stesso. Le informazioni sulle orbite dei satelliti causeranno anche errori nel determinare le posizioni perché i satelliti non sono realmente dove il ricevitore GPS 'pensava' in base alle informazioni ricevute quando determinano le posizioni. Piccole variazioni negli orologi atomici a bordo dei satelliti possono tradursi in grandi errori di posizione, un errore dell'orologio di 1 nanosecondo si traduce in un errore dell'utente di 1 piede o 0,3 metri a terra. Un effetto multipath si verifica quando i segnali trasmessi dai satelliti rimbalzano su una superficie riflettente prima di arrivare all'antenna del ricevitore. Durante questo processo, il ricevitore riceve il segnale in un percorso in linea retta e nel percorso ritardato (percorsi multipli). L'effetto è simile a un'immagine fantasma o doppia su un televisore.
Diluizione geometrica della precisione (GDOP)
La geometria del satellite può anche influire sulla precisione del posizionamento GPS. Questo effetto è denominato Geometric Dilution of Precision (GDOP). Che si riferisce alla posizione dei satelliti uno sull'altro ed è una misura della qualità della configurazione del satellite. Può essere in grado di modificare altri errori GPS. La maggior parte dei ricevitori GPS seleziona la costellazione di satelliti che darà la minore incertezza, la migliore geometria del satellite.
I ricevitori GPS di solito riportano la qualità della geometria del satellite in termini di Position Dilution of Precision, o PDOP. Il PDOP è di due tipi, misurazioni orizzontali (HDOP) e verticali (VDOP) (latitudine, longitudine e altitudine). Possiamo controllare la qualità del posizionamento satellitare che il ricevitore è attualmente disponibile dal valore PDOP. Un DOP basso indica una probabilità di accuratezza maggiore e un DOP alto indica una probabilità di accuratezza inferiore. Un altro termine di PDOP è TDOP (Time Dilution of Precision). TDOP si riferisce all'offset dell'orologio satellitare. Su un ricevitore GPS è possibile impostare un parametro noto come maschera PDOP. Questo farà sì che il ricevitore ignori le configurazioni dei satelliti che hanno un PDOP superiore al limite specificato.
Disponibilità selettiva (SA) :
La disponibilità selettiva si verifica quando il DOD ha intenzionalmente degradato l'accuratezza dei segnali GPS introducendo errori di orologio ed effemeridi artificiali. Durante l'implementazione di SA, è stata la più grande componente di errore GPS, causando un errore fino a 100 metri. SA è un componente dello Standard Positioning Service (SPS).
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