From Wikipedia, the free encyclopedia
Globalni sistem pozicioniranja ali sistem globalnega pozicioniranja (angleško Global Positioning System, kratica: GPS; Oborožene sile ZDA uporabljajo polno ime, NAVSTAR GPS – Navigational Satellite Timing and Ranging - Global Positioning System) je satelitski navigacijski sistem, ki se uporablja za določanje točne lege in časa kjerkoli na Zemlji ali v zemeljski tirnici. Njegovi sateliti na potovanju okrog Zemlje uporabljajo srednjo krožno tirnico.
Sistem GPS je zasnovalo obrambno ministrstvo ZDA, ki ga upravlja. Njegov primarni uporabnik je ameriška vojska, ponuja pa tudi funkcionalnost za civilno rabo, zato ga lahko prosto uporablja vsakdo, ki ima ustrezen sprejemnik. Razdeljen je na tri odseke: vesoljskega, nadzornega in uporabniškega. Vesoljski odsek vključuje satelite GPS, nadzorni zemeljske postaje, ki skrbijo za nadzorovanje poti satelitov, usklajevanje njihovih atomskih ur in nalaganje podatkov, ki jih oddajajo sateliti. Uporabniški odsek sestavljajo civilni in vojaški GPS sprejemniki, ki razberejo časovne podatke iz večjega števila satelitov in nato izračunajo lego sprejemnikov s postopkom trilateracije.
Sistem je zasnovan tako, da ga sestavlja najmanj 24 satelitov, ki zagotavljajo popolno pokritje vse površine Zemlje. Prvi poskusni satelit je bil izstreljen leta 1978, trenutno so v uporabi sateliti serij Block II in Block III, ki jih izdeluje podjetje Lockheed Martin. Glavni kontrolni center je v vesoljskem oporišču Schriever v Koloradu, dopolnjujejo ga samodejne opazovalne postaje na Havajih in atolu Kwajalein v Tihem oeanu, otoku Diego Garcia v Indijskem oceanu ter otoku Ascension v Atlantskem oceanu. Te beležijo tire satelitov in pošiljajo podatke v kontrolni center, ta pa v primeru odstopanj pošilja ukaze satelitom za premike z vgrajenimi potisniki. Cena vzdrževanja sistema je okrog 400 milijonov ameriških dolarjev letno. Vključuje tudi zamenjavo odsluženih satelitov.
Navstar je bil prvi sistem satelitske navigacije v uporabi, kasneje sta nastala še ruski GLONASS in evropski Galileo.
Sistem sestavlja najmanj 24 satelitov v 6 ravninah tirnic. Vsak od njih Zemljo obkroži dvakrat dnevno na višini 20200 km in ima nameščeno atomsko uro. Satelit neprestano oddaja čas (po svoji uri) in podatke o tirnici gibanja, ki jih določajo zemeljske opazovalnice.
Prvotna verzija GPS temelji na principu uporabe dveh nosilnih frekvenc v frekvenčnem pasu L. Prva frekvenca z oznako L1 je 1572,42 MHz, druga z oznako L2 pa 1227,60 MHz. Dve frekvenci sta uporabljeni za namen izračunavanja zakasnitve, ki jo povzroča ionosfera. Obe frekvenci sta modulirani z dvema različnima kodama:
Za pridobitev podatkov o zemljepisni dolžini in širini, nadmorski višini ter točnem času potrebujemo signale štirih satelitov. Iz razlike med časom sprejema signala in časom njegove oddaje lahko določimo razdaljo med sprejemnikom in satelitom. Nato iz njihovih signalov in notranje baze podatkov ugotovimo mesta satelitov. Sprejemnik se torej nahaja na sferi, katere središče je satelit in katere polmer je določen z razdaljo, ki jo premagajo radijski signali v času od trenutka oddaje do trenutka sprejema signala. Ker sprejemnik hkrati sprejema signale iz več satelitov, je mogoče določiti lego sprejemnika na osnovi presečišča sfer s posameznih satelitov. Praviloma je za določitev lege v trirazsežnem prostoru dovolj poznavanje treh sfer, zato bi bilo tudi za določitev lege sprejemnika dovolj sprejemati signale s treh satelitov. Ta postopek zahteva veliko natančnost ure v sprejemniku. Praviloma bi morala biti tako točna kot ure v satelitih, kar praktično ni izvedljivo. Zahteve po točnosti ure v sprejemniku lahko zmanjšamo tako, da uporabimo časovni signal z dodatnega satelita, kar nam omogoča da merimo le razlike med časi sprejemov signalov s posameznih satelitov. Ker se pri tej metodi netočnost ure ne akumulira, je lahko ura v sprejemniku manj točna. V sprejemnikih se zato lahko uporabljajo kvarčne ure.
Točnost določitve lege se lahko še poveča z diferenčno metodo, ki temelji na uporabi signalov z dodatnih virov. Te signale lahko oddajajo oddajniki na geostacionarnih satelitih. V Evropi je tako poznan sistem EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) v ZDA pa WAAS (Wide Area Augmentation System). Pri delu geodetov se za uporabo diferenčne metode uporabljajo tudi oddajniki nameščeni na znani lokaciji v bližini sprejemnika. LAAS (Local Area Augmentation system). Slednji se bo v prihodnosti uporabljala za precizne prilete letal.
(v angleščini)
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.