5.4. Навігаційна система глобального позиціювання GPS

Супутникова навігаційна система глобального позиціювання на базі часових та віддалемірних вимірювань дозволяє визначати координати то­чок, місцеположення рухомого об’єкта та його швидкість, обчислювати відстань й напрямок до пункту, час прибуття й віддалення від заданого ку­рсу. Ця система замість геодезичних знаків і радіомаяків використовує су­путники, що випромінюють спеціальні сигнали. Поточне місцеположення супутників, що знаходяться на високих орбітах (20 000 км), добре відомо. Супутники постійно передають інформацію про своє місцеположення. Відстань до них визначається шляхом вимірювання проміжку часу, який потрібний радіосигналу, щоб дійти від супутника до радіоприймача, та множенням його на швидкість розповсюдження електромагнітних хвиль. Точність вимірювання відстаней до супутників забезпечується шляхом синхронізації годинників супутників, в яких використовують атомні ета­лонні генератори частоти.

Для визначення відстаней супутники й приймачі генерують складні двійкові кодові послідовності, що називаються псевдо випадковим кодом. Визначення часу розповсюдження сигналу відбувається шляхом порівнян­ня запізнювання псевдокоду супутника по відношенню до такого ж коду приймача. Кожний супутник має певні, свої власні два псевдовипадкових коди. Щоб розрізняти віддалемірні коди та інформаційні повідомлення рі­зних супутників, в приймачі відбувається виклик відповідних кодів. Псев- довипадкові віддалемірні коди та інформаційні повідомлення супутників виконують передавання повідомлень з усіх супутників одночасно, на одній частоті та без взаємних перешкод.

Навігаційна система GPS складається з трьох сегментів: космічного, сегмента контролю й сегмента користувача. Космічний сегмент включає більше двох десятків супутників, що знаходяться на декількох орбітах. Се­гмент контролю - це станції спостереження, що розміщені в декількох то­чках Землі, й головна контрольна станція. Станції спостереження слідку­ють за супутниками, записують всю інформацію про їх рух. Ця інформація передається на головну станцію для корегування орбіт супутників й наві­гаційної інформації. Сегментом користувача є приймачі GPS.

Приймачі навігаційного обладнання GPS мають такі особливості: унікальні алгоритми слідкування за супутниками, зручний графічний ін­терфейс, компактність та незначне споживання електроенергії.

Приймач eTrex - найменший - 12 каналів, його алгоритм дозволяє швидко й просто орієнтуватися на місцевості й прокладати маршрути, від­мічати точки шляху та визначати швидкість свого руху. Дисплей з анімаці­єю дозволяє постійно контролювати місцеположення.

Картографічна система eMap, що містить інформацію про міста, основні річки й озера, автомобільні дороги всіх країн світу, зручна для пошу­ку необхідних міст й маршрутних точок. Вона дозволяє вимірювати відстані до пунктів призначення, зберігати чи виводити інформацію про точки й маршрути, карти пам’яті для картографічної підкладки.

Персональний навігаційний приймач GPS II PLUS має вмонтовані функції-таймер руху з автоматичним відключенням при зупинках, можли­вість обчислення середньої та максимальної швидкості руху по маршруту, а також має клавіші для зміни масштабу рухомої карти. Він містить інфор­мацію про основні міста світу, а його компактний корпус дозволяє перено­сити прилад в руці.

Персональний навігаційний приймач GPS III PLUS, на відміну від приймача GPS II PLUS, має картографічну підкладку, що виключає інфор­мацію про основні міста, ріки, озера, залізниці та автомобільні дороги сві­ту. Також є інформація про берегову лінію шириною 20 морських миль. Приймач може відображувати геоінформацію з масштабуванням зобра­ження від 150 м до 9 000 км.