Storia del GPS. Come leggere le coordinate GPS dei dispositivi di navigazione GPS

Satellite GPS in orbita

Il principio di base dell'utilizzo del sistema è determinare la posizione misurando i punti temporali di ricezione di un segnale sincronizzato dai satelliti di navigazione al consumatore. La distanza viene calcolata dal tempo di ritardo di propagazione del segnale dall'invio dal satellite alla ricezione dall'antenna del ricevitore GPS. Cioè, per determinare le coordinate tridimensionali, il ricevitore GPS deve avere quattro equazioni: “la distanza è uguale al prodotto della velocità della luce e la differenza tra i momenti di ricezione del segnale del consumatore e il momento della sua radiazione sincrona dai satelliti”:

Qui: - la posizione del -esimo satellite, - il momento di ricezione del segnale dal -esimo satellite secondo l'orologio del consumatore, - il momento sconosciuto di emissione sincrona del segnale da parte di tutti i satelliti secondo il orologio del consumatore, - la velocità della luce, - la posizione tridimensionale sconosciuta del consumatore.

Storia

L'idea di creare la navigazione satellitare nasce negli anni '50. Nel momento in cui l'URSS ha lanciato il primo satellite artificiale della Terra, gli scienziati americani guidati da Richard Kershner hanno osservato il segnale emanato dal satellite sovietico e hanno scoperto che a causa dell'effetto Doppler, la frequenza del segnale ricevuto aumenta man mano che il satellite si avvicina e diminuisce man mano che si allontana. L'essenza della scoperta era che se conosci esattamente le tue coordinate sulla Terra, diventa possibile misurare la posizione e la velocità del satellite e viceversa, conoscendo l'esatta posizione del satellite, puoi determinare la tua velocità e le tue coordinate .

Questa idea è stata realizzata dopo 20 anni. Nel 1973 fu avviato il programma DNSS, successivamente ribattezzato Navstar-GPS e poi GPS. Il primo satellite di prova è stato lanciato il 14 luglio 1974 e l'ultimo di tutti i 24 satelliti necessari per coprire l'intera superficie terrestre è stato lanciato nel 1993, quindi è entrato in servizio il GPS. È diventato possibile utilizzare il GPS per puntare con precisione i missili su fermi e quindi su oggetti in movimento nell'aria ea terra.

Inizialmente, il GPS, il sistema di posizionamento globale, è stato sviluppato come un progetto puramente militare. Ma dopo che un aereo della Korean Airlines con 269 passeggeri a bordo che invase lo spazio aereo dell'Unione Sovietica fu abbattuto nel 1983 a causa del disorientamento dell'equipaggio nello spazio, il presidente degli Stati Uniti Ronald Reagan, per evitare simili tragedie in futuro, permise al utilizzo parziale del sistema di navigazione per scopi civili. Al fine di evitare l'uso del sistema per scopi militari, la precisione è stata ridotta da uno speciale algoritmo. [ chiarire]

Quindi sono apparse informazioni che alcune aziende avevano decifrato l'algoritmo per ridurre l'accuratezza alla frequenza L1 e compensato con successo questa componente dell'errore. Nel 2000, il presidente degli Stati Uniti Bill Clinton ha abolito questo ingrossamento dell'accuratezza con il suo decreto.

satelliti

Bloccare	Periodo lanci	Lanci di satelliti				lavoro adesso
Bloccare	Periodo lanci	Avviare cucciolo	Non con successo	Vai a- colpi di scena	Piano- rovano	lavoro adesso
io	1978-1985	10	1	0	0	0
II	1989-1990	9	0	0	0	0
IIA	1990-1997	19	0	0	0	11
IIR	1997-2004	12	1	0	0	12
IIR-M	2005-2009	8	0	0	0	7
IIF	2010-2011	2	0	10	0	2
IIIA	2014-?	0	0	0	12	0
Totale		59	2	10	12	31
(Ultimo aggiornamento dati: 9 ottobre 2011)

Implementazione tecnica

satelliti spaziali

Un satellite non lanciato in mostra in un museo. Vista dal lato delle antenne.

Orbite dei satelliti

Orbite dei satelliti GPS. Un esempio della visibilità dei satelliti da uno dei punti della superficie terrestre. Visible sat è il numero di satelliti visibili sopra l'orizzonte dell'osservatore in condizioni ideali (campo chiaro).

La costellazione di satelliti del sistema NAVSTAR ruota attorno alla Terra in orbite circolari con la stessa altezza e periodo di rivoluzione per tutti i satelliti. Un'orbita circolare con un'altitudine di circa 20.200 km è un'orbita di molteplicità giornaliera con un periodo orbitale di 11 ore e 58 minuti; quindi, il satellite compie due orbite attorno alla Terra in un giorno siderale (23 ore e 56 minuti). Anche l'inclinazione orbitale (55°) è comune a tutti i satelliti del sistema. L'unica differenza tra le orbite dei satelliti è la longitudine del nodo ascendente, ovvero il punto in cui il piano dell'orbita del satellite interseca l'equatore: questi punti sono a circa 60 gradi l'uno dall'altro. Pertanto, nonostante gli stessi parametri orbitali (fatta eccezione per la longitudine del nodo ascendente), i satelliti ruotano attorno alla Terra su sei piani diversi, 4 satelliti ciascuno.

Caratteristiche RF

I satelliti irradiano segnali aperti per l'uso negli intervalli: L1=1575,42 MHz e L2=1227,60 MHz (a partire dal blocco IIR-M), e anche i modelli IIF irradieranno a L5=1176,45 MHz. Le informazioni di navigazione possono essere ricevute da un'antenna (di solito in linea di vista con i satelliti) ed elaborate utilizzando un ricevitore GPS.

Il codice di precisione standard (codice C/A - modulazione BPSK (1)) trasmesso nella banda L1 (e il segnale L2C (modulazione BPSK) nella banda L2 a partire dai dispositivi IIR-M) è distribuito senza limitazioni d'uso. Inizialmente utilizzato su L1, l'ingrossamento artificiale del segnale (modalità di accesso selettivo - SA) è stato disabilitato dal maggio 2000. Dal 2007 gli Stati Uniti hanno finalmente abbandonato la tecnica dell'ingrossamento artificiale. È prevista l'introduzione di un nuovo segnale L1C (modulazione BOC(1,1)) nella banda L1 con il lancio dei dispositivi Block III. Avrà compatibilità con le versioni precedenti, una migliore capacità di seguire il percorso ed è più compatibile con i segnali Galileo L1.

Per gli utenti militari sono inoltre disponibili segnali nelle bande L1 / L2, modulati con un codice P (Y) resistente al rumore (modulazione BPSK (10)). A partire dai dispositivi IIR-M è stato messo in funzione un nuovo codice M (viene utilizzata la modulazione BOC (15,10)). L'uso del codice M consente di garantire il funzionamento del sistema nell'ambito del concetto Navwar (guerra di navigazione). Il codice M viene trasmesso sulle frequenze esistenti L1 e L2. Questo segnale ha una maggiore immunità al rumore, ed è sufficiente per determinare le coordinate esatte (nel caso del codice P, era necessario ottenere anche il codice C/A). Un'altra caratteristica del codice M sarà la capacità di trasmetterlo per un'area specifica con un diametro di diverse centinaia di chilometri, dove la potenza del segnale sarà superiore di 20 decibel. Il segnale M convenzionale è già disponibile sui satelliti IIR-M, mentre il fascio stretto sarà disponibile solo sui satelliti GPS-III.

Con il lancio del satellite IIF è stata introdotta una nuova frequenza L5 (1176,45 MHz). Questo segnale è anche chiamato sicurezza della vita (protezione della vita umana). Il segnale L5 è 3 dB più forte del segnale civile e ha una larghezza di banda 10 volte più ampia. Il segnale può essere utilizzato in situazioni critiche associate a una minaccia per la vita umana. Il segnale completo sarà utilizzato dopo il 2014.

I segnali sono modulati con due tipi di sequenze pseudocasuali (PRN): codice C/A e codice P. C/A (Clear access) - codice pubblico - è un PRN con un periodo di ripetizione di 1023 cicli e una frequenza di ripetizione degli impulsi di 1023 MHz. È con questo codice che funzionano tutti i ricevitori GPS civili. Il codice P (protetto/preciso) viene utilizzato nei sistemi chiusi per uso generale, il suo periodo di ripetizione è 2*1014 cicli. I segnali modulati in codice P vengono trasmessi su due frequenze: L1 = 1575,42 MHz e L2 = 1227,6 MHz. Il codice C/A viene trasmesso solo sulla frequenza L1. Il vettore, oltre ai codici PRN, è modulato anche da un messaggio di navigazione.

Tipo di satellite	GPS II	GPS-IIA	GPS-IIR	GPS IIRM	GPS-IIF
Peso (kg	885	1500	2000	2000	2170
Durata	7.5	7.5	10	10	15
Tempo a bordo	Cs	Cs	Rb	Rb	Rb+Cs
intersatellitare connessione	-	+	+	+	+
Autonomo lavoro, giorni	14	180	180	180	>60
Anti-radiazioni protezione	-	-	+	+	+
Antenna	-	-	migliorato	migliorato	migliorato
Possibilità di personalizzazione in orbita e potenza trasmettitore aereo	+	+	++	+++	++++
navigazione segnale	L1: C/A+P L2:P	L1: C/A+P L2:P	L1: C/A+P L2:P	L1:C/LA+P+M L2:C/LA+P+M	L1:C/LA+P+M L2:C/LA+P+M L5:C

24 satelliti forniscono il 100% di operatività del sistema in qualsiasi parte del mondo, ma non possono sempre fornire una ricezione affidabile e un buon calcolo della posizione. Pertanto, al fine di aumentare la precisione di posizionamento e la riserva in caso di guasti, il numero totale di satelliti in orbita viene mantenuto in numero maggiore (31 satelliti a marzo 2010).

Stazioni di controllo a terra del segmento spaziale

Articolo principale: segmento di terra del sistema di navigazione satellitare

La costellazione orbitale è monitorata dalla principale stazione di controllo situata presso la Schriever Air Force Base, Colorado, USA e con l'ausilio di 10 stazioni di tracciamento, di cui tre stazioni sono in grado di inviare dati di correzione ai satelliti sotto forma di segnali radio con un frequenza di 2000-4000 MHz. L'ultima generazione di satelliti distribuisce i dati ricevuti tra gli altri satelliti.

Applicazione GPS

Ricevitore di segnale GPS

Nonostante il progetto GPS fosse originariamente finalizzato a scopi militari, oggi il GPS è ampiamente utilizzato per scopi civili. I ricevitori GPS sono venduti in molti negozi di elettronica e sono integrati in telefoni cellulari, smartphone, PDA e dispositivi di bordo. Ai consumatori vengono offerti anche vari dispositivi e prodotti software che consentono loro di vedere la propria posizione su una mappa elettronica; avere la capacità di tracciare percorsi tenendo conto della segnaletica stradale, delle svolte consentite e persino degli ingorghi; cerca sulla mappa case e strade specifiche, attrazioni, caffè, ospedali, stazioni di servizio e altre infrastrutture.

Ci sono state proposte per integrare i sistemi Iridium e GPS.

Precisione

Di seguito sono riportate le componenti che influiscono sull'errore di un singolo satellite in una misura di pseudoraggio:

Fonte di errore	Errore RMS, m
Instabilità del generatore	6,5
Ritardo nelle apparecchiature di bordo	1,0
L'incertezza della posizione spaziale del satellite	2,0
Altri errori del segmento spaziale	1,0
Inesattezza delle effemeridi	8,2
Altri errori del segmento di terra	1,8
Ritardo ionosferico	4,5
Ritardo troposferico	3,9
Errore di rumore del ricevitore	2,9
multipercorso	2,4
Altri errori del segmento utente	1,0
Errore totale	13,1

L'errore totale non è uguale alla somma dei componenti.

La precisione tipica dei moderni ricevitori GPS sul piano orizzontale è di circa 6-8 metri con una buona visibilità satellitare e l'utilizzo di algoritmi di correzione. Sul territorio di USA, Canada, Giappone, Cina, Unione Europea e India sono presenti stazioni WAAS, EGNOS, MSAS, ecc., che trasmettono correzioni per la modalità differenziale, che riduce l'errore a 1-2 metri in questi paesi . Quando si utilizzano modalità differenziali più complesse, l'accuratezza della determinazione delle coordinate può essere aumentata a 10 cm L'accuratezza di qualsiasi SNS dipende fortemente dall'apertura dello spazio, dall'altezza dei satelliti utilizzati sopra l'orizzonte.

Nel prossimo futuro, tutti i dispositivi dell'attuale standard GPS saranno sostituiti da una versione più recente di GPS IIF, che presenta numerosi vantaggi, tra cui una maggiore resistenza alle interferenze.

Ma la cosa principale è che GPS IIF fornisce una precisione molto maggiore nel determinare le coordinate. Se gli attuali satelliti forniranno una precisione di 6 metri, i nuovi satelliti saranno in grado di determinare la posizione, come previsto, con una precisione di almeno 60-90 cm. Se tale precisione non è solo per applicazioni militari, ma anche civili, allora questa è una buona notizia per i possessori di navigatori GPS.

A partire da ottobre 2011, i primi due satelliti della nuova versione sono stati messi in orbita: GPS IIF SV-1 lanciato nel 2010 e GPS IIF-2 lanciato il 16 luglio 2011.

In totale il contratto iniziale prevedeva il lancio di 33 satelliti GPS di nuova generazione, ma poi, per problemi tecnici, l'inizio del lancio è stato posticipato dal 2006 al 2010, e il numero dei satelliti è stato ridotto da 33 a 12. Tutti di loro saranno messi in orbita nel prossimo futuro.

La maggiore precisione della nuova generazione di satelliti GPS è resa possibile dall'uso di orologi atomici più accurati. Poiché i satelliti viaggiano a circa 14.000 km/h (3,874 km/s) (prima velocità di fuga a 20.200 km), migliorare la precisione del tempo anche nella sesta cifra è fondamentale per la triangolazione.

svantaggi

Uno svantaggio comune dell'utilizzo di qualsiasi sistema di navigazione radio è quello in determinate condizioni, il segnale potrebbe non raggiungere il ricevitore o arrivano con una distorsione o un ritardo significativi. Ad esempio, è quasi impossibile determinare la tua posizione esatta nelle profondità di un appartamento all'interno di un edificio in cemento armato, in un seminterrato o in una galleria, anche con ricevitori geodetici professionali. Poiché la frequenza operativa del GPS si trova nella gamma delle onde radio decimali, il livello di ricezione del segnale dai satelliti può deteriorarsi gravemente sotto la fitta chioma degli alberi oa causa di nuvole molto pesanti. La normale ricezione dei segnali GPS può essere danneggiata dall'interferenza di molte sorgenti radio terrestri, nonché (in rari casi) da tempeste magnetiche, o deliberatamente creata da "jammer" (questo metodo per gestire gli allarmi satellitari delle auto è spesso utilizzato dai ladri d'auto ).

La bassa inclinazione delle orbite GPS (circa 55) degrada gravemente la precisione nelle regioni circumpolari della Terra, poiché i satelliti GPS non si elevano molto in alto sopra l'orizzonte.

Una caratteristica essenziale del GPS è la completa dipendenza dalle condizioni per ricevere un segnale dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.

Adesso [ quando?] Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha deciso di avviare un aggiornamento completo del sistema GPS. Era stato pianificato molto tempo fa, ma solo ora è stato possibile avviare il progetto. Durante l'aggiornamento, i vecchi satelliti saranno sostituiti con quelli nuovi progettati e prodotti da Lockheed Martin e Boeing. Si afferma che saranno in grado di fornire una precisione di posizionamento con un errore di 0,5 metri.

L'attuazione di questo programma richiederà alcuni [ quale?] volta. Il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti afferma che sarà possibile completare completamente l'aggiornamento del sistema solo dopo 10 anni. Il numero dei satelliti non verrà modificato, saranno comunque 30: 24 funzionanti e 6 in standby.

Cronologia

1973	Decisione di sviluppare un sistema di navigazione satellitare
1974-1979	Prova di sistema
1977	Ricezione di un segnale da una stazione di terra che simula un satellite di sistema
1978-1985	Lancio di undici satelliti del primo gruppo (Blocco I)
1979	Ridurre il finanziamento del programma. La decisione di lanciare 18 satelliti invece dei previsti 24.
1980	In connessione con la decisione di ridurre il programma di utilizzo dei satelliti Vela per il monitoraggio delle esplosioni nucleari, è stato deciso di assegnare queste funzioni ai satelliti GPS. Lancio dei primi satelliti dotati di sensori per il rilevamento di esplosioni nucleari.
1980-1982	Ulteriori tagli ai finanziamenti del programma
1983	Dopo la morte dell'aereo della compagnia compagnie aeree coreane abbattuto sul territorio dell'URSS, è stata presa la decisione di fornire un segnale ai servizi civili.
1986	La morte della navicella spaziale Navetta spaziale "Challenger" sospeso lo sviluppo del programma, poiché quest'ultimo prevedeva di lanciare in orbita il secondo gruppo di satelliti. Di conseguenza, il veicolo di lancio Delta è stato scelto come veicolo principale.
1988	La decisione di schierare una costellazione orbitale di 24 satelliti. 18 satelliti non sono in grado di garantire il buon funzionamento del sistema.
1989	Attivazione dei satelliti del secondo gruppo
1990-1991	Spegnimento temporaneo SA(Inglese) disponibilità selettiva- creato artificialmente per utenti non autorizzati che arrotondano la posizione a 100 metri) a causa della Guerra del Golfo e della mancanza di modelli militari di ricevitori. Inclusione SA 01 giugno 1991.
08.12.1993	Messaggio di disponibilità del sistema Capacità operativa iniziale ). Nello stesso anno è stata presa la decisione finale di fornire un segnale di libero utilizzo ai servizi pubblici e ai privati.
1994	Costellazione di satelliti completata
17.07.1995	Prontezza completa del sistema Piena capacità operativa)
01.05.2000	Spegnimento SA per gli utenti civili, quindi, l'accuratezza della determinazione è aumentata da 100 a 20 metri
26.06.2004	Firma di una dichiarazione congiunta sulla complementarità e l'interoperabilità tra Galileo e GPS 1
dicembre 2006	Negoziati russo-americani sulla cooperazione nel campo della complementarità dei sistemi di navigazione spaziale GLONASS e GPS.²

Guarda anche

Transit (primo sistema di navigazione satellitare, anni '60 - 1996)
Galileo (sistema di navigazione europeo)
GLONASS (sistema di navigazione russo)

Appunti

Letteratura

Alessandrov I. Sistema di navigazione radio spaziale NAVSTAR (russo) // Rassegna militare straniera. - M., 1995. - N. 5. - S. 52-63. - ISSN 0134-921X.
Kozlovsky E. L'arte del posizionamento // Intorno al mondo. - M., 2006. - N. 12 (2795). - S. 204-280.
Shebshaevich V. S., Dmitriev P. P., Ivantsev N. V. et al. Sistemi di radionavigazione via satellite di rete / ed. V. S. Shebshaevich. - 2a ed., riveduta. e aggiuntivo - M.: Radio e comunicazione, 1993. - 408 p. - ISBN 5-256-00174-4

Collegamenti

Documenti e capitolati ufficiali

Sito ufficiale del governo USA e del sistema GPS con lo stato di una costellazione di satelliti (eng.)

Spiegazioni di lavoro

Sistemi globali di navigazione satellitare (GNSS). Come funziona? , gps-club.ru

Compatibilità con Gallileo e GLONASS

Galileo e GPS
Dichiarazione congiunta sulla complementarità e compatibilità GLONASS e GPS ( (link non disponibile), copia)

Varie

Sistemi di navigazione

Satellitare

storico	Cicala/ciclone di transito
Attuale globale	GPS GLONASS
Attuale regionale	Beidou/Bussola Galileo
Proiettato	IRNSS QZSS

Terra

Omega Alpha Loran-C

Come molti di noi sanno, la Terra appare a forma di palla, ma tutti sanno che non è una palla. Una differenza molto significativa per una navigazione accurata e sistemi di coordinate. La superficie complessa della Terra era chiamata geoide nel 19° secolo. La superficie del geoide coincide con la superficie dei mari e degli oceani nel loro stato calmo e si estende virtualmente sotto i continenti.

Sistemi di coordinate per navigatori GPS, coordinate geografiche.

La Terra, la sua forma e le sue coordinate.

Per l'applicazione pratica, sono ampiamente utilizzati due modelli della forma della Terra: sferico con una sua rappresentazione semplificata sotto forma di una palla con un raggio di 6371,1 chilometri e sferoidale sotto forma di un'ellisse di rivoluzione (ellissoide). È intesa come una figura geometrica, che è formata dalla rotazione di un'ellisse attorno al suo asse minore. Le dimensioni dell'ellissoide di rivoluzione, il suo orientamento e posizione rispetto al centro di massa della Terra possono essere variati per ottenere la massima precisione di approssimazione alla superficie terrestre reale. Dovrebbe essere chiaro che ogni modello utilizzato ha il proprio sistema di coordinate.

Quando parliamo di qualsiasi sistema di coordinate, intendiamo anche il modello ellissoide corrispondente. Ma queste non sono tutte le differenze che l'utente del sistema GPS deve conoscere. Se i parametri dell'ellissoide sono selezionati per la Terra nel suo insieme, tale ellissoide viene chiamato ellissoide terrestre comune (GGE). Per descrivere una regione locale (parziale) della superficie terrestre con maggiore precisione, è possibile utilizzare un ellissoide con altri parametri.

Tale ellissoide, legalmente accettato per la misurazione e l'elaborazione di dati geodetici, è chiamato ellissoide di riferimento (RE) e il sistema di coordinate che forma è chiamato riferimento. Nell'ellissoide di riferimento, il suo asse minore non coincide con l'asse di rotazione della Terra, ma deve essere ad esso parallelo. Nell'OSE, il semiasse minore coincide sempre con l'asse di rotazione e il centro dell'ellissoide coincide con il centro di massa della Terra.

Sul territorio della CSI vengono utilizzati due sistemi di coordinate globali, PZ-90 e International WGS-84 (Wordl Geodetic System 1984). I numeri nella designazione del sistema indicano l'anno della sua creazione. Entrambi i sistemi sono vicini l'uno all'altro. PZ-90 è utilizzato nella CSI per il supporto geodetico dei voli orbitali e WGS-84 è utilizzato in tutto il mondo per l'elaborazione di misurazioni satellitari GPS. I sistemi di riferimento russi includono i sistemi SK-42 (Pulkovo) e SK-95. Entrambi i sistemi utilizzano l'ellissoide di Krasovsky (introdotto dal 1946) e sono utilizzati nel lavoro geodetico e cartografico.

Sistemi di coordinate per navigatori GPS.

Durante la navigazione e l'utilizzo dei navigatori GPS, è molto importante comprendere che visualizzare le posizioni GPS su mappe con diversi sistemi di coordinate senza ricalcolarle comporterà grandi errori. Pertanto, i programmi di mappatura vengono utilizzati per convertire i dati, ad esempio, dal sistema WGS-84 in sistemi di coordinate locali. Fortunatamente, gli utenti di navigatori GPS portatili non hanno affatto questo problema. Quando si utilizza una mappa cartacea con griglia di coordinate insieme a un navigatore GPS, è necessario verificare la coincidenza dei sistemi di coordinate della mappa e del navigatore.

Se necessario è possibile personalizzare il sistema di coordinate del navigatore impostando in esso dei parametri, detti datum, corrispondenti alla mappa caricata, oppure selezionando un dato personalizzato. Il navigatore eseguirà quindi la trasformazione delle coordinate automaticamente. Un datum è un sistema di coordinate geodetiche, determinato in modo univoco dalle dimensioni del suo ellissoide e dalla sua posizione rispetto al centro della Terra. Il numero di diversi datum, o più semplicemente - sistemi di coordinate utilizzati nella cartografia mondiale, è più di cento. Sono stati proposti diversi datum per ottenere la migliore approssimazione del modello che definiscono alla superficie reale della Terra in una data regione.

Ad esempio, il dato nordamericano NAD-27 locale è progettato per rappresentare al meglio il Nord America, mentre il dato europeo ED-50 locale è progettato per l'uso in Europa. I dati locali non possono essere applicati al di fuori dell'area per la quale sono stati sviluppati. Per comodità dell'utente dei navigatori GPS, i parametri di molti dati sono archiviati nella loro memoria, il che consente di utilizzare senza difficoltà mappe elettroniche da varie fonti.

Su molti documenti viene indicato un emendamento per il passaggio dal sistema di coordinate cartografiche al WGS-84 internazionale, in cui funziona il GPS. Ad esempio, per tracciare un punto situato nell'area del Mar Baltico e del Ladoga con coordinate secondo il sistema WGS-84 su una mappa russa costruita nel sistema dell'Osservatorio Pulkovo nel 1942, è necessario spostare questo punto entro 0,14 minuti a est. Alla latitudine di San Pietroburgo, questa differenza corrisponde a circa 130 metri.

Coordinate geografiche.

Per determinare la posizione di qualsiasi oggetto sulla superficie terrestre, viene utilizzato un sistema di coordinate geografiche e due punti speciali: i poli nord e sud. I poli sono, come è noto, i punti di intersezione dell'asse di rotazione della Terra con la superficie dell'ellissoide. Le coordinate geografiche sono rappresentate più chiaramente in un modello sferico della Terra. In esso, le coordinate geografiche, latitudine e longitudine, sono determinate utilizzando cerchi formati quando il modello sferico della Terra viene tagliato da piani: per latitudine - in direzione orizzontale e per longitudine - in direzione verticale.

Il cerchio EQ, formato sulla superficie della palla da un piano di taglio orizzontale perpendicolare all'asse terrestre e passante per il centro della palla, è chiamato equatore. Divide il globo negli emisferi settentrionale e meridionale. Cerchi di piccoli cerchi, i cui piani sono paralleli al piano dell'equatore, formano paralleli (PP). I cerchi formati da piani passanti per l'asse terrestre sono detti meridiani (geografici o veri). Tra tutti i meridiani è necessario individuare il PnGPs iniziale (zero), detto meridiano di Greenwich, poiché passa per l'osservatorio astronomico di Greenwich (Inghilterra). Questo meridiano divide il globo negli emisferi orientale e occidentale.

latitudine geografica.

La latitudine geografica di un punto sulla superficie dello sferoide terrestre è l'angolo tra il piano equatoriale e la normale (linea verticale) a questa superficie. Per il modello della Terra a forma di palla, la normale coincide con il raggio terrestre OM disegnato per un dato punto M fino al centro della palla. La latitudine è misurata dall'arco meridiano (angolo MOL) dall'equatore al parallelo del punto dato. La latitudine assume valori nell'intervallo da 0 a 90 gradi. Se il punto si trova nell'emisfero settentrionale, alla latitudine viene assegnato il nome N (settentrionale), se nel sud - S.

Longitudine geografica.

La longitudine geografica di un punto è l'angolo diedro tra i piani del meridiano iniziale (zero) e il meridiano passante per un dato punto. Pertanto, la longitudine del punto M è determinata dall'angolo GOL. La longitudine è misurata dall'arco più piccolo dell'equatore, GL, e, ad esempio, non dall'arco GEQL. Le longitudini sono contate a est oa ovest del primo meridiano, da 0 a 180 gradi.

Se il punto si trova nell'emisfero orientale, alla longitudine viene assegnato il nome E (orientale), se nell'ovest - W (occidentale). A volte, per designare gli emisferi di un punto, i segni +/- sono usati nelle coordinate. Inoltre, il segno meno è attribuito alle coordinate situate negli emisferi meridionale e occidentale. Per le coordinate geografiche nei navigatori GPS vengono utilizzati i seguenti formati:

- ddd.mm.ss.s - gradi, minuti, secondi,
- ddd.dddd - gradi, gradi decimali,
— ddd.mm.mmm — gradi, minuti, frazioni decimali di minuti.

Basato sui materiali del libro "Tutto sui navigatori GPS".
Naiman VS, Samoilov AE, Ilyin NR, Sheinis AI

Come leggere le coordinate GPS. Prima di immergerci nella lettura delle coordinate GPS, è importante che tu abbia una buona conoscenza del sistema GPS e una conoscenza di base delle linee geografiche di latitudine e longitudine. Una volta compreso questo e letto le tue coordinate, puoi esercitarti con gli strumenti online.

Introduzione al GPS

GPS sta per Global Positioning System; un sistema utilizzato in tutto il mondo per la navigazione e la geodesia. È ampiamente utilizzato per determinare con precisione la tua posizione in qualsiasi punto della superficie terrestre e ottenere l'ora corrente in un luogo specifico.

Ciò è reso possibile da una rete di 24 satelliti artificiali chiamati satelliti GPS che si muovono intorno alla terra con grande velocità e precisione. Utilizzando onde radio a bassa potenza, i dispositivi possono comunicare con i satelliti per individuare la loro posizione esatta sul globo.

Originariamente utilizzato solo dai militari, il sistema GPS è diventato disponibile per uso civile quasi 30 anni fa. È supportato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti.

Latitudine e longitudine

Il sistema GPS utilizza le linee geografiche di latitudine e longitudine per fornire le coordinate della posizione di una persona o di un oggetto. La lettura e la comprensione delle coordinate GPS richiede una conoscenza di base della navigazione utilizzando le linee di latitudine e longitudine. L'utilizzo di entrambi i gruppi di linee fornisce le coordinate per varie località in tutto il mondo.

Linee di latitudine

Le linee di latitudine sono linee orizzontali che corrono da est a ovest attraverso il globo. La linea di latitudine più lunga e importante è chiamata equatore. L'equatore è rappresentato come 0° di latitudine.

Spostandosi a nord dell'equatore, ogni linea di latitudine aumenta di 1°. Quindi ci saranno linee di latitudine che rappresentano 1°, 2°, 3° e così via fino a 90°. L'immagine sopra mostra solo le linee di latitudine 15°, 30°, 45°, 60°, 75° e 90° sopra l'equatore. Noterai che la linea di latitudine a 90° è raffigurata come un punto al Polo Nord.

Tutte le linee di latitudine sopra l'equatore sono contrassegnate con "N" per indicare il nord dell'equatore. Quindi abbiamo 15°N, 30°N, 45°N e così via.

Spostandosi a sud dell'equatore, ogni linea di latitudine aumenta anche di 1°. Ci saranno linee di latitudine che rappresentano 1°, 2°, 3°, ecc. fino a 90°. L'immagine sopra mostra solo le linee di latitudine 15°, 30° e 45° sotto l'equatore. La linea di 90° di latitudine è rappresentata da un punto al Polo Sud.

Tutte le linee di latitudine al di sotto dell'equatore sono indicate da una "S" per indicare il sud dell'equatore. Quindi abbiamo 15°S, 30°S, 45°S e così via.

Linee di longitudine

Le linee di longitudine sono linee verticali che si estendono dal Polo Nord al Polo Sud. Viene chiamata la linea principale di longitudine nullo meridiano. Il meridiano è rappresentato come 0° di longitudine.

Spostandosi a est del primo meridiano, ciascuna linea di latitudine aumenta di 1°. Quindi ci saranno linee di longitudine che rappresentano 1°, 2°, 3° e così via fino a 180°. L'immagine mostra solo le linee di longitudine 20°, 40°, 60°, 80° e 90° a est del meridiano.

Tutte le linee di longitudine ad est del meridiano sono contrassegnate da una "E" per indicare ad est del Primo Meridiano. Quindi abbiamo 15°E, 30°E, 45°E e così via.

Spostandosi a ovest del meridiano, ogni latitudine aumenta anche di 1°. Ci saranno linee di longitudine che rappresentano 1°, 2°, 3°, ecc. fino a 180°. L'immagine sopra mostra solo le linee 20°, 40° 60°, 80° e 90° ad ovest del primo meridiano.

Tutte le linee di longitudine a ovest del meridiano sono contrassegnate da una "W" per indicare l'ovest del meridiano. Quindi abbiamo 15°W, 30°W, 45°W e così via.

Puoi visualizzare maggiori dettagli sulla linea di latitudine e longitudine guardando questo video di YouTube al link sottostante:

Lettura delle coordinate geografiche

La navigazione globale utilizza linee di latitudine e longitudine per individuare una posizione specifica sulla superficie terrestre. È dato come coordinate geografiche.

Lascia che la posizione sia lungo una linea di latitudine 10° N e lungo una linea di longitudine 70° O. Quando si indicano le coordinate di una posizione, la linea di latitudine è sempre elencata per prima, seguita dalla linea di longitudine. Pertanto, le coordinate di questo luogo sarebbero: 10° di latitudine nord, 70° di longitudine ovest.
Le coordinate possono essere semplicemente scritte come 10°N, 70°W (10°N, 70°W)

Tuttavia, la maggior parte dei luoghi sulla Terra non si trova lungo le linee di latitudine o longitudine, ma all'interno delle figure create dall'intersezione di linee orizzontali e verticali. Per individuare una persona sulla superficie terrestre, le linee di latitudine e longitudine sono ulteriormente separate ed espresse in uno dei tre formati generali:

1 / gradi, minuti e secondi (DMS)

Lo spazio tra ciascuna linea di latitudine o longitudine che rappresenta 1° è diviso in 60 minuti e ogni minuto è diviso in 60 secondi. Un esempio di tale formato:

41°24'12.2"N 2°10'26.5"E La linea di latitudine indica 41 gradi (41°), 24 minuti (24'), 12,2 secondi (12,2') a nord. La linea di longitudine viene letta come 2 gradi (2°), 10 minuti (10'), 26,5 secondi (12,2') est.

2 / Gradi e Minuti Decimali (DMM)

Lo spazio tra ciascuna linea di latitudine o longitudine che rappresenta 1° è diviso in 60 minuti e ogni minuto è ulteriormente suddiviso ed espresso in decimali. Un esempio di questo formato:

41 24,2028, 10,4418 2 La linea di latitudine viene letta come 41 gradi (41), 24,2028 minuti (24,2028) di latitudine nord. La coordinata per la linea di latitudine rappresenta il nord dell'equatore perché è positiva. Se il numero è negativo, rappresenta il sud dell'equatore.

La linea di longitudine indica 2 gradi (2), 10,4418 minuti (10,4418) a est. La coordinata per la linea di longitudine rappresenta l'est del Primo Meridiano perché è positiva. Se il numero è negativo, rappresenta l'ovest del meridiano

3 / Gradi decimali (DD)

Lo spazio tra ciascuna linea di latitudine o longitudine che rappresenta 1° è diviso ed espresso in decimali. Un esempio di questo formato:

41,40338, 2,17403
La linea di latitudine indica 41,40338 gradi nord. La coordinata per la linea di latitudine rappresenta il nord dell'equatore perché è positiva. Se il numero è negativo, rappresenta il sud dell'equatore.

La linea di longitudine indica 2,17403 gradi est. La coordinata per la linea di longitudine rappresenta l'est del Primo Meridiano perché è positiva. Se il numero è negativo, rappresenta l'ovest del meridiano.

Lettura delle coordinate su Google Maps

La maggior parte dei dispositivi GPS fornisce le coordinate in formato gradi, minuti e secondi (DMS) o più comunemente in formato gradi decimali (DD). Le popolari mappe di Google forniscono le loro coordinate nei formati DMS e DD.

L'immagine sopra mostra la posizione della Statua della Libertà su Google Maps. Le sue coordinate di posizione sono:

40° 41′ 21.4” N 74° 02′ 40.2” W (DMS) Si legge come:
"40 gradi, 41 minuti, 21,4 secondi a nord e 74 gradi, 2 minuti, 40,2 secondi a est"

40.689263 -74.044505 (DD) Ricordiamo che le coordinate decimali (DD) non hanno le lettere N o S per indicare se la coordinata di latitudine è sopra o sotto l'equatore. Se non ci sono lettere W o E per indicare se la longitudine è una coordinata a ovest oa est del Primo Meridiano.

Questo viene fatto usando numeri positivi e negativi. Poiché la coordinata della latitudine è positiva, la coordinata è sopra l'equatore. Poiché la coordinata della longitudine è negativa, si trova a ovest del primo meridiano.

Controllo delle coordinate GPS

Google Maps è un ottimo strumento Internet per controllare le coordinate dei luoghi di interesse.

Trovare le coordinate per una posizione specifica
1/ Apri Google Maps su https://maps.google.com/ e trova la posizione del tuo luogo di interesse.

2/ Fai clic con il pulsante destro del mouse sulla posizione e seleziona "Cosa c'è qui?" Nel piccolo menu che appare.

3 / Apparirà un piccolo rettangolo in basso con il nome della posizione e le coordinate nel formato dei gradi decimali (DD).

Controllo delle coordinate di un luogo specifico

Sono disponibili siti Web che forniscono una rapida conversione tra DMS e DD. Ecco un link a Sito web, che fornisce le coordinate DMS e DD per qualsiasi posizione specifica utilizzando Google Maps.

Dispositivi abilitati GPS

Per sfruttare la precisione precisa del sistema GPS, è necessario un dispositivo abilitato per il GPS. Questi dispositivi comunicano direttamente con i satelliti GPS utilizzando onde radio a bassa potenza. Comunicando con almeno tre satelliti GPS, il dispositivo può individuare la tua posizione esatta sulla Terra.

Dispositivi di navigazione GPS

Aziende come Garmin e Magellan producono dispositivi di navigazione GPS dedicati. Sono disponibili in diverse dimensioni e possono assomigliare a uno smartphone o un tablet. Questi dispositivi dispongono di uno speciale software integrato che utilizza il sistema GPS per aiutare le persone a trovare il percorso più breve verso un determinato luogo, trovare luoghi di interesse e altro ancora. Sono comunemente usati nei veicoli, nell'escursionismo e in alcuni sport.

Sopra c'è l'immagine di un dispositivo di navigazione GPS; Magellan RoadMate 2255T-LMB.

Smartphone

La maggior parte degli smartphone, in particolare i telefoni di fascia alta, supportano il GPS e possono essere utilizzati come dispositivo di navigazione se hai installato le app giuste.

Computer portatili

Alcuni laptop e netbook supportano il GPS e forniscono informazioni di navigazione in movimento.

Periferiche del computer

I dispositivi che si collegano al computer tramite USB, Bluetooth o slot di espansione consentono al computer di utilizzare il sistema GPS.

GPS(Global Positioning System - sistema di posizionamento globale) - un sistema di ricerca satellitare, composto da un insieme di 24 satelliti posti in orbita dal Dipartimento della Difesa statunitense e stazioni di localizzazione a terra, uniti in una rete comune. Il Global Positioning System funziona in qualsiasi condizione meteorologica, ovunque nel mondo, 24 ore al giorno. Non ci sono restrizioni sull'uso del sistema di coordinate.

Storia dello sviluppo del GPS

Il GPS è stato originariamente sviluppato per scopi puramente militari: il sistema di difesa necessitava, da un lato, di strumenti di guida per armi a lungo raggio di alta precisione e, dall'altro, di un sistema di navigazione universale disponibile per l'uso di massa nell'esercito. Combinando questi compiti in uno - la creazione di un accurato sistema di posizionamento - dagli anni '60, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti iniziò a lavorare. Vedendo il potenziale di questo sistema non solo per scopi militari, gli sviluppatori avevano il compito di rendere l'attrezzatura disponibile a un'ampia gamma di utenti, ma a condizione che i militari potessero limitare in qualsiasi momento il funzionamento del sistema.

Con i requisiti di base per il sistema in atto, la Marina e l'Aeronautica Militare degli Stati Uniti hanno iniziato a sviluppare un concetto per l'utilizzo dei segnali radio emessi dai satelliti per scopi di navigazione. Naturalmente, il motivo è stato il lancio del primo satellite artificiale. Gli Stati Uniti hanno monitorato il suo volo, ricevendo in anticipo un segnale da un trasmettitore di bordo in punti a terra con coordinate note. Sono stati studiati i parametri del passaggio dei segnali attraverso lo spessore dell'atmosfera terrestre e lo spostamento di frequenza Doppler che si verifica quando il satellite si muove lungo l'orbita, che possono essere utilizzati per calcolare l'intera orbita del satellite. Il Dr. Frank McClure dell'Applied Physics Laboratory (APL) ha sottolineato che, al contrario, se si conosce l'intera orbita del satellite, la posizione esatta del satellite in orbita può essere calcolata dallo spostamento Doppler. L'interesse è sorto per il problema inverso: il calcolo delle coordinate del ricevitore in base ai segnali ricevuti dal satellite.

Il sistema Transit, sviluppato nel 1964, è stato il precursore del GPS. Consisteva di 7 satelliti a bassa orbita che emettevano segnali stabili. Diverse stazioni di terra hanno monitorato e corretto i parametri dell'orbita. Gli utenti hanno determinato le loro coordinate sulla superficie terrestre misurando lo spostamento di frequenza Doppler da ciascun satellite. Nel 1967, il sistema di transito divenne disponibile per gli utenti civili. È stato adattato molto rapidamente per la navigazione navale, ma a causa di un gran numero di carenze, non poteva essere utilizzato su aerei e altri oggetti in rapido movimento.

Il secondo predecessore GPS, Timation, è stato sviluppato sotto la direzione di Roger Easton presso l'NRL (Naval Research Laboratory, Naval Research Laboratory). Il programma di ricerca iniziato nel 1964 comprendeva il lancio di due satelliti artificiali portanti orologi ultra stabili, la trasmissione di precisi segnali orari dal satellite e la determinazione delle coordinate bidimensionali del ricevitore. L'idea principale era quella di utilizzare trasmettitori sincronizzati che emettessero un segnale codificato. Misurando il ritardo del segnale proveniente da satelliti aventi coordinate preconosciute, è possibile calcolare la distanza dai satelliti e in base a questa calcolare le coordinate del ricevitore. Pertanto, il principio di base del funzionamento del GPS è stato posto e testato sperimentalmente.

Nel frattempo, l'US Air Force stava lavorando a un sistema tridimensionale ("System 621B") con accesso continuo. Nel 1972, è stato dimostrato un sistema che utilizza un nuovo metodo per separare i segnali satellitari: la divisione del codice basata su un segnale simile al rumore pseudo-casuale. In questa versione, tutti i satelliti irradiano alla stessa frequenza portante, che è modulata da un codice pseudo-casuale ultra lungo, individuale per ciascun satellite, che ha permesso di aumentare notevolmente l'immunità al rumore e di trasmettere informazioni sulla posizione dei satelliti (effemeridi) nel segnale, nonché timestamp accurati. Nel caso più semplice, i codici potrebbero essere sia pubblicamente disponibili che segreti. Solo i codici aperti erano disponibili per gli utenti civili, quindi era sufficiente introdurre errori deliberati nelle informazioni trasmesse dai codici aperti, solo l'equipaggiamento militare sarebbe rimasto operativo e i ricevitori civili avrebbero cessato di funzionare con una precisione accettabile. Durante le prove di questo sistema è stato formulato il concetto di un sistema globale di 16 satelliti in orbita geostazionaria, le cui proiezioni sulla superficie terrestre erano estese di 30° a nord ea sud dell'equatore.

Negli anni successivi, un comitato riunito per coordinare gli sforzi di tutti i gruppi di ricerca che sviluppano vari sistemi di navigazione ha finalmente stabilito quale dovrebbe essere un sistema di navigazione satellitare. Nell'aprile 1973, l'Air Force è stata approvata come principale sviluppatore del DNSS (Defensive Navigation Satellite System). Nel dicembre dello stesso anno, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha approvato e finanziato la prima delle tre fasi di sviluppo di NAVSTAR GPS, un sistema basato su concetti.

La prima fase ha comportato la conferma sperimentale dell'adeguatezza del concetto generale di sistema di navigazione satellitare, la dimostrazione del suo potenziale intrinseco e la specificazione dell'ulteriore piano di lavoro. La seconda fase includeva lo sviluppo ingegneristico su vasta scala, la terza la produzione e la distribuzione di segmenti GPS. I primi satelliti sperimentali hanno permesso di testare il metodo di misurazione del campo utilizzando un segnale radio a banda larga e timestamp di precisione ottenuti da orologi atomici. Le orbite circolari dei satelliti sono state successivamente aumentate da 925 km a 13000 km, per poi raggiungere il valore finale di 20145 km. La frequenza portante dei trasmettitori è cambiata allo stesso modo: prima 400 MHz, poi 1227 MHz, e successivamente ha raggiunto il valore attuale di 1575 MHz. I militari prevedevano il duplice uso dei satelliti GPS, oltre alle apparecchiature di posizionamento e tempo preciso esistenti, i satelliti potevano trasportare a bordo sensori di esplosione nucleare (NUDET, detonazione nucleare), progettati per rilevare i fatti di un test di armi nucleari, identificare un attacco nucleare e valutare l'entità della distruzione.

Nell'agosto del 1979 furono messe in funzione tutte le componenti di base del sistema, il Joint Center annunciò il passaggio alla fase successiva dei lavori. Il periodo dal 1980 al 1989 è stato caratterizzato da tentativi di mantenere la sostenibilità dello sviluppo del GPS, con diverse battute d'arresto significative, principalmente a causa di problemi di finanziamento. Il primo satellite di questo periodo è stato lanciato in orbita nel febbraio 1989 ed è entrato in funzione ad aprile. Quindi sono stati lanciati altri 23 satelliti.

Contestualmente al segmento satellitare si sono sviluppati i segmenti terrestre e di utenza. Il controllo è stato spostato alla Falcon Air Force Base, in Colorado. Il sistema è stato completamente testato e ha dimostrato un'interazione di successo tra stazioni di controllo a terra, satelliti e apparecchiature terminali.

Il primo test di combattimento su vasta scala per il sistema è stata la crisi nel Golfo Persico, avvenuta nel 1990-1991. I satelliti GPS hanno consentito alle forze della coalizione anti-Iraq di manovrare, localizzare e sparare con una precisione senza precedenti 24 ore al giorno. Le condizioni erano le più difficili: frequenti tempeste di sabbia, mancanza di strade asfaltate, copertura vegetale e altri punti di riferimento.

Nel marzo 1994 la formazione della costellazione GPS è stata completata con il lancio del 24° satellite. Il sistema mantiene una precisione di posizionamento di 100 metri per gli utenti civili. È stato inoltre affermato che il Dipartimento della Difesa statunitense si impegna a informare gli utenti civili con 48 ore di anticipo rispetto alla prevista chiusura del servizio di posizionamento standard ea notificare le emergenze. Dal 1996 sono stati lanciati in orbita satelliti di un nuovo tipo con capacità avanzate, incluso un sistema di navigazione autonomo. Consente al satellite, in caso di impossibilità di contatto con la stazione di terra, di funzionare autonomamente senza perdita di precisione per almeno 180 giorni.

Durante lo sviluppo del concetto GPS originale, si riteneva che una precisione di 100 metri sarebbe stata sufficiente per gli utenti civili. I test alla fine degli anni '70 hanno mostrato che i codici di precisione standard hanno prodotto risultati significativamente migliori. La precisione di posizionamento effettiva in quel momento era compresa tra 20 e 30 m. Per garantire il vantaggio dei militari nell'utilizzo del GPS, si è deciso di introdurre una limitazione deliberata della precisione per gli utenti civili (sono stati introdotti errori intenzionali nei dati di navigazione trasmessi dai satelliti , la precisione dei segnali temporali di riferimento è stata sottovalutata). L'uso del GPS si espanse e presto la precisione standard di cento metri cessò di soddisfare le persone. A mezzanotte tra il 1 e il 2 maggio 2000, lo spegnimento forzato di precisione è stato disabilitato.

Composizione del sistema

Il sistema GPS è composto da tre segmenti:

segmento spaziale
settore controllo e gestione
segmento delle apparecchiature di navigazione dei consumatori/apparecchiature di navigazione satellitare

Segmento spaziale

Attualmente, la costellazione GPS ha 32 satelliti.

Sono in corso i lavori per l'aggiornamento del sistema GPS sostituendo la costellazione orbitale con i satelliti di quinta generazione (GPS-III), per i quali:

A Waterton, pc. Colorado, Lockheed Martin ha completato l'assemblaggio di 10 satelliti GPS-III;

Il satellite GPS-IIISV01 è stato lanciato a dicembre 2018 da un veicolo di lancio Falcon-9 (il primo di dieci satelliti GPS-III che dovrebbero progressivamente sostituire altri veicoli attualmente in orbita);

La US Air Force nel settembre 2018 ha firmato un contratto aggiuntivo con Lockheed Martin per la produzione di 22 satelliti GPS-IIIF;

Raytheon ha fornito un sistema front-end GCC (Ground Control System) di nuova generazione, noto come Block 0, per supportare i lanci e i controlli orbitali dei satelliti GPS-III.

L'uso dei satelliti GPS-III dovrebbe fornire un aumento delle caratteristiche dei consumatori, tra cui: potenza, stabilità, affidabilità, immunità al rumore, precisione di posizionamento, espandere le possibilità di utilizzo del segnale L1C civile e del segnale M-Code per i consumatori militari.

L'introduzione di nuovi segnali di navigazione GPS garantisce il miglioramento della struttura dell'informazione digitale e l'utilizzo di nuovi tipi di modulazione, nonché il passaggio dalla struttura del messaggio di navigazione di tipo NAV a strutture del CNAV e CNAV-2 tipi, che trasmettono in modo più accurato informazioni sullo stato GPS nel nuovo formato (ora corrente, KA, informazioni effemeridi-temporali, almanacco di sistema, ecc.). In questo caso i messaggi vengono trasmessi sotto forma di pacchetti di varia durata al posto dell'architettura superframe/frame utilizzata.

Un cambiamento significativo nella struttura del CNAV è un aumento del numero di veicoli spaziali utilizzati per lo scopo previsto, da 32 a 63, nonché la capacità di trasmettere rapidamente dati sulle prestazioni di un particolare dispositivo (integrità) con un ritardo di non più di 6 s.

Caratteristiche aggiuntive

Sistema di rilevamento delle esplosioni nucleari.

Sistema di allarme di emergenza satellitare DASS.

Blocchi KA

Principio di funzionamento

I satelliti del sistema si muovono su un'orbita precisa con un periodo di rivoluzione di 11 ore e 58 minuti e trasmettono informazioni alla Terra. I ricevitori GPS prendono queste informazioni e utilizzano la triangolazione per calcolare la posizione esatta dell'utente. In sostanza, il ricevitore GPS confronta l'ora trasmessa dal satellite con l'ora in cui è stata inviata. La differenza di fuso orario indica al ricevitore quanto è lontano il satellite. Dopo aver misurato tale distanza da molti altri satelliti, il ricevitore può determinare la posizione dell'utente e, ad esempio, mostrarla sulla mappa elettronica del ricevitore di navigazione (navigatore).

Il navigatore deve essere agganciato ai segnali di almeno tre satelliti per determinare due coordinate (latitudine e longitudine). Con quattro o più satelliti in vista, il ricevitore può determinare tre coordinate utente (latitudine, longitudine e altitudine). Una volta determinata la posizione dell'utente, il sistema può calcolare altre informazioni come velocità, direzione, distanza percorsa, distanza dalla destinazione, ora di alba e tramonto e così via.

I ricevitori GPS odierni sono estremamente precisi grazie alla loro natura multicanale parallela. 12 ricevitori GPS paralleli sono in grado di mantenere i segnali satellitari anche in una fitta vegetazione o negli edifici cittadini. Alcuni fattori atmosferici e altre fonti di errore possono influenzare la precisione dei ricevitori del sistema globale.

Nuovi modelli di ricevitori GPS con il sistema WAAS(Wide Area Augmentation System) sono in grado di migliorare la precisione di determinazione delle coordinate fino a 2-3 metri. Questo sistema spaziale trasmette informazioni che garantiscono la continuità dei segnali satellitari, nonché dati di correzione determinati dalle stazioni di terra. I governi di Stati Uniti, Canada e altri paesi hanno installato stazioni GPS differenziali ( DGPS) progettati per trasmettere segnali correttivi. Queste stazioni operano nelle zone costiere, nonché nei bacini fluviali navigabili. L'uso del sistema DGPS è gratuito. I segnali trasmessi dalle stazioni DGPS non solo correggono gli errori nel calcolo della posizione, ma compensano anche il deterioramento della precisione del GPS causato dall'utilizzo del programma SA (Selective Availability) del Dipartimento della Difesa statunitense. È necessario hardware aggiuntivo per utilizzare DGPS.

Fonti di errori del segnale GPS

I fattori che possono degradare il segnale GPS e quindi influenzare la precisione sono:

Ritardi della ionosfera e della troposfera- il segnale satellitare si indebolisce mentre attraversa l'atmosfera. Il sistema GPS utilizza un programma integrato che calcola la quantità media di ritardo per correggere parzialmente questo tipo di errore.
Segnale ramificato- Ciò si verifica quando il segnale GNSS viene riflesso da oggetti come edifici alti o superfici rocciose prima che raggiunga il ricevitore. Ciò aumenta il tempo di percorrenza del segnale, causando così errori.
Errori dell'orologio del ricevitore- L'orologio integrato del ricevitore non è preciso come l'orologio atomico di bordo del satellite GPS. Pertanto, potrebbe avere errori di temporizzazione molto piccoli.
Errori orbitali- Conosciuti anche come errori di effemeridi, sono errori di posizione del satellite.
Numero di satelliti- Più satelliti può vedere il ricevitore, migliore è la precisione. I moduli del sistema globale non funzioneranno normalmente all'interno, sott'acqua o sotterranei.
geometria satellitare- Si riferisce alla posizione relativa dei satelliti in un dato momento. Una geometria satellitare ideale esiste quando i satelliti sono ad angolo ampio l'uno rispetto all'altro.
Degrado intenzionale delle prestazioni del segnale satellitare- La fonte principale è stata la presenza del cosiddetto regime di “accesso limitato”. In questa modalità, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha introdotto a priori un errore nei segnali satellitari, che ha permesso di determinare la posizione con una precisione di 30-100 m Dal 1 maggio 2000, la modalità "accesso limitato" è stata disabilitata .

Applicazione GPS

Geodesia: utilizzando il GPS, vengono determinate le coordinate esatte di punti e confini terrestri
Cartografia: il GPS è utilizzato nella cartografia civile e militare
Navigazione: tramite GPS si effettua la navigazione sia marittima che stradale
Monitoraggio satellitare dei trasporti: con l'ausilio del GPS si monitorano la posizione e la velocità delle auto e si controlla il loro movimento
Cellulare: i primi telefoni cellulari con GPS sono apparsi negli anni '90. In alcuni paesi, come gli Stati Uniti, viene utilizzato per determinare rapidamente la posizione di una persona che chiama i servizi di emergenza sanitaria. In Russia, nel 2010, è stato lanciato un progetto simile, Era-glonass.
Tettonica, tettonica delle placche: osservazioni GPS dei movimenti e delle vibrazioni delle placche
Attività all'aperto: ci sono vari giochi che utilizzano il GPS, come Geocaching, ecc.
Geotagging: le informazioni, come le fotografie, vengono “attaccate” alle coordinate grazie a ricevitori GPS integrati o esterni

Come spesso accade per i progetti high-tech, gli iniziatori dello sviluppo e dell'implementazione del GPS (Global Positioning System - sistema di posizionamento globale) sono stati i militari. Il progetto della rete satellitare per la determinazione delle coordinate in tempo reale in qualsiasi parte del mondo si chiamava Navstar (Sistema di navigazione con tempi e tempi - Sistema di navigazione per determinare l'ora e l'autonomia), mentre la sigla GPS apparve più tardi, quando il sistema iniziò ad essere utilizzato non solo in difesa, ma anche per scopi civili.

I primi passi per implementare la rete di navigazione sono stati compiuti a metà degli anni Settanta, mentre l'esercizio commerciale del sistema nella sua forma attuale è iniziato nel 1995. Attualmente sono in funzione 28 satelliti, distribuiti uniformemente in orbite con un'altitudine di 20.350 km (24 satelliti sono sufficienti per il funzionamento completo).

Andando un po' avanti, dirò che un momento davvero fondamentale nella storia del GPS è stata la decisione del presidente degli Stati Uniti di annullare il cosiddetto regime di accesso selettivo (SA - disponibilità selettiva) dal 1 maggio 2000 - un errore introdotto artificialmente nei segnali satellitari per il funzionamento impreciso di ricevitori GPS civili. D'ora in poi, il terminale amatoriale può determinare le coordinate con una precisione di diversi metri (in precedenza l'errore era di decine di metri)! La figura 1 mostra gli errori di navigazione prima e dopo la disabilitazione della modalità di accesso selettivo (dati).

Proviamo a capire in termini generali come funziona il sistema di posizionamento globale, per poi toccare alcuni aspetti dell'utente. L'esame inizierà con il principio della determinazione della portata, che è alla base del funzionamento del sistema di navigazione spaziale.

Algoritmo per misurare la distanza dal punto di osservazione al satellite.

L'intervallo si basa sul calcolo della distanza dal ritardo di propagazione di un segnale radio da un satellite a un ricevitore. Se si conosce il tempo di propagazione di un segnale radio, è facile calcolare il percorso che ha percorso semplicemente moltiplicando il tempo per la velocità della luce.

Ciascun satellite del sistema GPS genera continuamente onde radio di due frequenze: L1=1575,42 MHz e L2=1227,60 MHz. La potenza del trasmettitore è rispettivamente di 50 e 8 watt. Il segnale di navigazione è un codice PRN con chiave di spostamento di fase (codice Pseudo Random Number). Il PRN è di due tipi: il primo, codice C / A (codice di acquisizione grossolana - codice grossolano) viene utilizzato nei ricevitori civili, il secondo codice P (codice di precisione - codice esatto), viene utilizzato per scopi militari e inoltre, a volte, per risolvere problemi di geodesia e cartografia. La frequenza L1 è modulata sia con il codice C/A che con il codice P, la frequenza L2 esiste solo per la trasmissione del codice P. Oltre a quelli descritti, esiste anche un codice Y, che è un codice P crittografato (in tempo di guerra, il sistema di crittografia potrebbe cambiare).

Il periodo di ripetizione del codice è piuttosto ampio (ad esempio, per un codice P è di 267 giorni). Ogni ricevitore GPS ha il proprio oscillatore, che opera alla stessa frequenza e modula il segnale secondo la stessa legge dell'oscillatore del satellite. Pertanto, dal tempo di ritardo tra le stesse sezioni del codice ricevuto dal satellite e generato indipendentemente, è possibile calcolare il tempo di propagazione del segnale, e, di conseguenza, la distanza dal satellite.

Una delle principali difficoltà tecniche del metodo sopra descritto è la sincronizzazione degli orologi sul satellite e nel ricevitore. Anche un piccolo errore per gli standard ordinari può portare a un enorme errore nel determinare la distanza. Ogni satellite porta a bordo un orologio atomico ad alta precisione. È chiaro che è impossibile installare una cosa del genere in ogni ricevitore. Pertanto, per correggere gli errori nella determinazione delle coordinate dovuti agli errori dell'orologio integrato nel ricevitore, viene utilizzata una certa ridondanza nei dati necessari per un legame inequivocabile con il terreno (ne parleremo più avanti).

Oltre ai segnali di navigazione stessi, il satellite trasmette continuamente vari tipi di informazioni di servizio. Il ricevitore riceve, ad esempio, effemeridi (dati accurati sull'orbita del satellite), una previsione del ritardo di propagazione di un segnale radio nella ionosfera (poiché la velocità della luce cambia quando passa attraverso diversi strati dell'atmosfera), nonché informazioni sulle prestazioni del satellite (il cosiddetto "almanacco", contenente aggiornamenti ogni 12,5 minuti informazioni sullo stato e sulle orbite di tutti i satelliti). Questi dati vengono trasmessi a 50 bit/s sulle frequenze L1 o L2.

Principi generali per la determinazione delle coordinate tramite GPS.

La base dell'idea di determinare le coordinate di un ricevitore GPS è calcolare la distanza da esso a diversi satelliti, la cui posizione è considerata nota (questi dati sono contenuti nell'almanacco ricevuto dal satellite). Nella geodesia, il metodo per calcolare la posizione di un oggetto misurandone la distanza da punti con coordinate date è chiamato trilaterazione. Fig2.

Se è nota la distanza A da un satellite, non è possibile determinare le coordinate del ricevitore (può essere posizionato in qualsiasi punto della sfera con raggio A, descritto attorno al satellite). Si noti la distanza B del ricevitore dal secondo satellite. In questo caso, anche la determinazione delle coordinate non è possibile: l'oggetto si trova da qualche parte su un cerchio (mostrato in blu in Fig. 2), che è l'intersezione di due sfere. La distanza C dal terzo satellite riduce l'incertezza nelle coordinate a due punti (indicati da due punti blu in grassetto in Fig. 2). Questo è già sufficiente per determinare inequivocabilmente le coordinate: il fatto è che delle due possibili posizioni del ricevitore, solo una si trova sulla superficie della Terra (o in prossimità di essa), e la seconda, falsa, risulta essere o in profondità all'interno della Terra o molto in alto sopra la sua superficie. Quindi, in teoria, per la navigazione tridimensionale, è sufficiente conoscere le distanze dal ricevitore a tre satelliti.

Tuttavia, la vita non è così semplice. Le considerazioni di cui sopra sono state fatte per il caso in cui le distanze dal punto di osservazione ai satelliti sono note con assoluta precisione. Naturalmente, non importa quanto siano sofisticati gli ingegneri, si verifica sempre qualche errore (almeno in base alla sincronizzazione imprecisa degli orologi del ricevitore e del satellite indicata nella sezione precedente, alla dipendenza della velocità della luce dallo stato dell'atmosfera, ecc. .). Pertanto, per determinare le coordinate tridimensionali del ricevitore, non sono coinvolti tre, ma almeno quattro satelliti.

Dopo aver ricevuto un segnale da quattro (o più) satelliti, il ricevitore cerca il punto di intersezione delle sfere corrispondenti. Se non esiste un tale punto, il processore del ricevitore inizia a regolare il proprio orologio con approssimazioni successive fino a raggiungere l'intersezione di tutte le sfere in un punto.

Va notato che l'accuratezza nella determinazione delle coordinate è associata non solo a un calcolo preciso della distanza dal ricevitore ai satelliti, ma anche all'entità dell'errore nell'impostazione della posizione dei satelliti stessi. Per controllare le orbite e le coordinate dei satelliti, ci sono quattro stazioni di rilevamento del suolo, sistemi di comunicazione e un centro di controllo controllato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. Le stazioni di localizzazione monitorano costantemente tutti i satelliti nel sistema e trasmettono i dati sulle loro orbite al centro di controllo, dove vengono calcolati gli elementi di traiettoria raffinati e le correzioni dell'orologio satellitare. Questi parametri vengono inseriti nell'almanacco e trasmessi ai satelliti che, a loro volta, inviano queste informazioni a tutti i ricevitori operativi.

Oltre a quelli elencati, esistono molti sistemi speciali che aumentano la precisione della navigazione, ad esempio speciali schemi di elaborazione del segnale riducono gli errori dovuti alle interferenze (interazione di un segnale satellitare diretto con uno riflesso, ad esempio dagli edifici). Non approfondiremo le caratteristiche del funzionamento di questi dispositivi, per non complicare inutilmente il testo.

Dopo l'abolizione della modalità di accesso selettiva sopra descritta, i ricevitori civili sono "legati al terreno" con un errore di 3-5 metri (l'altezza è determinata con una precisione di circa 10 metri). Le cifre sopra corrispondono alla ricezione simultanea di un segnale da 6-8 satelliti (la maggior parte dei dispositivi moderni ha un ricevitore a 12 canali che consente di elaborare contemporaneamente le informazioni da 12 satelliti).

Ridurre qualitativamente l'errore (fino a diversi centimetri) nella misurazione delle coordinate consente la modalità della cosiddetta correzione differenziale (DGPS - Differential GPS). La modalità differenziale consiste nell'uso di due ricevitori: uno è fissato in un punto con coordinate note ed è chiamato "base", e il secondo, come prima, è mobile. I dati ricevuti dal ricevitore base vengono utilizzati per correggere le informazioni raccolte dal rover. La correzione può essere effettuata sia in tempo reale che con elaborazioni dati "offline", ad esempio su computer.

In genere, il ricevitore base è un ricevitore professionale di proprietà di una società di navigazione o rilevamento. Ad esempio, nel febbraio 1998, vicino a San Pietroburgo, NavGeoCom ha installato la prima stazione di terra GPS differenziale della Russia. La potenza di trasmissione della stazione è di 100 watt (frequenza 298,5 kHz), il che consente di utilizzare DGPS a una distanza fino a 300 km dalla stazione via mare e fino a 150 km via terra. Oltre ai ricevitori di base terrestri, il sistema di servizio differenziale satellitare OmniStar può essere utilizzato per la correzione differenziale GPS. I dati per la correzione vengono trasmessi da diversi satelliti geostazionari dell'azienda.

Va notato che i principali clienti della correzione differenziale sono i servizi geodetici e topografici - per un utente privato DGPS non interessa a causa del costo elevato (il pacchetto di servizi OmniStar in Europa costa più di $ 1.500 all'anno) e delle apparecchiature ingombranti. Ed è improbabile che nella vita di tutti i giorni si presentino situazioni in cui è necessario conoscere le proprie coordinate geografiche assolute con un errore di 10-30 cm.

In conclusione della parte che racconta gli aspetti “teorici” del funzionamento del GPS, dirò che la Russia, nel caso della navigazione spaziale, ha fatto la sua strada e sta sviluppando un proprio GLONASS (Global Navigation Satellite System). Ma a causa della mancanza di adeguati investimenti, solo sette dei ventiquattro necessari per il normale funzionamento del sistema sono attualmente in orbita...

Brevi note soggettive di un utente GPS.

È successo che ho appreso della possibilità di determinare la mia posizione utilizzando un dispositivo indossabile delle dimensioni di un telefono cellulare nel novantasettesimo anno da una rivista. Tuttavia, le meravigliose prospettive disegnate dagli autori dell'articolo sono state spietatamente infrante dal prezzo dell'apparato di navigazione indicato nel testo: quasi 400 dollari!

Un anno e mezzo dopo (nell'agosto del 1998), il destino mi ha portato in un piccolo negozio di articoli sportivi nella città americana di Boston. Qual è stata la mia sorpresa e gioia quando su una delle finestre ho notato per caso diversi navigatori, il più costoso dei quali costava $ 250 (i modelli semplici venivano offerti a $ 99). Certo, non potevo più lasciare il negozio senza il dispositivo, quindi ho iniziato a torturare i venditori sulle caratteristiche, i vantaggi e gli svantaggi di ogni modello. Non ho sentito nulla di comprensibile da loro (e non perché non conosco bene l'inglese), quindi ho dovuto capire tutto da solo. E di conseguenza, come spesso accade, è stato acquistato il modello più avanzato e costoso: Garmin GPS II +, oltre a una custodia speciale per esso e un cavo per l'alimentazione dalla presa dell'accendisigari dell'auto. Il negozio aveva altri due accessori per il mio attuale dispositivo: un dispositivo per collegare un navigatore al manubrio di una bicicletta e un cavo per il collegamento a un PC. L'ultimo l'ho girato tra le mani per molto tempo, ma, alla fine, ho deciso di non acquistarlo per via del prezzo notevole (poco più di 30 dollari). Come si è scoperto in seguito, non ho acquistato il cavo in modo corretto, perché tutta l'interazione del dispositivo con il computer si riduce alla "crema" nel computer del percorso percorso (e anche, credo, alle coordinate in tempo reale, ma su questo ci sono alcuni dubbi), e anche allora condizione di acquisto di software da Garmin. Sfortunatamente, non è possibile caricare le mappe nel dispositivo.

Non darò una descrizione dettagliata del mio dispositivo, se non altro perché è già fuori produzione (chi vuole conoscere le caratteristiche tecniche dettagliate può farlo). Mi limiterò a notare che il peso del navigatore è di 255 grammi, le dimensioni sono 59x127x41 mm. Grazie alla sua sezione triangolare, il dispositivo è estremamente stabile sul tavolo o sul cruscotto dell'auto (il velcro è incluso per un fissaggio più forte). L'alimentazione viene fornita da quattro batterie AA (durano solo 24 ore di funzionamento continuo) o da una fonte esterna. Proverò a parlarvi delle caratteristiche principali del mio dispositivo, che, credo, abbia la stragrande maggioranza dei navigatori in commercio.

A prima vista, GPS II + può essere scambiato per un telefono cellulare rilasciato un paio di anni fa. Solo guardando da vicino, si nota un'antenna insolitamente spessa, un display enorme (56x38 mm!) e un numero ridotto di tasti per gli standard telefonici.

Quando il dispositivo viene acceso, inizia il processo di raccolta delle informazioni dai satelliti e sullo schermo appare una semplice animazione (un globo rotante). Dopo l'inizializzazione iniziale (che richiede un paio di minuti in un luogo aperto), sul display appare una primitiva mappa del cielo con i numeri dei satelliti visibili e accanto ad essa c'è un istogramma che indica il livello del segnale di ciascun satellite. Inoltre, viene indicato l'errore di navigazione (in metri): più satelliti vede il dispositivo, più precisa sarà la determinazione delle coordinate, ovviamente.

L'interfaccia GPS II+ è costruita sul principio di "sfogliare" le pagine (c'è anche un pulsante PAGE speciale per questo). La "pagina satellitare" è stata descritta sopra e, oltre ad essa, c'è una "pagina di navigazione", "mappa", "pagina di ritorno", "pagina del menu" e molte altre. Va notato che il dispositivo descritto non è russificato, ma anche con una scarsa conoscenza dell'inglese è possibile capirne il funzionamento.

La pagina di navigazione visualizza: coordinate geografiche assolute, distanza percorsa, velocità di movimento istantanea e media, altitudine, tempo di movimento e, nella parte superiore dello schermo, una bussola elettronica. Devo dire che l'altezza è determinata con un errore molto maggiore di due coordinate orizzontali (c'è anche una nota speciale nel manuale utente su questo argomento), che non consente di utilizzare il GPS, ad esempio, per determinare l'altezza dei parapendio. Ma la velocità istantanea è calcolata in modo estremamente accurato (soprattutto per oggetti in rapido movimento), il che consente di utilizzare il dispositivo per determinare la velocità delle motoslitte (i cui tachimetri tendono a mentire in modo significativo). Posso dare "cattivi consigli" - quando noleggio un'auto, spegnere il suo tachimetro (in modo che contenga meno chilometri - dopotutto, il pagamento è spesso proporzionale al chilometraggio) e determinare la velocità e la distanza percorsa tramite il GPS (per fortuna, può misurare sia in miglia che in chilometri).

La velocità media è determinata da un algoritmo alquanto strano: il tempo di inattività (quando la velocità istantanea è zero) non viene preso in considerazione nei calcoli (a mio parere, sarebbe più logico dividere semplicemente la distanza percorsa per il tempo di percorrenza totale , ma i creatori di GPS II+ sono stati guidati da alcune altre considerazioni).

La distanza percorsa viene visualizzata sulla "mappa" (la memoria del dispositivo è sufficiente per 800 chilometri - con un chilometraggio maggiore, i segni più vecchi vengono automaticamente cancellati), quindi se lo desideri, puoi vedere lo schema delle tue peregrinazioni. La scala della mappa cambia da decine di metri a centinaia di chilometri, il che è indubbiamente estremamente conveniente. La cosa più notevole è che nella memoria del dispositivo ci sono le coordinate dei principali insediamenti del mondo intero! Gli Stati Uniti, ovviamente, sono presentati in modo più dettagliato (ad esempio, tutti i distretti di Boston sono presenti sulla mappa con i nomi) rispetto alla Russia (qui è indicata la posizione solo di città come Mosca, Tver, Podolsk, ecc.). Immagina, ad esempio, di essere diretto da Mosca a Brest. Trova "Brest" nella memoria del navigatore, premi l'apposito pulsante "VAI A" e sullo schermo appare la direzione locale del tuo movimento; direzione globale verso Brest; il numero di chilometri (in linea retta, ovviamente) rimanenti alla destinazione; velocità media e orario di arrivo previsto. E così ovunque nel mondo - anche nella Repubblica Ceca, persino in Australia, persino in Thailandia...

Altrettanto utile è la cosiddetta funzione di ritorno. La memoria del dispositivo consente di registrare fino a 500 punti chiave (waypoint). L'utente può nominare ogni punto a propria discrezione (ad esempio DOM, DACHA, ecc.), inoltre sono previste varie icone per la visualizzazione delle informazioni sul display. Attivando la funzione di ritorno al punto (qualsiasi di quelle preregistrate), il proprietario del navigatore ottiene le stesse opzioni del caso sopra descritto con Brest (es. distanza dal punto, ora stimata di arrivo e tutto quanto altro). Ad esempio, ho avuto un caso del genere. Arrivati a Praga in macchina e sistemati in un hotel, io e il mio amico siamo andati in centro. Lasciata l'auto nel parcheggio, siamo andati a fare una passeggiata. Dopo una passeggiata di tre ore senza meta e una cena in un ristorante, ci siamo resi conto che non ricordavamo dove avessimo lasciato l'auto. Fuori è notte, siamo in una delle stradine di una città sconosciuta... Per fortuna, prima di lasciare l'auto, ho annotato la sua posizione nel navigatore. Ora, premendo un paio di pulsanti sul dispositivo, ho scoperto che l'auto era a 500 metri da noi, e dopo 15 minuti stavamo già ascoltando musica tranquilla, dirigendoci in macchina verso l'hotel.

Oltre a spostarsi in linea retta fino al segno registrato, cosa non sempre conveniente in città, Garmin offre la funzione TrackBack, per tornare lungo il proprio percorso. In parole povere, la curva di movimento viene approssimata da una serie di sezioni rettilinee e i segni vengono posizionati nei punti di interruzione. Su ogni tratto rettilineo, il navigatore guida l'utente all'etichetta più vicina e, una volta raggiunta, passa automaticamente all'etichetta successiva. Una funzione estremamente comoda quando si guida un'auto su un terreno sconosciuto (il segnale dei satelliti, ovviamente, non passa attraverso gli edifici, quindi, per ottenere dati sulle tue coordinate in condizioni densamente popolate, devi cercare un più o luogo meno aperto).

Non approfondirò ulteriormente la descrizione delle capacità del dispositivo: credimi che oltre a quelle descritte, ha anche molte lozioni piacevoli e necessarie. Vale la pena cambiare l'orientamento del display: puoi utilizzare il dispositivo sia in posizione orizzontale (auto) che verticale (pedonale) (vedi Fig. 3).

Uno dei principali incanti del GPS per l'utente, ritengo l'assenza di qualsiasi canone per l'utilizzo del sistema. Acquistato una volta il dispositivo - e buon divertimento!

Conclusione.

Penso che non sia necessario enumerare i campi di applicazione del sistema di posizionamento globale considerato. I ricevitori GPS sono integrati in automobili, telefoni cellulari e persino orologi da polso! Di recente mi sono imbattuto in un messaggio sullo sviluppo di un chip che combina un ricevitore GPS in miniatura e un modulo GSM: si propone di dotare i collari di cani di dispositivi basati su di esso in modo che il proprietario possa trovare facilmente un cane smarrito tramite una rete cellulare.

Ma in ogni barile di miele c'è una mosca nell'unguento. In questo caso, le leggi russe agiscono come queste ultime. Non discuterò in dettaglio gli aspetti legali dell'utilizzo dei navigatori GPS in Russia (si può trovare qualcosa al riguardo), noterò solo che i dispositivi di navigazione teoricamente ad alta precisione (che, senza dubbio, sono anche ricevitori GPS amatoriali) sono vietati qui, e loro, i proprietari attendono il sequestro dell'apparecchio e una notevole multa.

Fortunatamente per gli utenti, in Russia la severità delle leggi è compensata dall'opzionalità della loro attuazione, ad esempio un numero enorme di limousine con un'antenna lavatrice di ricevitori GPS sul cofano del bagagliaio in giro per Mosca. Tutte le navi marine più o meno serie sono dotate di GPS (ed è già cresciuta un'intera generazione di diportisti, che ha difficoltà a navigare nello spazio utilizzando una bussola e altri tradizionali ausili alla navigazione). Spero che le autorità non mettano i bastoni tra le ruote al progresso tecnico e legalizzino presto l'uso dei ricevitori GPS nel nostro Paese (hanno cancellato le autorizzazioni per i telefoni cellulari), e diano anche il via libera a declassificare e replicare mappe dettagliate della zona necessarie per il pieno utilizzo dei sistemi di navigazione per auto.