Con las características de todo clima y enfocadas en el espacio, Sistema de Posicionamiento Global(GPS) Se refiere a un tipo de sistema de navegación que es capaz de satisfacer los requisitos de las demandas de determinación continua y precisa, así como de localización de posiciones tridimensionales y movimiento y tiempo tridimensionales para usuarios militares ubicados en cualquier parte del mundo o en zonas cercanas. espacio terrestre. Con las características de alcance medio y circular., es una orbita sistema de navegación por satélite.
El artículo le presentará la definición del Sistema de Localización Global y sus entornos de aplicación..
1. Cómo definir el sistema de posicionamiento global?
GPS es el término corto para el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), y su corto plazo chino es “Sistema de pelota”. Ser una nueva generación de sistemas de localización y navegación por satélite espacial., El sistema de posicionamiento global es inventado conjuntamente por el ejército, Departamentos de la Armada y la Fuerza Aérea de los EE. UU.. en los 1970s. Las funciones del GPS deben incluirse en tres elementos: GPS terminales, Conexiones de redes de transmisión y plataformas de monitoreo.. Estos tres tipos de componentes son indispensables.. Con el 3 componentes, el sistema es capaz de ofrecer servicios como antirrobo de vehículos, resistencia al robo, el seguimiento de las rutas de conducción así como el control de las llamadas.
2. Los principios de funcionamiento del GPS
Los principios básicos de funcionamiento del sistema de navegación GPS se refieren a la medición de la distancia entre los satélites con posición conocida y un receptor de usuario., y luego analizar integralmente los datos recopilados de múltiples satélites para conocer las posiciones exactas de los receptores. Para realizar la intención, la ubicación del satélite se puede comprobar en una efeméride del satélite basándose en los tiempos recopilados por los relojes a bordo. La distancia de los usuarios al satélite se adquiere registrando el tiempo que la señal del satélite se propaga hasta los usuarios y multiplicándolo por la velocidad de la luz. (Debido a la interferencia de la ionosfera de la atmósfera., la distancia no es la real entre un usuario y un satélite sino el pseudorango (relaciones públicas), lo que significa que si el satélite GPS funciona normalmente, transferirá constantemente mensajes de navegación con un código pseudoaleatorio que se compone de 1 y 0 elementos de código binario (pseudocódigo para abreviar).
3. La composición del Sistema de Localización Global
la parte del espacio
GRAMOPS satélite
Con cuerpo cilíndrico y velas solares a ambos lados., Los satélites GPS son capaces de orientarse automáticamente hacia el sol.. Cada satélite está equipado con múltiples relojes atómicos., ofreciendo estándares de tiempo de alta precisión a los satélites. Con combustibles y boquillas pulverizadoras a bordo., Los satélites son capaces de regular sus órbitas bajo el control de los sistemas de control terrestre..
Las funciones básicas de los satélites GPS implican:
- Recibe y almacena mensajes de navegación de los sistemas de control terrestre y luego los mensajes se modulan en la onda portadora para transmitirlos a los usuarios..
- Ajustar las órbitas y los relojes de los satélites., reparar fallas o activar repuestos para mantener el funcionamiento normal de todo el sistema en base a los comandos de los sistemas de control en tierra.
Los satélites GPS se pueden clasificar en dos tipos: satélites de prueba y satélites de trabajo.
Sconstelación de satélites
El conjunto de satélites GPS que pueden ponerse en órbita y funcionar correctamente se denomina constelación de satélites GPS.. El número total de satélites que se encuentran actualmente en funcionamiento es 24, que se encuentran dispersos en seis planos orbitales, con cuatro satélites en cada plano orbital, garantizar que los usuarios en cualquier posición Puede observar de cuatro a ocho satélites en cualquier momento.. Para reemplazar oportunamente los satélites que funcionan mal, Tres satélites adicionales que se han puesto en órbita y funcionan correctamente se han emitido como satélites de respaldo., y el 24 más 3 Las constelaciones se consideran las constelaciones básicas..
tÉl es parte del monitoreo terrestre.
Las instalaciones terrestres que pueden brindar apoyo para el funcionamiento adecuado de todo el sistema se denominan partes de control terrestre., que están compuestos por la estación de control maestro, la estación de monitoreo, la estación de inyección, así como los sistemas de comunicación y soporte..
Estación de control principal
La estación de control maestro funciona como centro administrativo y técnico de todo el sistema de monitoreo terrestre., que desempeña el papel principal de gestionar y coordinar la operación de todas las partes del sistema de monitoreo terrestre.
Basado en los materiales enviados por cada estación de monitoreo., la órbita del satélite, así como el número de corrección del reloj satelital, será calculado y predicho, y luego se compilará un mensaje de navegación en el formato prescrito y se transferirá a la estación de inyección terrestre..
Se ajustarán la órbita del satélite y las lecturas del reloj del satélite.. Cuando el satélite falla, el sistema se encarga de reparar o activar los repuestos para mantener su funcionamiento normal. Y si el satélite no se puede reparar, Se invoca el satélite de repuesto para reemplazarlo y mantener el funcionamiento confiable de todo el sistema..
METROestación de vigilancia
La estación de monitoreo funciona como un centro de recolección de datos automático y desatendido.. Sus funciones principales cubren
- La medición de pseudodistancia de cada satélite GPS en el campo de visión,
- La medición y el registro automatizados de elementos meteorológicos como la temperatura., presión barométrica y humedad relativa con la ayuda de meteorología sensores.
- La corrección de observaciones de pseudorango va seguida de ediciones., suavizado y compresión, y luego transferir a la estación de control maestro.
IEstación de inyección
La estación de inyección funciona como una instalación terrestre que ingresa mensajes de navegación y otros comandos a los satélites GPS.. Puede almacenar los mensajes de navegación recibidos en una microcomputadora y luego inyectar estos mensajes de navegación y otros comandos en el satélite, respectivamente, con una antena transmisora de gran apertura cuando el satélite pasa sobre él..
Sistema de comunicación y apoyo.
Los sistemas auxiliares y de comunicación son los organismos e instalaciones del sistema de vigilancia terrestre que se encargan de la transformación de datos y la prestación de otros servicios auxiliares.. El sistema de comunicación del GPS es una mezcla de líneas de comunicación terrestres., Cables submarinos y comunicaciones por satélite..
Las partes de usuario se componen principalmente de usuarios y dispositivos como receptores GPS..
Receptor GPS
Los instrumentos y equipos que son capaces de recolectar, Procesar y medir señales de satélite GPS para la navegación., localizando, la órbita y la sincronización se conocen como receptores GPS. El receptor GPS se compone de una antena receptora con preamplificadores., equipo de procesamiento de señal, equipos de entrada y salida, fuente de alimentación, así como microprocesadores y otros componentes.
Aunidad de antena
Con la composición de una antena y un preamplificador., La unidad de antena lleva una antena receptora que funciona como un dispositivo que puede convertir la energía de la señal de onda electromagnética emitida por el satélite en una corriente eléctrica.. Debido a las señales de satélite extremadamente débiles, La corriente generada siempre es necesaria para ser amplificada por el preamplificador antes de entrar en el receptor GPS..
RUnidad receptora
Los componentes de las unidades receptoras contienen canales receptores., equipo de almacenamiento, microprocesadores, aporte & dispositivos de salida y una fuente de alimentación.
Ser un componente de los receptores., el canal de recepción se aplica para rastrear, proceso, y medir las señales de los satélites. El canal se compone de componentes de radio inalámbricos., Circuitos digitales y otro hardware y software especializado., que se conoce como canales para abreviar. Un canal sólo puede rastrear una señal de una determinada frecuencia en un satélite en un momento determinado. Siendo las funciones vitales de los canales receptores, La medición de pseudodistancia adquiere los mensajes de navegación por satélite y reconstruye las ondas portadoras para medir las fases de la portadora..
4. ¿Cuáles son los tipos de Sistemas de Localización Global??
Los cuatro grandes sistemas de navegación por satélite se dividen en Sistema de Posicionamiento Global en Estados Unidos, el SISTEMA MUNDIAL DE NAVEGACIÓN POR SATÉLITE desarrollado por Rusia, Sistema de navegación por satélite Galileo de Europa y sistema de navegación por satélite Beidou en China.
1. Sistema de posicionamiento global en los Estados Unidos
GPS se refiere a una nueva generación de sistemas de navegación y localización por satélite con funciones completas y tridimensionales de navegación y localización en tiempo real en el mar., en tierra y en el aire, que fue investigado y desarrollado por los Estados Unidos en la década de 1970 y fue completamente terminado en 1994 con 20 años de tiempo de desarrollo y el costo de $20 mil millones.
La utilización de los departamentos de cartografía y otros departamentos de China en los últimos diez años ha sugerido que el GPS ha sido bien recibido por la mayoría de los trabajadores cartográficos con las características de todo clima., alta precisión, automatizado y de alta eficiencia. Y lo que es más, El sistema ha sido utilizado victoriosamente en geodesia., topografía de ingeniería, fotogrametría aérea, navegación y control de transportistas, el seguimiento del movimiento de la corteza cerebral, el seguimiento de la deformación de ingeniería, descubrimiento de recursos, Geodinámica y más disciplinas., trayendo así una revolución técnica abrumadora a la industria de la cartografía..
2. Sistema “GLONASS” desarrollado por Rusia
El SISTEMA GLOBAL DE NAVEGACIÓN POR SATÉLITE se desarrolló por primera vez durante la era soviética., y el programa fue desarrollado continuamente por Rusia. Después de obtener la independencia, Rusia comenzó a desarrollar su tecnología GNSS en 1993.
El sistema comenzó a operar en 2007. En ese tiempo, Solo podría utilizarse para servicios de navegación y localización por satélite dentro de Rusia.. Por 2009, La gama de servicios del sistema se amplió a todo el mundo.. Los principales servicios del sistema cubren la identificación de coordenadas e información., así como la velocidad del movimiento de la tierra., objetivos marítimos y aéreos.
3. Galileo Sistemas de navegación por satélite de Europa
El sistema de navegación por satélite de Galileo se refiere al sistema global de localización y navegación por satélite desarrollado y establecido por la Unión Europea.. El programa fue anunciado por la Comisión Europea en febrero. 1999, y siendo responsable conjuntamente por la Comisión Europea y la ESA. El sistema está compuesto por treinta satélites con una altitud orbital de 23,616 kilómetros con los componentes de 27 Satélites de trabajo y tres satélites de respaldo.. Las órbitas de los satélites se encuentran a una altitud de aproximadamente 24,000 KM y están situados en el 3 planos de las órbitas que tienen una inclinación de 56 grados.
5. tLos casos de aplicación del Sistema de Localización Global
La aplicación del GPS ha sido muy extensa. Por ejemplo, Las señales GPS se pueden aplicar para navegar en el mar., y en el aire. También, Puede ser aplicable para guía de misiles., la localización precisa de mediciones de geodesia e ingeniería, transferencia de tiempo y medición de velocidad, etc.. En términos del campo de la cartografía., La tecnología de posicionamiento satelital GPS se ha utilizado para establecer una red de control geodésico nacional de alta precisión con el propósito de determinar los parámetros dinámicos globales de la Tierra.. Y lo que es más, La tecnología se ha aplicado para establecer un datum geodésico terrestre y oceánico para llevar a cabo estudios conjuntos de islas y tierras de alta precisión y cartografía oceánica.. También, Sirve para monitorear el estado del movimiento de la placa terrestre y la deformación de la corteza terrestre y es aplicable para mediciones de ingeniería.. Se ha desarrollado como la principal forma de establecer redes de control urbano y de ingeniería..
El GPS se utiliza para localizar y medir las posiciones de la cámara en el momento de la fotografía aeroespacial., permitiendo un mapeo rápido de reconocimientos aéreos con pocos o ningún control terrestre, conduciendo así a una revolución tecnológica en los SIG, así como a la vigilancia ambiental mundial mediante teledetección..
Muchas instituciones comerciales y gubernamentales también utilizan dispositivos GPS para rastrear la posición de sus vehículos, que generalmente requiere la asistencia de tecnología de comunicación inalámbrica. Varios receptores GPS integran radios, Teléfonos inalámbricos y terminales móviles de datos para adaptarse a las necesidades de gestión de flotas.
La tecnología sistémica proporciona principalmente navegación de localización para objetos en movimiento como barcos., buques, carros, aviones y demás. Casos como:
- La navegación oceánica de buques y el practicaje de entrada..
- Guía de ruta y aterrizaje de aeronaves..
- Navegación de vehículos autónomos.
- El seguimiento terrestre de vehículos y la gestión inteligente del tráfico urbano.
- Salvar vidas cuando ocurren emergencias.
- Viajes individuales y aventuras salvajes..
- Terminales de comunicación personales (integrado con PDA, mapa electrónico, etc.).
- Sincronización horaria para alimentación., redes de correos y telecomunicaciones
- El acceso a la hora exacta.
- El acceso a la frecuencia precisa..
- Levantamiento geodésico y levantamiento de control de todo tipo de pendientes..
- La liberación de carreteras y una variedad de líneas..
- Levantamientos topográficos bajo el agua..
- La medición de las deformaciones de la corteza terrestre., el seguimiento de la deformación de presas y grandes construcciones.
- Aplicaciones SIG.
- El control de la maquinaria de construcción. (grúas de neumáticos, topadoras, etc.).
- Agricultura de precisión y fina.
- El sistema de gestión de posicionamiento GPS para vehículos se compone principalmente de localización autónoma por GPS para vehículos., con la combinación de sistemas de comunicación inalámbricos para la gestión y seguimiento de la programación de vehículos.
6. Las soluciones para el sistema de localización global
Con el crecimiento de los tiempos y el desarrollo de la sociedad., Los sistemas de localización han sido una parte indispensable de nuestras vidas.. El sistema de localización funciona como una colección o un dispositivo que se interrelaciona con el objetivo de determinar ubicaciones espaciales.. Es principalmente aplicable a la navegación de vehículos., respuesta de emergencia, producción y orientación de misiles, Detección de salvamento aéreo y protección de naves espaciales tripuladas..
Ssistema de localización de satélites
El sistema de localización por satélite se refiere a un sistema satelital con cobertura de la acumulación de veinticuatro satélites.. Este sistema garantiza la realización de la navegación., Posicionamiento y otras funciones con características de alta precisión., medición automatizada, velocidad y sincronización fijas tridimensionales, rápido y ahorra tiempo, alta eficiencia, aplicación amplia, así como múltiples funcionalidades. También, El sistema está integrado en una variedad de industrias de casos de la construcción de la economía nacional., la construcción de la defensa nacional y el crecimiento social. Los campos cubren la observación física atmosférica., exploración de recursos geofísicos, medición de ingeniería, monitoreo de deformaciones, y urbanismo, que ofrece principalmente sistemas de localización para barcos, carros, aviones y otros objetos en movimiento. Al mismo tiempo, el sistema de localización utiliza el sistema de localización por radio utilizado por el satélite para lograr un modelo de localización activo.
GRAMOsistema de posicionamiento global
El Sistema de Posicionamiento Global lleva un reloj atómico con gran estabilidad y luego se sincroniza con el reloj terrestre. Debido a la velocidad constante de las ondas de radio., el retraso de tiempo entre un transmisor de señal GPS y un receptor es proporcional al tiempo de vuelo usando la ecuación de navegación. El Sistema de Posicionamiento Global se compone de un componente espacial, un componente de control y un componente de usuario.
Basado en estándares GPS, la acción de movilizar satélites no es precisa y exacta. Después de que se movilice un satélite, Los ingenieros rastrean la nueva órbita desde la tierra., y luego subir las nuevas efemérides y marcar nuevamente el satélite disponible. El aseguramiento de la información ha mejorado significativamente en comparación con el actual Sistema de Control Operativo. (OCS).
SSistema de localización de guardias de seguridad
La información de ubicación se recopila en función de la demanda de monitoreo de ubicación clave., y el información de posición en tiempo real de los guardias de seguridad que están de servicio se pueden consultar con mayor precisión. ingenieros de administracion de propiedades, personal de seguridad, y el personal de administración debe comunicarse entre sí dentro de los edificios. Las formas de contactar incluyen el intercomunicador., teléfonos de línea fija, celulares, y búsqueda de radio (dentro del centro comercial), cuáles son los medios tradicionales y más antiguos. Se producirán problemas como las limitaciones de distancia de los intercomunicadores., radiación e interferencias de alta potencia, Los inconvenientes de los teléfonos fijos., Señal inestable y alto costo de los teléfonos celulares., la interferencia a los invitados cuando se utiliza la búsqueda de radio, etc..
7. ¿Cómo se ve la precisión del Sistema de Posicionamiento Global?？
El sistema de posicionamiento global presenta alta precisión, todos los climas, altamente eficiente, múltiples funciones, fácil de operar, Ampliamente aplicado, etc.. La práctica de aplicación ha demostrado que la precisión de localización relativa del sistema de posicionamiento global es capaz de alcanzar 10-6 metros dentro de 50KM, 10-7m de 100-500KM, y 10-9m desde 1000KM. En la localización de precisión del rango desde 300 al proyecto de 1500M, el error de posición del plano es inferior a 1 mm durante más de una hora de observación. Comparado con la longitud del borde medida por el telémetro de ondas electromagnéticas ME-5000, la mayor diferencia en la longitud del borde es de 0,5 mm, y el error de calibración es de 0,3 mm.
8. ¿Cuáles son las diferencias entre GNSS y GPS??
Con los rasgos de todas las dimensiones., todos los climas, todo el tiempo y de alta precisión, GPS es un sistema de navegación por satélite desarrollado y establecido por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.. Con bajo costo, posición tridimensional de alta precisión, alta velocidad y sincronización precisa, La información de navegación es ofrecida por el sistema de posicionamiento geográfico y luego enviada a usuarios de todo el mundo.. El Sistema de Posicionamiento Geográfico sigue siendo un ejemplo de aplicación de las tecnologías de comunicación por satélite en el campo de la navegación., que mejora sustancialmente el desarrollo basado en la información de los países de todo el mundo para inyectar un fuerte impulso al crecimiento de la economía digital.
El nombre completo de GNSS se refiere al Sistema Global de Navegación por Satélite, que es el mismo término para el sistema BeiDou., GPS, sistema GLONASS, Sistema Galileo y otros sistemas únicos de navegación por satélite. Y lo que es más, El Sistema Global de Navegación por Satélite representa los sistemas aumentados y la combinación de todos estos sistemas de navegación por satélite y sistemas de localización, así como los sistemas mejorados.. Es decir, GNSS es un gran sistema compuesto por algunos sistemas de localización y navegación por satélite, así como sistemas mejorados.. Es un sistema de radionavegación estelar que utiliza satélites artificiales como estación de navegación., ofreciendo todo clima, ubicación altamente precisa, Mensajes de velocidad y sincronización para una variedad de transportistas militares y civiles en tierra., mar, aire y cielo alrededor del mundo. Por lo tanto, También se considera una localización centrada en el espacio., sistema de navegación y cronometraje.
9. ¿Cuáles son las diferencias entre el GPS y el sistema de localización por satélite Beidou??
La diferencia más llamativa entre el GPS y el sistema de localización por satélite Beidou es que el GPS no ha sido equipado con la función de enviar y recibir comunicaciones de texto breve, mientras que el sistema de localización por satélite Beidou admite la función de enviar y recibir comunicaciones de texto breve.. Sin embargo, Es vital tener en cuenta que los teléfonos móviles generalmente no pueden soportar la función de enviar y recopilar textos del sistema de localización por satélite Beidou porque el chip de localización de los teléfonos móviles sólo puede soportar la obtención de información de localización de los satélites..
El GPS utiliza una señal de doble frecuencia.. Sin embargo, El sistema de localización por satélite Beidou utiliza una señal de triple frecuencia.. Teóricamente hablando, El GPS tiene una precisión de localización comparable a nivel mundial, mientras que la precisión de localización del sistema satelital Beidou está especialmente reforzada para China y sus alrededores..
El GPS ha sido equipado con 32 satélites. Cuantos más satélites haya, Se obtendrán más datos redundantes., más confiables serán los datos, y cuanto menor sea el valor DOP. Ahora mismo, El sistema de localización por satélite Beidou sólo ha sido equipado con dieciséis satélites.. Cuantos más satélites habrá, cuantos más datos de observación se adquieran, y cuanto más evitable se mejorará la precisión.
El GPS está orientado unidireccionalmente, lo que significa que el receptor solo puede recopilar las señales de ubicación y solo saber dónde se encuentra. De lo contrario, El sistema de localización por satélite Beidou está orientado en dos direcciones., lo que significa que el sistema puede transferir su posición a sus amigos para que sepan dónde se encuentra y al mismo tiempo recibir señales.. En general, El GPS y el sistema de localización por satélite Beidou funcionan como sistemas de navegación y localización, pero utilizan tecnologías de localización distintas y, por lo tanto, tienen diferentes rangos de localización.. Se espera que el sistema de navegación Beidou esté equipado con funciones de navegación y localización global mediante 2020. Sin embargo, GPS es un sistema de localización para todo clima que cubre áreas de todo el mundo.
10. tLa historia y el desarrollo del sistema de posicionamiento global.
El predecesor del GPS fue un sistema de localización de meridianos por satélite investigado y desarrollado por EE. UU.. ejército en 1958. El sistema funcionaba con una red de cinco a seis satélites que orbitaban la Tierra hasta 13 veces por día. Sin embargo, no podía proporcionar información de altitud y no era tan preciso como podría ser en términos de precisión de localización.
El GPS se originó en EE. UU.. proyecto militar que comenzó en 1958 y fue puesto en uso en 1964. Los Estados Unidos. Ejército, Los departamentos de la Armada y la Fuerza Aérea inventaron conjuntamente una nueva generación del sistema de localización por satélite, También llamado Sistema de Posicionamiento Global en la década de 1970..
La principal intención del diseño del GPS es proporcionar información en tiempo real., servicios de navegación mundial para todo clima para el 3 áreas principales incluyendo la tierra, mar y aire. Se utiliza para algunas intenciones militares, como la recopilación de INTEL., la vigilancia de las explosiones nucleares y las comunicaciones de emergencia. Con más de veinte años de investigación y experimentos, así como con el costo de $30 mil millones, una constelación de 24 Los satélites GPS habían sido establecidos por 1994, con cobertura global de 98%. El Sistema de Posicionamiento Global lleva otra definición en el campo mecánico, eso es, Especificaciones geométricas del producto: GPS para abreviar.
