Palydovinė navigacija (GNSS): apibrėžimas, GPS, GLONASS ir veikimas
Sužinokite, kaip veikia palydovinė navigacija (GNSS): GPS, GLONASS apibrėžimas, veikimas, tikslumas ir praktinės panaudojimo galimybės.
Palydovinės navigacijos sistema – tai technologija, leidžianti labai tiksliai nustatyti buvimo vietą ir vietos laiką visame pasaulyje. Ji paremta palydovų siunčiamais laiko ir padėties signalais, kuriuos gauna specialūs imtuvai.
Kaip tai veikia
Palydovinė navigacija naudoja palydovų tinklą, kurie nuolat perduoda laiko žymas ir orbitų duomenis. Mažiems elektroniniams imtuvams šie signalai leidžia apskaičiuoti savo buvimo vietą — ilgumą, platumą ir aukštį/aukštį. Padėtis nustatoma matuojant atstumą iki kelių palydovų (trilatacija): imtuvas lygina palydovų siunčiamą laiką su savo laiku ir apskaičiuoja atstumą pagal radijo bangų sklidimo laiką.
Signalai perduodami nuo palydovų radijo bangomis (radijo bangomis) ir perduoda tikslų laiko ženklą bei informaciją apie palydovo orbitą. Kad būtų išspręstas imtuvo laikrodžio nuokrypis, reikia signalų iš mažiausiai keturių palydovų: trys suteikia erdvinę padėtį, o ketvirtasis leidžia nustatyti laikrodžio klaidą.
Pagrindinės pasaulinės sistemos
- Pasaulinė padėties nustatymo sistema (GPS) – didžiausia ir dažniausiai naudojama GNSS, pradėta JAV. GPS teikia atvirą (civilinę) ir uždarą (karinę) paslaugas ir nuolat modernizuojama.
- GLONASS – Rusijos GNSS, antra pagal dydį sistema, kuri taip pat užtikrina pasaulinį aprėptį.
- Kinija kuria BeiDou sistemą (vietinį ir vėliau globalų tinklą), siūlančią tiek atvirus, tiek komercinius servisus.
- Indija yra sukūrusi regioninę sistemas (NavIC), o Europos Sąjunga vysto Galileo — nepriklausomą Europos GNSS su atviromis ir specializuotomis paslaugomis.
Tikslumas, klaidos ir tobulinimo metodai
Standartinis civilei įrangai gavimas lauke paprastai leidžia nustatyti padėtį kelių metrų tikslumu. Tačiau tikslumą veikia keletas faktorių:
- Ionosferos ir troposferos įtaka (signalų vėlavimas)
- Multipasinis atsispindėjimas (signalų atspindžiai nuo pastatų ar žemės)
- Palydovų orbitų ir laikrodžių paklaidos
- Imtuvo aparatūros kokybė ir antenos padėtis
Norint pagerinti tikslumą, taikomi šie metodai: diferencinė GNSS (DGNSS), realaus laiko kinematinė padėtis (RTK) – centimetro lygio tikslumas žemėtvarkoje ir statyboje, bei Precise Point Positioning (PPP). Regioniniai satelitinių padėčių pataisų servisai (pvz., EGNOS Europoje, WAAS JAV) taip pat mažina klaidas.
Praktinės taikymo sritys
- Transportas ir navigacija (automobiliai, laivai, lėktuvai)
- Geodezija ir žemėtvarka
- Agrikultūra (tikslioji žemdirbystė)
- Telekomunikacijų ir elektros tinklų laiko sinchronizacija
- Laikmečio ženklinimas finansų rinkose ir kitose kritinėse sistemose
- Paieška ir gelbėjimas, mobiliosios paslaugos, lokalizacija ir žemėlapių sudarymas
Ribotumai ir saugumas
Palydovinė navigacija geriausiai veikia atvirame danguje; miesto tarpekliuose („urban canyon“) arba patalpose signalai gali silpnėti arba būti iškraipyti. Be to, GNSS signalai yra silpni ir gali būti užblokuoti, trigdžiai (jamming) arba suklastoti (spoofing). Dėl to kritinėse infrastruktūrose dažnai naudojami papildomi saugumo ir patikimumo sprendimai.
Apibendrinant: pasaulinė palydovinės navigacijos sistema (GNSS) leidžia tiksliai nustatyti padėtį ir laiką, o pagrindinės pasaulinės sistemos — GPS ir GLONASS — užtikrina plačią aprėptį. Kitos šalys ir regionai kuria savo sistemas, kad užtikrintų nepriklausomybę ir papildomas paslaugas.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra palydovinės navigacijos sistema?
A: Palydovinės navigacijos arba palydovinės navigacijos sistema - tai būdas labai tiksliai nustatyti buvimo vietą.
K: Kaip veikia palydovinės navigacijos sistema?
A: Satnav naudoja palydovų sistemą. Sistema leidžia tiksliai nustatyti buvimo vietą, naudodama laiko signalus, kuriuos palydovai radijo bangomis perduoda išilgai tiesiosios linijos (matomumo linijos).
K: Kokių imtuvų reikia palydovinės navigacijos sistemai naudoti?
A: Naudojant palydovinės navigacijos sistemą reikia nedidelių elektroninių imtuvų.
K: Kokią informaciją galima gauti iš palydovinės navigacijos sistemos?
A: Iš palydovinės navigacijos sistemos galima gauti labai tikslią informaciją apie padėtį (ilgumą, platumą, aukštį ir aukštį virš jūros lygio) ir dabartinį vietos laiką.
K: Kas yra pasaulinė palydovinės navigacijos sistema (GNSS)?
A: Palydovinės navigacijos sistema, kurios aprėptis yra pasaulinė, gali būti vadinama pasauline palydovinės navigacijos sistema (GNSS).
K: Kuri GNSS yra didžiausia ir dažniausiai naudojama?
A: Pasaulinė padėties nustatymo sistema arba GPS yra didžiausia ir labiausiai naudojama GNSS.
K: Kurios šalys ar regionai kuria panašias savo sistemas?
A: Kinija, Indija ir Europos Sąjunga kuria panašias savo sistemas.
Ieškoti