GPS

Под термином GPS скрывается понятие спутниковой системы навигации. Она может измерять расстояния, временные промежутки, необходимые на их преодоление и определять местоположение объекта на карте мира. Система реализована американскими учёными, но доступна людям по всей планете. Она определяет объекты даже в воздушном пространстве. Исключением являются разве что приполярные области.

Принцип работы построен на времени отклика сигнала, отправленного спутником и принятого антенной пользовательского устройства. Это позволяет видеть местоположение объектов. А вычислить скорость уже не сложно, поскольку отчёт о передвижении поступает на спутник в режиме онлайн. Чем-то это напоминает сонар или эхолот, но на деле принцип работы данных устройств абсолютно разный.

Немного истории развития GPS

Проекты разработки системы такой спутниковой навигации возникли ещё в пятидесятых годах прошлого века, причём появились они у американцев, но благодаря спутнику, запущенному в космос СССР. Исследовательская группа, которую возглавлял в то время Ричард Кершнер, в ходе изучения сигналов заметила закономерность. Она заключалась в том, что точная частота сигнала изменяется в зависимости от расстояния. Это означает, чем больше удалён спутник от Земли, тем меньше волна. А суть идеи заключена в том, что если есть необходимость или возможность точно знать, где находится спутник в системе координат, то можно вычислить и место положения объекта, который с ним взаимодействует. Этот принцип работает и в обратном направлении.

К сожалению, данную идею смогли воплотить только спустя двадцать лет. Это стало возможно благодаря выведению на орбиту первого из целого комплекса спутников, необходимых для полного охвата пространства земли. Всего задействовано их было двадцать четыре. Кстати, последний стартовал только в 1993 году. Финансировалась система GPS и военными, поскольку сейчас именно она позволяет максимально точно координировать наведение ракет на цели, находящиеся как на земле, так и в воздушном пространстве.

Как GPS реализована технически?

На данный момент в системе работают тридцать два спутника. А сама она состоит из трёх взаимосвязанных компонентов:

1. Космическая часть, спутники и вспомогательные конструкции, которые вращаются на орбите.

2. Управляющая часть, состоит из главной управляющей станции и нескольких вспомогательных. Кроме того, в эту категорию относят ещё и антенны, и пункты мониторинга, связанные с общей системой навигации.

3. Пользовательский сегмент, состоит из миллионов приёмников. Причём используются они как военными, так и обычными пользователями навигаторов. Разница заключается лишь в мощности оборудования и его частотах.

Спутники GPS и их орбиты

Залог успешной работы GPS заключается в том, что спутники вращаются по орбите с одинаковой высотой и периодичностью. В противном случае вычисления были бы слишком сложными, что привело б к повсеместной путанице. Высота их расположения равна двадцати тысячам и двум сотням километров. При этом спутник успевает пролететь дважды вокруг земли за одни сутки. Общим является и параметр наклона орбиты, который равен пятидесяти пяти градусам. Данное построение обеспечивает полный охват каждого сектора Земли, ведь в каждой её плоскости находится сразу четыре спутника.

Области применения GPS

Тот факт, что GPS был разработан военной промышленностью, ни в коей мере не влияет на его повсеместное использование в повседневной жизни. Такое оборудование можно встретить практически в любом магазине электроники. Его встраивают в мобильные телефоны, коммуникаторы, планшеты и смартфоны. Кстати, кроме аппаратной части сегодня хорошо развито и программное обеспечение для навигаторов. Оно состоит из множества карт, они довольно подробны, что позволяет хорошо ориентироваться как на пересечённой местности, так и в условиях большого мегаполиса. Помимо этого GPS электронику можно использовать для:

— прокладывания оптимальных маршрутов, причём даже дорожные знаки можно будет учесть;
— избегания дорог, которые заполонены автомобильными пробками;
— нахождения достопримечательностей или необходимых заведений, например музеев или библиотек, в абсолютно чужом городе.

Если с целями применения GPS всё ясно, то следует дополнительно ещё и классифицировать науки, где данные возможности применимы:

1. Геодезия. При использовании оборудования GPS можно вычислять границы земельных участков и составлять геодезические карты местности.

2. Картография. При помощи информации GPS можно получить карты для авиации, как гражданской, так и военной. Данная система помогает прокладывать маршруты для самолётов, что исключает возможные столкновения или аварии.

3. Навигация. Многие считают, что GPS в основном предназначен для дорожного ориентирования. И это не удивительно, поскольку сейчас такая электроника есть практически в любой машине. Но ещё более важна возможность навигации для мореплавания. Представьте, насколько сложно было раньше работать всего лишь с компасом и звёздами. Теперь выход найден и практически не один кораблю больше не может заблудиться на просторах океана, при условии, что GPS исправен.

4. Мониторинг транспорта. GPS позволяет отслеживать маршруты и скорости автомобилей прямо через спутник. Это актуально при организации работы коммерческого транспорта. Хорошим примером можно назвать службу такси, ведь теперь водителю не приходится долго искать необходимое место вызова, маршрут за него проложит навигатор. Удобен GPS и тем, что позволяет отслеживать грузовые транспортные перевозки. Это позволяет организовать тотальный контроль за водителями, что в большинстве случаев исключает простои машин и приводит к экономии топлива.

5. Активные виды спорта и игры. Сейчас очень популярной стала сфера игр, где повсеместно применяются технологии ориентирования на местности. Ну и проще всего для этого использовать разумеется GPS.

23.08.2013
Смотрите также:

Станет ли известна правда об отравлении Скрипаля?

Загрузка ... Загрузка ...

Архив опросов