Globalni pozicioni sistem
(
engl.
Global Positioning System - GPS
) je trenutno jedini potpuno
funkcionalan globalni satelitski navigacioni sistem (
engl.
Global Navigation Satellite System -
GNSS
). GPS se sastoji od 24 satelita raspoređenih u orbiti
Zemlje
, koji šalju radio signal na
površinu Zemlje. GPS prijemnici na osnovu ovih radio signala mogu da odrede svoju tačnu
poziciju - nadmorsku visinu, geografsku širinu i geografsku dužinu - na bilo kom mestu na
planeti danju i noću, pri svim vremenskim uslovima.
GPS ima veliku primenu 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.
GPS je razvijen od strane Ministarstva odbrane
SAD
pod imenom NAVSTAR GPS u agenciji
DARPA
(neki izvori navode da je NAVSTAR skraćenica od Navigation Signal Timing and
Ranging GPS, dok drugi navode da je to slučajno izabrano zvučno ime dato od strane John
Walsh-a, osobe koja je imala ulogu o odlučivanju o sudbini projekta
[1]
). U početku je korišćen
isključivo u vojne svrhe da bi kasnije bio besplatno stavljen na raspolaganje svima kao javno
dobro. Godišnji troškovi održavanja sistema su oko 750 miliona američkih dolara ,
[2]
.
Садржај
1
Osnove rada
2
Tehnički opis sistema
o
2.1
Komponente sistema
2.1.1
Komponenta u vasioni
2.1.2
Kontrolna komponenta
2.1.3
Korisnička komponenta
o
2.2
Navigacioni signali
2.2.1
Osnovni navigacioni signali
2.2.2
Detaljnije o navigacionim signalima
o
2.3
Proračun pozicije
o
2.4
Preciznost i faktori koji unose grešku
2.4.1
Atmosferski efekti
2.4.2
Višestruke putanje signala
2.4.3
Nepreciznost satelitskih časovnika
2.4.4
Nepreciznost podataka o poziciji satelita
2.4.5
Numeričke greške
2.4.6
Ostali izvori grešaka
o
2.5
Tehnike za poboljšanje preciznosti
2.5.1
Augmentacija
2.5.1.1
Diferencijalni GPS
2.5.1.2
Oblasni sistemi augmentacije u vazduhoplovstvu
2.5.2
Precizno praćenje signala
o
2.6
Primena
o
2.7
Ostali sistemi za satelitsko pozicioniranje
3
Референце
4
Vidi još
5
Spoljašnje veze
Osnove rada
Izmerene udaljenosti sa greškom su predstavljene kao krivine, treba ih korigovati za istu
vrednost da bi se sekle u istoj tački. Ova slika je dvodimenzionalna ilustracija, u stvarnosti se
radi o trodimenzionalnom problemu
GPS Prijemnik je uređaj koji proračunava svoju poziciju na osnovu merenja udaljenosti od tri ili
više GPS satelita. Svaki satelit emituje mikrotalasnu sekvencu radio signala koja je poznata
prijemniku. Dok prijemnik prima taj signal, u stanju je da odredi vreme koje protekne od
emitovanja radio signala sa satelita do prijema na svojoj poziciji. Udaljenost prijemnika od
satelita se proračunava na osnovu tog vremena, budući da radio signal putuje poznatom brzinom.
Signal takođe nosi informaciju o trenutnom položaju satelita sa kog se emituje. Ako se zna
udaljenost prijemnika od satelita i pozicija satelita, poznato je da se prijemnik nalazi negde na
sferi određene dimenzije u čijem je centru satelit. Pošto su poznate pozicije tri satelita i
udaljenost prijemnika od svakog od njih, postupkom
trilateracije
se može odrediti pozicija
prijemnika. Trilateracija se bazira na činjenici da se tri sfere seku u najviše dve tačke (od kojih
jedna obično nema smisla)
Ovaj princip rada podrazumeva sa su časovnici na svim satelitima, kao i na prijemniku potpuno
sinhronizovani, da bi se vremenski razmak između poznate sekvence signala sa satelita i na
prijemniku tačno izmerio. Na satelitima se nalaze atomski časovnici, veoma precizni i skupi.
Međutim, prijemnik ima daleko manje precizan časovnik, kristalni oscilator. Nedostatak
preciznosti se rešava uvođenjem merenja udaljenosti od još jednog satelita. Sat na prijemniku
uvodi istu vremensku i prostornu grešku kada proračunava udaljenost od sva četiri satelita. Može
se izračunati za koliko treba korigovati sat da bi se četiri sfere sekle u jednoj istoj tački. Na taj
način se sat na prijemniku neprekidno koriguje. Jedna od primena GPS-a je veoma precizno
računanje vremena i sinhronizacija časovnika .
Tehnički opis sistema
