UNIVERZITET ZA POSLOVNE STUDIJE
BANJA LUKA
FAKULTET ZA EKOLOGIJU BIJELJINA
UVOD
Globalni Pozicioni Sistem (GPS) je trenutno jedini potpuno funkcionalan globalni
satelitski navigacioni sistem (еngl. Global Navigation Satellite System - GNSS). GPS
se sastoji od 24 satelita raspoređenih u orbiti Zemlje, koji šalju radio signal na
površinu Zemlje. On omogućuje pouzdano pozicioniranje, navigaciju i vremenske
usluge korisnicima širom svijeta bez prekida u svim vremenskim uslovima, danju i
noću, svuda na površini Zemlje ili blizu nje, onde gdje postoji nesmetan kontakt sa
četiri ili više satelita GPS-a.
GPS ima veliku primjenu kao globalni servis u raznim oblastima, u komercijalne i
naučne svrhe: navigacija na moru, zemlji i u vazduhu, mapiranju zemljišta, pravljenju
karata, određivanju tačnog vremena, otkrivanju zemljotresa i slično.
1
UNIVERZITET ZA POSLOVNE STUDIJE
BANJA LUKA
FAKULTET ZA EKOLOGIJU BIJELJINA
1. ISTORIJA GPS-a
Sistem rada GPS-a zasniva se uglavnom na sličnim zemaljskim radio navigacionim
sistemima kao što su LORAN i Decca Navigator koji su razvijeni u ranim 1940-ima i
koji su korišteni za vrijeme Drugog svjetskog rata. Dodatna inspiracija za GPS došla
je kada je Sovjetski Savez lansirao prvi vještački satelit Sputnik 1957. godine. Tim
američkih stručnjaka predvođen dr. Richardom B. Kershnerom bilježili su Sputnikove
radijske transmisije. Pritom su otkrili da je zbog Doplerovog efekta frekvencija signala
transmitiranog sa Spuntika bila viša kada se satelit približavao njima, a niža kada se
satelit od njih udaljavao. Shvatili su da pošto znaju svoju tačnu lokaciju na globusu
mogu predvidjeti tačku gde se satelit nalazi duž svoje orbite mjerenjem Doplerove
distorzije.
2. POTREBA ZA GPS-om
Iako su velike potrebe postojale za preciznu navigaciju u vojnom i civilnom sektoru,
niti jedna od njih nije bila smatrana opravdanjem za trošenje milijardi dolara u
istraživanje, razvoj, implementaciju i funkcionisanje kompleksne konstrukcije
navigacionih satelita. Ipak tokom hladnoratovske trke u naoružanju nuklearna
prijetnja samom postojanju Sjedinjenih Država bila je upravo ona potreba koja je u
očima Kongresa SAD-a opravdavala ovaj trošak, te je zbog toga odlučeno da se
finansira ovaj projekat. Precizna navigacija omogućila bi američkim podmornicama
dobijanje preciznog položaja njihovih pozicija prije lansiranja vlastitih raketa.
Američko ratno vazduhoplovstvo takođe je imalo zahtjeve za preciznijim i
pouzdanijim navigacionim sistemom. Ratna mornarica i vazduhoplovstvo paralelno
su razvijale vlastite tehnologije da riješe ono što je zapravo bio isti problem. Godine
1960. ratno vazduhoplovstvo predložilo je radio navigacioni sistem nazvan MOSAIC
(Mobile System for Accurate ICBM Control) koji je zapravo bio 3-D LORAN. Sljedeća
studija nazvana Projekt 57 izvršena je 1963. i upravo je u ovoj studiji rođen koncept
GPS-a. Iste godine pokrenut je Projekt 621B koji je imao mnoge atribute koji se
danas mogu videti u GPS-u i kojim je obećana preciznost bombarderima ratnog
vazduhoplovstva. Izmjene u mornaričkom sistemu Transit bile su prespore za velike
brzine u kojima je radilo ratno vazduhoplovstvo. Mornarička istraživačka laboratorija
nastavila je poboljšanja sa svojim satelitima Timation (Time Navigation) koji su prvi
lansirani 1967. dok je treći nosio 1974. godine prvi atomski sat postavljen u orbitu.
3. STVARANJE GPS-a
Sa ovim paralelnim razvojem iz 1960-ih zaključeno je kako se može sastaviti
superioran sistem spajanjem najboljih tehnologija iz 612B, Transita, Timationa i
SECOR-a u jedan multiservisni program. Tokom vikenda za praznik rada 1973.
održao se sastanak od oko 12 vojnih lica u Pentagonu koji su raspravljali o stvaranju
DNSS-a (Defense Navigation Satellite System). Upravo je na ovom sastanku
stvorena stvarna sinteza koja se razvila u GPS. Kasnije te godine program DNSS
nazvan je Navstar. Budući da su neki sateliti bili pridruženi imenu Navstar (kao što je
bio slučaj s prethodnicima Transitom i Timationom), počeo se koristiti sveobuhvatni
2
UNIVERZITET ZA POSLOVNE STUDIJE
BANJA LUKA
FAKULTET ZA EKOLOGIJU BIJELJINA
Slika 1. Nelansirani satelit GPS-a prikazan u Aerosvemirskom muzeju u San Diegu
(http://hr.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System
5. KOMPONENTE SISTEMA
GPS se sastoji od tri segmenata: svemirskog, kontrolnog i korisničkog.
5.1. SVEMIRSKA KOMPONENTA
Komponentu u vasioni čine GPS sateliti u orbiti Zemlje. Broj i raspored satelita se
mijenjao tokom vremena, kako se GPS sistem razvijao. Blok I sateliti su puštani u rad
od 1978. do 1985. godine i do danas su svi van funkcije.
Originalni koncept Blok II satelita predstavljaju 24 GPS satelita koji se kreću u 6
orbitalnih ravni, ravnomjerno raspoređenih u odnosu na Zemlju, koje su nagnute pod
uglom od 55° u odnosu na ekvatorijalnu ravan. Orbitalne ravni ne rotiraju u odnosu
na udaljenje zvijezde. U svakoj orbitalnoj ravni se kreću po 4 satelita, po orbitama
koje su skoro kružne, međusobno pravilno raspoređeni po kružnici orbite, pod uglom
od 90 stepeni. Prečnik orbita je oko četiri puta veći od prečnika Zemlje i svaki od
satelita jednom obiđe svoju orbitu za 12 časova, tako da u odnosu na površinu
Zemlje svaki satelit svakog dana obiđe istu putanju. Ovaj broj i pravilan raspored
satelita garantuje da se sa svake tačke na Zemlji u svakom trenutku na horizontu
nalazi bar četiri satelita. To su četiri satelita potrebna za određivanje pozicije GPS
prijemnika.
Pošto sateliti izlaze iz funckije zbog održavanja, kvarova ili isteka radnog vijeka, oko
Zemlje kruži više satelita i često ih je aktivno više od 24. U trenutku pisanja ovog
seminarskog rada 30 GPS satelita je u funkciji.
4
