190 likes | 491 Views
GPS. Mis see on ja kuidas töötab. GPS. Global Positioning System – Ülemaailmne Asukohamääramise Süsteem, Globaalne PunktiSeire, kohtmäärangusüsteem (A.Reintam) Arenes välja raadiolokatsioonist Kättesaadav kõikjal Universaalne Keerukas Kuulub USA Kaitseministeeriumile. 24 satelliiti.
E N D
GPS Mis see on ja kuidas töötab
GPS • Global Positioning System – Ülemaailmne Asukohamääramise Süsteem, Globaalne PunktiSeire, kohtmäärangusüsteem (A.Reintam) • Arenes välja raadiolokatsioonist • Kättesaadav kõikjal • Universaalne • Keerukas • Kuulub USA Kaitseministeeriumile
24 satelliiti Jälgimis-jaam Peamine kontroll-keskus Maapealsed antennid GPSi komponendid Kosmosesegment Kontrollsegment Kasutajasegment
Kosmosesegment • Kõrgus maapinnast 20 000 km • Tiirlemisperiood 12 h • Orbiidi kalle 55° • Ülitäpsed aatomkellad • Kahesageduslikud saatjad: üldkasutatav ja militaarsagedus
Kontrollsegment • Jälgib pidevalt süsteemi • Juhib satelliitide tööd • Viib läbi hooldustöid • Vastavalt vajadusele paigutab ümber satelliite orbiidil • Lülitab sisse häiringu
Kasutajasegment • Võtab vastu satelliitidelt saadetava info • Arvutab selle alusel oma asukoha • Suurim täpsuse mõjutamise võimalus • Naviger – vastuvõttur
Naviger • Asukoha määramine eeldab signaali vastuvõttu ja arvutusi • Naviger – (D)GPS vastuvõttur – mobiilne seade asukoha määramiseks • Enamasti kompaktne seade • Tihti sisaldab andmebaase, mille sisu saab muuta
Kuidas GPS töötab • Satelliit teatab edastatavas signaalis lähetamise täpse aja ja enda kohta käivad parameetrid • Vastuvõttur mõõdab signaali saatmise ja selle vastuvõtmise vahelise ajavahemiku. • Saadud tulemuse korrutamisel valguse kiirusega saamegi kauguse satelliidist • Edasi leitakse kõigi nähtavate satelliitide kauguste järgi oma asukoht sfääri pinnal.
Peamised vea allikad • Ionosfäär • Satelliidi orbiidi hälve • Satelliidi kella ebatäpsus • Peegeldused ümbritsevailt objektidelt • Satelliitide ebasobiv asend taevavõlvil ehk PDOP • Mõõtmisel tehtud vead vastuvõtturi käsitsemisel
Mõningaid vigu saab parandada Selleks on loodud DGPS. Arvestab: • Ionosfääri mõju • Kella ebatäpsust • Kõrvalekallet ettenähtud orbiidist • Signaali tahtlikke moonutusi GPSi täpsus on suurusjärgus 10 m, peale korrigeerimist suureneb täpsus paari-kümne sentimeetrini
Paranduse saamine • Arvutatakse vahe mõõdetud ja teadaoleva asukoha vahel • Toimetatakse parandus kasutuskohta • Andmefailina järeltöötluseks • Rannikumajakatelt tasuta signaalina • Maksulise signaalina üle satelliidi • Tasuta signaalina üle satelliidi • Üle raadiomodemi kohapealseks kasutuseks • Vastuvõttur kasutab arvutustes parandust
GPSi rakendused • Geodeesia • Andmete sidumine konkreetse asukohaga – ruumiandmebaasid – GIS • Seadmete ja masinate jälgimine reaalajas, nende teekonna ja huvipakkuvate parameetrite salvestamine • Orienteerumine ja navigeerimine
Koordinaadid • Ristkoordinaadid • WGS84: • Kraadid ° minutid ´´ sekundid ´ • Kraadid ° minutid,minutid ´´ • Kraadid,kraadid ° • Eesti alal: • Idapikkus (E) • Põhjalaius (N) • Eestis on kehtestatud meetril põhinev koordinaatsüsteem L-EST97 • Koordinaatide alguspunkt on Põhja-Lätis • Kuju: • X: 6 xxx xxx • Y: xxx xxx
Naviger katsetöös • Katsete mahamärkimine • Objektide leidmise hõlbustamine • Andmebaaside kaasaskandmine ja täiendamine • Pikkuse ja laiuse määramine • Täpne aeg (UTC) • Kiiruse mõõtmine
Täpsuse hajuvus • Parima tulemuse saab, kui 4 satelliiti paiknevad võrdselt taevas: 1 seniidis ja 3 horisondi kohal võrdsete vahedega • Halvim on 4 pea kohal paiknevat satelliiti või satelliitide paiknemine reas