Американская спутниковая глобальная система позиционирования GPS

Спутниковая глобальная система позиционирования

Глобальная система позиционирования (GPS навигация) представляет созвездие спутников на орбите, которые передают навигационные данные для военных и гражданских пользователей по всему миру. Все элементы управляются и контролируются участниками с главной контрольной станции в штате Колорадо, США.

Услуги GPS навигации

GPS навигация представляет космическую глобальную систему позиционирования, которая управляется ВВС США.

Предоставляются две услуги GPS.

1.Стандартная служба обеспечивает определенную точность и возможность точного позиционирования для гражданских пользователей по всему миру. Комплекс состоит из трех основных сегментов: космического, управления и пользователей.gps навигация

Космический сегмент системы GPS состоит из 24 работающих спутников в шести орбитальных плоскостях. Спутники работают в круговой 20200 км орбите под углом наклона 55 градусов и примерно с 12-часовым периодом. Минимум четыре спутника должны быть видимы для пользователя, чтобы вычислить трехмерное решение по позиции. Сегмент управления имеет пять станций и три наземных антенны с передачей восходящих сигналов. Станция отслеживает все спутники в поле зрения. Информация со станции обработки передается на центральный диспетчерский пункт для определения точного времени и обновления навигационного сообщения каждого спутника. Эта обновленная информация передается на спутники с помощью наземных антенн. Сегмент пользователей GPS состоит из различных типов приемников для обеспечения позиционирования, определения скорости и точного времени для пользователя.

2.GPS военных пользователей представляет космическое радио-позиционирование и скрытую технологию передачи времени с более точным определением места. Точное позиционирование также состоит из трех основных сегментов: космического сегмента, сегмента контроля и пользовательского сегмента.

Как военная система позиционирования обеспечивает несколько характеристик, которых нет в другом имеющемся оборудовании, который позволяет повысить проведение операций: чрезвычайно точные (3-мерное) местоположение, скорость и время определения. Во всем мире сетку легко конвертировать в другие локальные формы: пассивная, всепогодная деятельность, в реальном масштабе времени с непрерывной информацией, живучесть в агрессивной среде.

 Глобальная система позиционирования обеспечивает 24-часовые навигационные услуги, которые включают:

  • точную трехмерную информацию о местоположении (широта, долгота и высота), скорость и точное время.
  • по всему миру сетку, которая легко преобразуется в любую локальную сеть
  • пассивный всепогодные операции
  • непрерывную информацию в реальном времени
  • поддержка для неограниченного числа пользователей и областей
  • поддержка для гражданских потребителей на чуть менее точном уровне.система глобального позиционирования
Спутники вращаются вокруг Земли каждые 12 часов, излучая непрерывные навигационные сигналы.

При наличии соответствующего оборудования, пользователи могут получать эти сигналы для расчета времени, местоположении и скорости. Сигналы настолько точны, что время можно вычислять с точностью миллионных долей секунды, скорость за доли км в час, а местоположение в пределах нескольких метров.

Приемники были разработаны для использования в авиации, кораблях и для наземных транспортных средств, а также позднее для смартфонов.

Сегодня держится  на орбите 32 полностью оперативных спутников GPS с учетом запасных. Точное позиционирование достигло полной оперативной готовности в апреле 1995 года. Комплекс был объявлен в эксплуатацию в июле 1995 года.

GPS навигация обещает значительно улучшить многие функции, осуществляемые текущим позиционированием и навигационным оборудованием, что привело к большей точности при меньших затратах. Такие функции, как сопоставление, дозаправка в воздухе, геодезические изыскания и поисково-спасательные операции могут воспользоваться возможностями комплекса.

GPS навигация также используется в безликих пустынях Саудовской Аравии, Ираке и Сирии.

Ракеты-носители запускают спутники с аэродрома на мысе Канаверал, штат Флорида на 20 000 км круговую орбиту. На орбите земли система передачи сигналов осуществляется на двух различных L-диапазонах частот. Расчетный срок службы составляет 7,5 лет.

Управляющая станция отвечает за мониторинг и контроль спутниковой группировки глобальной системы позиционирования. На земле комплекс состоит из пяти станций мониторинга и четырех наземных антенн, расположенных по всему миру. Для мониторинга станций используются приемники для пассивного отслеживания навигационных сигналов со всех спутников. Информация затем обрабатывается и используется для обновления навигационных сообщений со спутников.

Сигналы управления отправляют обновленную навигационную информацию для спутников с помощью наземных антенн в S-диапазоне (2 до 4 ГГц электромагнитного спектра). Наземные антенны используются для передачи команд на спутники и получение телеметрии о состоянии.

Система точного позиционирования постоянно проходит программу модернизации, которая осуществляется совместными усилиями различных ведомств США. Комплекс имеет защищенные каналы для обеспечения военных задач, и доступных для некритичных гражданских целей.

Повышение точности методом дифференциальной GPS

Гражданская GPS навигация может улучшать точность с помощью дифференциального метода.

Дифференциальная GPS использует для корректировки данных заведомо точные сведения с наземных разведанных точек.

Кроме того, улучшение сервиса будет во всем мире, не только там, где дифференциальный сервис GPS существует. Дополнительный дифференциальный гражданский сигнал позволит приемникам уменьшить ошибки от ионосферы с помощью сигнальной обработки. Известно, что если обрабатывается несколько сигналов, то GPS навигация менее восприимчива к непреднамеренным помехам.

Недостатки системы глобального позиционирования

Возможные помехи на гражданский сигнал — серьезная проблема, отчасти из-за возрастающего использования.

Основной элемент уязвимости комплекса заключается в необходимости излучать сигнал с очень низкой мощностью из-за дефицита энергии на спутнике, что делает его уязвимым к потере.

Сигнал также подвержен подделке с заведомо ложной информацией и непреднамеренными помехами. Последние могут быть вызваны естественными причинами (например, солнечными вспышками и ионосферными сцинтилляциями), но и созданные человеком источники (например, телепередачи, подвижная спутниковая служба, ультра широкополосные военные системы связи). Своеобразная, но действующая уязвимость — это степень нереалистичных ожиданий неосторожных пользователей которые все больше полагаются на сигналы синхронизации.

В то время как прорывная технология становится все более доступна и эффективна худшие последствия могут быть снижены за счет использования комбинации системы GPS с другими независимыми системами других стран, как российская Глонасс.

Военная техника, корабли и самолеты оснащаются GPS навигаторами, а также портативными приемниками выполняющими дополнительные функции с обширным применением компьютерной технологии.  Такое положение вынуждает беспокоится, что в будущих войнах, если противник принимает эффективное радиоэлектронное подавление, чрезмерная опора на GPS навигацию приведет к результатам, прямо противоположно тем которые необходимы.

Министерство обороны Южной Кореи заявило 1 апреля 2016 года, что Корейская народно-Демократическая Республика (КНДР) посылает сигналы для нарушения глобальной системы позиционирования в их стране. Представитель министерства обороны заявил на регулярном брифинге для журналистов, что КНДР глушит сигналы в Пхеньяне, демонстрируя свои возможности в срыве сигналов в Южной Корее.

Оставить комментарий

.