ما هو تحديد المواقع العالمي؟

اليوم، وربما أي شخص لم يسمع GPS. ومع ذلك، فهم كامل لما هو عليه، ليس على الإطلاق. هذه المادة سوف محاولة لفهم ما هو نظام تحديد المواقع العالمي، الذي يصنع وكيف يعمل.

قصة

نظام الملاحة GPS هو جزء من نافستار معقدة وتطويرها وتشغيلها من قبل وزارة الدفاع الأمريكية. بدأ مشروع مجمع تنفيذها في عام 1973. وفي أوائل عام 1978، بعد تجربة ناجحة، وضعنا موضع التنفيذ. وبحلول عام 1993، تم إطلاق 24 قمرا صناعيا، والتي تغطي كامل سطح كوكبنا حول الأرض. الحرب الأهلية في شبكة نافستار أصبح يعرف باسم GPS، وهو ما يعني نظام Positoning العالمي ( «النظام العالمي لتحديد المواقع").

وتتألف قاعدتها من الأقمار الصناعية، والتي تتحرك في مسارات دائرية ستة المدار. عرض منهم فقط على بعد أمتار النصف، وفي طول - أكثر قليلا من خمسة. الوزن في هذه الحالة هو من أجل من ثمان وأربعين مئات من الكيلوغرامات. كل منهم تقديم وظيفة كاملة في أي نقطة من كوكبنا.

يتم ذلك الرصد مع محطة التحكم الرئيسية في ولاية كولورادو. هناك شرايفر قاعدة للقوات الجوية - الخمسين اتصال الكوني.

على الأرض، وهناك تم تصميم أكثر من عشر محطات لتتبع. هم على جزيرة أسنسيون، هاواي، كواجالين، دييغو غارسيا، كولورادو سبرينغز، في كيب كانافيرال وأماكن أخرى، وعدد من التي يتزايد كل عام. تتم معالجة جميع المعلومات التي تم الحصول عليها من لهم في المحطة الرئيسية. تحميل البيانات مع التعديلات التي أدخلت كل أربع وعشرين ساعة.

هذا العالمي لتحديد المواقع - نظام الأقمار الصناعية، التي تعمل تحت سيطرة وزارة الدفاع الأمريكية. وهو يعمل في جميع الظروف الجوية ونقل المعلومات بشكل مستمر.

مبدأ العملية

وتعتمد أنظمة تحديد المواقع GPS العالمي على العناصر التالية:

• الأقمار الصناعية التثليث المساحي.
• الأقمار الصناعية lemetry.
• مرجع زمني دقيق.
• الموقع؛
• تصحيح.

دعونا دراستها بالتفصيل.

تحت يشير حساب التثليث المساحي للبيانات مسافة ثلاثة أقمار صناعية، وذلك بفضل والتي من الممكن أن حساب الموقع من نقطة معينة.

تتراوح يعني المسافة إلى الأقمار الصناعية التي يبلغ عددها في الوقت نشر إشارات الراديو منها إلى المتلقي مع سرعة الضوء. لتحديد وقت إنشاء التعليمات البرمجية PRN التي المتلقي هو قادرا على تأمين أي تأخير الوقت.

ويوضح الشكل التالي الاعتماد المباشر على دقة على مدار الساعة. الأقمار الصناعية العاملة ساعة ذرية، دقة التي تصل إلى نانو ثانية واحدة. ولكن نظرا لارتفاع تكلفة، لا يتم استخدامها في كل مكان.

وتقع الأقمار الصناعية على ارتفاع أكثر من عشرين ألف كيلومتر من الأرض، كما قدر ضروري للاستقرار الحركة المدارية والانكماش من مقاومة الهواء.

عندما يكون النظام العالمي لتحديد المواقع في العالم يجعل من الأخطاء التي هي مستعصية. ويرجع ذلك إلى إشارة تمر عبر الغلاف الجوي والغلاف الأيوني، حيث يتم تخفيض السرعة، الأمر الذي يؤدي إلى فشل في القياسات هذا.

نظام رسم الخرائط مكونات

هناك العديد من المنتجات من نظام تحديد المواقع وتطبيقات نظم المعلومات الجغرافية العالمية لرسم الخرائط. شكرا لهم، يتم إنشاء البيانات الجغرافية وتحديثها بسرعة. مكونات هذه المنتجات هي GPS-الاستقبال والبرمجيات وتخزين البيانات.

استقبال قادرة على إجراء حسابات مع تردد أقل من ثانية ودقة عشرات السنتيمترات يصل إلى خمسة أمتار، يعمل في وضع الفرق. وهي تختلف عن بعضها البعض من حيث الحجم، سعة الذاكرة وعدد من القنوات تتبع.

في حين أن الشخص يقف في مكان واحد أو يتحرك، يتلقى المتلقي الإشارات من الأقمار الصناعية وجعل حساب موقعه. يتم عرض النتائج على هيئة التنسيق على الشاشة.

وحدات التحكم وأجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تعمل تحت سيطرة البرمجيات اللازمة لجمع البيانات. برنامج يتحكم وحدة الاستقبال. محركات الأقراص هي من مختلف الأحجام والأنواع من تسجيل البيانات.

وقد تم تجهيز كل النظام مع البرامج. بعد تحميل المعلومات من القرص إلى جهاز الكمبيوتر، برنامج يزيد من دقة البيانات باستخدام طريقة معالجة خاصة، ودعا "التصحيح التفاضلي". برنامج يتصور البيانات. بعضها يمكن تحريرها يدويا، والآخر - لطباعة وهلم جرا.

GPS العالمي لتحديد المواقع - نظم تعزز جمع المعلومات عن مدخلات قواعد البيانات والبرمجيات تصدر لهم برنامج GIS.

التصحيح التفاضلي

هذه الطريقة تحسن ملحوظ في دقة البيانات التي تم جمعها. بالتالي واحدة من استقبال يتحدد عند نقطة الإحداثيات والمعلومات التي تم جمعها الأخرى حيث أنها غير معروفة.

يتم تطبيق التصحيح التفاضلي بطريقتين.

• أولا - تصحيح الفارق في الوقت الحقيقي، والتي تحسب وأنتج خطأ المحطة الرئيسية كل القنوات الفضائية. البيانات المكررة يدركها المتلقي المحمول مما يدل على البيانات التي تم تصويبها.
• التصحيح التفاضلي في آخر - - الثاني يحدث عندما تسجل المحطة الرئيسية التصحيح مباشرة إلى ملف على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. تتم معالجة الملف الأصلي مع المكرر، فإنه يتحول تصحيح تفاضلي.

نظام رسم الخرائط تريمبل قادرة على استخدام كلتا الطريقتين. وهكذا، إذا تمت مقاطعة الوقت الحقيقي واسطة، فإنه لا يزال من الممكن استخدامها في ما بعد.

تطبيق

GPS المستخدمة في مختلف المجالات. على سبيل المثال، يتم استخدام النظام العالمي لتحديد المواقع على الأرض على نطاق واسع في مجال الموارد الطبيعية، حيث الجيولوجيين، وعلماء الأحياء، الغابات والجغرافيين واستخدامها لأحكام التسجيل ومعلومات إضافية. بل هو أيضا مجال تطوير البنية التحتية والاقتصاد الحضري، عندما تسيطر عليها حركة المرور وأنظمة البلدية.

الاستخدام الواسع النطاق للنظام العالمي لتحديد المواقع GPS تلقى في الزراعة، واصفا، على سبيل المثال، وحقول معينة. في مجال العلوم الاجتماعية والمؤرخين وعلماء الآثار استخدامها للملاحة والتسجيل للأماكن التاريخية.

نطاق نظام تحديد المواقع نظم رسم الخرائط لا تنتهي عند هذا الحد. ويمكن استخدامها في أي التطبيقات الأخرى التي تتطلب إحداثيات دقيقة والوقت وغيرها من المعلومات.

GPS المتلقي

هذا استقبال لاسلكي، الذي يحدد إحداثيات موقع الهوائي استنادا إلى المعلومات عن الوقت تأخر إشارات الراديو نافستار من الأقمار الصناعية.

تتشكل القياسات بدقة من 3-5 متر، وإذا كان هناك إشارة من محطة أرضية - ما يصل إلى ملليمتر واحد. GPS للملاحة للتجارة على عينات قديمة لها دقة من مائة وخمسين مترا، ولكن في جديدة - ما يصل إلى ثلاثة أمتار.

على أساس GPS-استقبال المصنعة قطع الاشجار، GPS-بتتبع وأجهزة GPS.

قد تكون المعدات المستخدم والمهنية. وسائط الثانية نوعية مختلفة، ترددات، ونظم الملاحة والسعر.

استقبال مخصصة قادرة على معرفة بالضبط الموقع والوقت والارتفاع والاتجاه وتحديد من قبل المستخدم، السرعة الحالية للمعلومات الطريق. يتم عرض المعلومات على الهاتف أو الكمبيوتر الذي يتم إرفاق الجهاز.

GPS للملاحة: خرائط

خرائط زيادة الملاح الجودة. هم وناقلات النقطية أنواع.

يتم تخزين كائنات البيانات في إصدار ناقلات، والموقع وغيرها من المعلومات. أنها يمكن أن تكون وضعت خصائص التضاريس وأنواع عديدة من الكائنات الطبيعية، مثل الفنادق ومحطات الوقود والمطاعم، وهلم جرا. E.، كما أنها لا تحتوي على صور تأخذ مساحة أقل والعمل بشكل أسرع.

أنواع النقطية - أبسط. وهي تمثل صورة من الموقع بواسطة الإحداثيات الجغرافية. ويمكن أن تكون مصنوعة من صور الأقمار الصناعية أو نوع الخريطة الورقية - الممسوحة ضوئيا.

حاليا، هناك أنظمة الملاحة، يمكن للمستخدم استكمال أهدافها.

GPS-بتتبع

يتلقى هذا الجهاز راديو استقبال وينقل البيانات لرصد وتتبع تحركات الكائنات المختلفة، والتي تتمسك بها. وهو يشتمل على المتلقي، الإحداثيات تحديد، وجهاز الإرسال الذي يرسل لهم للمستخدم في جهاز التحكم عن بعد.

GPS-بتتبع هي:

• الشخصية، وتستخدم بشكل فردي؛
• الطريق، متصلا أوتونت على متن الطائرة.

يتم استخدامها لتحديد موقع الكائنات المختلفة (الناس والسيارات والحيوانات والسلع وهلم جرا).

ضد يمكن استخدام هذه الأجهزة إشارة تمنع وسائل تشكيل التدخل في تلك الترددات حيث يعمل تعقب.

GPS-مسجل

ويمكن لهذه الإذاعات تعمل في وضعين:

• التقليدية GPS المتلقي.
• مسجل، تسجيل في ذاكرة معلومات المسار، والتي تم تمريرها.

ويمكن أن تكون:

• المحمولة، ومجهزة ببطارية قابلة للشحن صغيرة الحجم.
• سيارة، هو مدعوم من قبل الشبكة على متن الطائرة.

في النماذج الحديثة من قطع الاشجار تسجيل البيانات ممكن يصل إلى مائتي ألف نقطة. ومن المقترح أيضا وضع علامة على أي نقطة في طريقها.

وتستخدم هذه الأجهزة على نطاق واسع في السياحة، والرياضة، وتتبع ورسم الخرائط والمسح وهلم جرا.

اليوم العالمي لتحديد المواقع

وبناء على المعلومات الواردة أعلاه يمكننا أن نستنتج أن هذه الأنظمة هي قيد الاستخدام في كل مكان، ونطاق تطبيق يميل إلى أن يكون أكثر انتشارا.

يغطي العالمي لتحديد المواقع في مجال الاستهلاك. باستخدام أحدث الابتكارات التكنولوجية يجعل نظام واحد من الاكثر شهرة في هذا القطاع من السوق.

جنبا إلى جنب مع نظام تحديد المواقع في GLONASS الروسي يجري تطويرها في أوروبا - غاليليو.

في الوقت نفسه تحديد المواقع العالمي لا يخلو من العيوب. على سبيل المثال، في شقة من المباني الخرسانية المسلحة، في نفق أو الطابق السفلي لتحديد الموقع الدقيق غير ممكن. استقبال عادي يمكن أن تتداخل مع العواصف المغناطيسية ومصادر الإذاعة، التي هي على أرض الواقع. خرائط الملاحة سرعان ما تصبح بالية.

العائق الاكبر هو أن النظام يعتمد كليا على وزارة الدفاع الأميركية، التي يجوز في أي وقت، على سبيل المثال، تمكين أو تعطيل الاضطرابات المدنية للعام. ولذلك فمن المهم أنه بالإضافة إلى GPS أنظمة تحديد المواقع العالمية وGLONASS، ويجري أيضا تطوير غاليليو.