Com recursos para todos os climas e também com foco no espaço, Sistema de Posicionamento Global(GPS) refere-se a um tipo de sistema de navegação que é capaz de satisfazer os requisitos de determinação contínua e precisa, bem como localização de posições tridimensionais e movimento e tempo tridimensionais para usuários militares localizados em qualquer lugar do globo ou em locais próximos. Espaço terrestre. Com as características de médio alcance e circular, é uma órbita sistema de navegação por satélite.
O artigo apresentará a definição do Sistema de Localização Global e seus ambientes de aplicação.
1. Como definir o Sistema de Posicionamento Global?
GPS é o curto prazo para Sistema de Posicionamento Global (GPS), e seu curto prazo chinês é “Sistema Ball”. Sendo uma nova geração de sistemas espaciais de navegação e localização por satélite, Sistema de Posicionamento Global é inventado em conjunto pelo Exército, Departamentos da Marinha e da Força Aérea dos EUA. Na década de 1970. As funções do GPS devem ser incluídas com três elementos: GPS terminais, conexões de rede de transmissão e plataformas de monitoramento. Esses três tipos de componentes são indispensáveis. Com o 3 componentes, o sistema é capaz de oferecer serviços como antifurto de veículos, resistência ao roubo, o monitoramento de rotas de condução, bem como o comando de chamadas.
2. Os princípios de funcionamento do GPS
Os princípios básicos de funcionamento do sistema de navegação GPS referem-se à medição da distância entre os satélites com posição conhecida e um receptor do usuário, e depois analisar integralmente os dados coletados de vários satélites para aprender sobre as posições exatas dos receptores. Para concretizar a intenção, a localização do satélite pode ser verificada em uma efeméride do satélite com base nos horários coletados pelos relógios de bordo. A distância dos usuários ao satélite é obtida registrando-se o tempo que o sinal do satélite se propaga até os usuários e multiplicando-o pela velocidade da luz (Devo à interferência da ionosfera da atmosfera, a distância não é a real entre um usuário e um satélite, mas o pseudo-alcance (RP), o que significa que se o satélite GPS funcionar normalmente, ele transferirá constantemente mensagens de navegação com um código pseudo-aleatório composto por 1 e 0 elementos de código binário (pseudocódigo para abreviar).
3. A composição do Sistema de Localização Global
A parte do espaço
GSatélite PS
Com corpo cilíndrico e velas solares em ambos os lados, os satélites GPS são capazes de se orientar automaticamente em direção ao sol. Cada satélite está equipado com vários relógios atômicos, oferecendo padrões de tempo de alta precisão para os satélites. Com combustíveis e bicos de pulverização a bordo, os satélites são capazes de regular suas órbitas sob o controle dos sistemas de controle terrestre.
As funções básicas dos satélites GPS envolvem:
- Receber e armazenar mensagens de navegação dos sistemas de controle de solo e então as mensagens são moduladas na onda portadora para serem transmitidas aos usuários.
- Ajuste as órbitas e os relógios dos satélites, reparar falhas ou ativar peças sobressalentes para manter o funcionamento normal de todo o sistema com base nos comandos dos sistemas de controle de solo.
Os satélites GPS podem ser categorizados em dois tipos: satélites de teste e satélites de trabalho.
Sconstelação de satélite
A coleção de satélites GPS que podem ser lançados em órbita e funcionar corretamente é chamada de constelação de satélites GPS.. O número total de satélites atualmente em operação é 24, que estão espalhados por seis planos orbitais, com quatro satélites em cada plano orbital, garantindo que os usuários em qualquer posição pode observar de quatro a oito satélites a qualquer momento. Para substituir os satélites com defeito em tempo hábil, três satélites adicionais que foram lançados em órbita e estão funcionando corretamente foram emitidos como satélites de backup, e a 24 mais 3 constelações são vistas como as constelações básicas.
Tele faz parte do monitoramento de solo
As instalações terrestres que podem fornecer suporte para a operação adequada de todo o sistema são chamadas de partes de controle terrestre., que são compostos pela estação de controle mestre, a estação de monitoramento, a estação de injeção, bem como sistemas de comunicação e suporte.
Estação de controle principal
A estação de controle mestre funciona como centro administrativo e técnico de todo o sistema de monitoramento terrestre, que desempenha o papel principal de gerir e coordenar a operação de todas as partes do sistema de monitoramento terrestre.
Com base nos materiais enviados por cada estação de monitoramento, a órbita do satélite, bem como o número de correção do relógio do satélite, será calculado e previsto, e então uma mensagem de navegação no formato prescrito será compilada e transferida para a estação de injeção terrestre.
A órbita do satélite e as leituras do relógio do satélite serão ajustadas. Quando o satélite falha, o sistema se encarrega de reparar ou ativar as peças de reposição para manter seu funcionamento normal. E se o satélite não puder ser reparado, o satélite sobressalente é invocado para substituí-lo e manter a operação confiável de todo o sistema.
MEstação de monitoramento
A estação de monitoramento funciona como um centro de coleta automática de dados autônomo. Suas principais funções abrangem
- A medição de pseudo-alcance de cada satélite GPS no campo de visão,
- A medição e registro automatizado de elementos meteorológicos, como temperatura, pressão barométrica e umidade relativa com a ajuda de dados meteorológicos sensores.
- A correção das observações de pseudo-intervalo é seguida por edições, suavização e compressão, e depois transferir para a estação de controle mestre.
EUEstação de injeção
A estação de injeção funciona como uma instalação terrestre que insere mensagens de navegação e outros comandos para satélites GPS.. Ele pode armazenar as mensagens de navegação recebidas em um microcomputador e então injetar essas mensagens de navegação e outros comandos no satélite, respectivamente, com uma antena transmissora de grande abertura quando o satélite passa sobre ela..
Sistema de comunicação e suporte
Os sistemas auxiliares e de comunicação são os órgãos e instalações do sistema de vigilância terrestre responsáveis pela transformação dos dados e pela prestação de outros serviços auxiliares. O sistema de comunicação do GPS é uma mistura de linhas de comunicação terrestre, cabos submarinos e comunicação via satélite.
As partes do usuário são compostas principalmente por usuários e dispositivos como receptores GPS.
Receptor GPS
O instrumento e equipamento que são capazes de reunir, processar e medir sinais de satélite GPS para navegação, localizando, órbita e tempo são chamados de receptores GPS. O receptor GPS é composto por uma antena receptora com pré-amplificadores, equipamento de processamento de sinal, equipamentos de entrada e saída, fonte de alimentação, bem como microprocessadores e outros componentes.
AUnidade de antena
Com a composição de uma antena e um pré-amplificador, a unidade Antena carrega uma antena receptora que funciona como um dispositivo que pode converter a energia do sinal da onda eletromagnética emitida pelo satélite em uma corrente elétrica. Devido aos sinais de satélite extremamente fracos, a corrente gerada é sempre necessária para ser amplificada pelo pré-amplificador antes de entrar no receptor GPS.
Runidade receptora
Os componentes das unidades receptoras contêm canais receptores, equipamento de armazenamento, microprocessadores, entrada & dispositivos de saída e uma fonte de alimentação.
Sendo um componente dos receptores, o canal de recepção é aplicado para rastrear, processo, e medir os sinais de satélite. O canal é composto por componentes de rádio sem fio, circuitos digitais e outros hardwares e softwares especializados, que é referido como canais para abreviar. Um canal só pode rastrear um sinal de uma determinada frequência em um satélite em um determinado momento. Sendo as funções vitais dos canais receptores, a medição de pseudo-alcance adquire as mensagens de navegação por satélite e reconstrói as ondas portadoras para a medição das fases portadoras.
4. Quais são os tipos de sistemas de localização global?
Os quatro grandes sistemas de navegação por satélite são divididos em Sistema de Posicionamento Global nos Estados Unidos, o SISTEMA GLOBAL DE NAVEGAÇÃO POR SATÉLITE desenvolvido pela Rússia, Sistema de navegação por satélite Galileo da Europa e sistema de navegação por satélite Beidou na China.
1. Sistema de Posicionamento Global nos Estados Unidos
GPS refere-se a uma nova geração de sistema de navegação e localização por satélite com navegação completa e tridimensional e funções de localização em tempo real no mar, em terra e no ar, que foi pesquisado e desenvolvido pelos Estados Unidos na década de 1970 e foi totalmente concluído em 1994 com 20 anos de tempo de desenvolvimento e o custo de $20 bilhão.
A utilização do mapeamento da China e de outros departamentos nos últimos dez anos sugeriu que o GPS foi calorosamente recebido pela maioria dos trabalhadores de mapeamento com as características de qualquer clima., alta precisão, automatizado e de alta eficiência. O que mais, o sistema foi utilizado vitoriosamente em geodésia, topografia de engenharia, fotogrametria aérea, navegação e controle de transportadoras, o monitoramento do movimento da crosta terrestre, o monitoramento da deformação de engenharia, descoberta de recursos, geodinâmica e mais disciplinas, trazendo assim uma revolução técnica esmagadora para a indústria de mapeamento.
2. Sistema “GLONASS” desenvolvido pela Rússia
O SISTEMA GLOBAL DE NAVEGAÇÃO POR SATÉLITE foi desenvolvido pela primeira vez durante a era soviética, e o programa foi continuamente desenvolvido pela Rússia. Depois de conquistar a independência, A Rússia começou a desenvolver a sua tecnologia GNSS em 1993.
O sistema começou a funcionar em 2007. Naquela hora, só poderia ser utilizado para serviços de localização e navegação por satélite na Rússia. Por 2009, a gama de serviços do sistema foi estendida para todo o mundo. Os principais serviços do sistema abrangem a identificação de coordenadas e informações, bem como a velocidade de movimento da terra, alvos marítimos e aéreos.
3. Sistema de navegação por satélite Galileo da Europa
O sistema de navegação por satélite do Galileo refere-se ao sistema global de navegação e localização por satélite desenvolvido e criado pela União Europeia. O programa foi anunciado pela Comissão Europeia em fevereiro 1999, e sendo conjuntamente responsável pela Comissão Europeia e pela ESA. O sistema é composto por trinta satélites com altitude orbital de 23,616 quilômetros com os componentes de 27 satélites de trabalho e três satélites de backup. As órbitas dos satélites estão a uma altitude de cerca de 24,000 KM e estão situados no 3 planos das órbitas com uma inclinação de 56 graus.
5. TOs casos de aplicação do Sistema de Localização Global
A aplicação do GPS tem sido muito extensa. Por exemplo, Sinais GPS podem ser aplicados para navegar no mar, e no ar. Também, pode ser aplicável para orientação de mísseis, a localização precisa de geodésia e medição de engenharia, transferência de tempo e medição de velocidade, etc. Em termos da área de mapeamento, A tecnologia de posicionamento por satélite GPS tem sido utilizada para estabelecer uma rede nacional de controle geodésico de alta precisão com o objetivo de determinar os parâmetros dinâmicos globais da Terra.. O que mais, a tecnologia foi aplicada para estabelecer um dado geodésico terrestre e oceânico para realizar levantamentos conjuntos de ilhas e terrenos de alta precisão e mapeamento oceânico. Também, serve para monitorar o estado do movimento da placa terrestre e da deformação da crosta terrestre e é aplicável para medições de engenharia. Foi desenvolvido como a principal forma de estabelecer redes de controle urbano e de engenharia.
O GPS é utilizado para localizar e medir as posições da câmera no momento da fotografia aeroespacial, permitindo o mapeamento rápido de levantamentos aéreos com pouco ou nenhum controle de solo, levando assim a uma revolução tecnológica em GIS, bem como ao monitoramento global de sensoriamento remoto ambiental.
Muitas instituições comerciais e governamentais também utilizam dispositivos GPS para rastrear a posição de seus veículos, que geralmente requer a assistência de tecnologia de comunicação sem fio. Vários receptores GPS integram rádios, telefones sem fios e terminais móveis de dados para se adaptarem aos requisitos de gestão de frotas.
A tecnologia sistêmica fornece principalmente navegação de localização para objetos em movimento, como barcos, navios, carros, aviões e assim por diante. Casos como:
- A navegação oceânica de navios e a pilotagem de entrada.
- Orientação de rota e pouso de aeronaves.
- Navegação autônoma em veículos.
- O rastreamento terrestre de veículos e gerenciamento de tráfego inteligente da cidade.
- Salvando vidas quando ocorrem emergências.
- Viagens individuais e aventuras selvagens.
- Terminais de comunicação pessoal (integrado com PDA, mapa eletrônico, etc.).
- Sincronização de tempo para energia, redes de correio e telecomunicações
- O acesso ao tempo preciso.
- O acesso de frequência precisa.
- Levantamento geodésico e levantamento de controle de todos os tipos de declives.
- A liberação de estradas e uma variedade de linhas.
- Levantamentos topográficos debaixo d'água.
- A medição de deformações crustais, o monitoramento de deformação de barragens e grandes construções.
- Aplicações SIG.
- O controle de máquinas de construção (guindastes de pneus, escavadeiras, etc.).
- Agricultura de precisão e fina.
- O sistema de gerenciamento de posicionamento GPS do veículo é composto principalmente de localização autônoma GPS do veículo, com a combinação de sistemas de comunicação sem fio para gerenciamento e rastreamento de agendamento de veículos.
6. As soluções para Sistema de Localização Global
Com o crescimento dos tempos e o desenvolvimento da sociedade, localizar sistemas tem sido uma parte indispensável de nossas vidas. O sistema de localização funciona como uma coleção ou dispositivo que se inter-relaciona com o objetivo de determinar localizações espaciais.. É aplicável principalmente para navegação de veículos, Resposta de emergência, produção e orientação de mísseis, resgate de aviação e detecção de proteção de espaçonaves tripuladas.
Ssistema de localização de satélite
O sistema de localização por satélite refere-se a um sistema de satélite com cobertura do acúmulo de vinte e quatro satélites. Este sistema garante a realização da navegação, posicionamento e outras funções com características de alta precisão, medição automatizada, velocidade e tempo fixos tridimensionais, rápido e economiza tempo, alta eficiência, ampla aplicação, bem como múltiplas funcionalidades. Também, o sistema está integrado em uma variedade de indústrias de caso da construção da economia nacional, a construção da defesa nacional e o crescimento social. Os campos cobrem a observação física atmosférica, exploração de recursos geofísicos, medição de engenharia, monitoramento de deformação, e planejamento urbano, que oferece principalmente sistemas de localização para navios, carros, aeronaves e outros objetos em movimento. Ao mesmo tempo, o sistema de localização utiliza o sistema de localização por rádio usado pelo satélite para alcançar um modelo de localização ativo.
GSistema de Posicionamento lobal
O Sistema de Posicionamento Global carrega um relógio atômico com grande estabilidade e depois é sincronizado com o relógio terrestre. Devido à velocidade constante das ondas de rádio, o atraso de tempo entre um transmissor de sinal GPS e um receptor é proporcional ao tempo de voo usando a equação de navegação. O Sistema de Posicionamento Global é composto por um componente espacial, um componente de controle e um componente de usuário.
Baseado em padrões GPS, a ação de mobilização de satélites não é precisa e exata. Depois que um satélite é mobilizado, engenheiros rastreiam a nova órbita a partir do solo, e depois carregue as novas efemérides e marque o satélite como disponível novamente. A garantia da informação é significativamente melhorada em comparação com o atual Sistema de Controle Operacional (OCS).
SSistema de localização de guarda de segurança
As informações de localização são coletadas com base na demanda de monitoramento de localização chave, e a informações de posição em tempo real dos seguranças que estão de plantão podem ser consultados com mais precisão. Engenheiros de gestão de propriedades, pessoal de segurança, e o pessoal de gestão precisam entrar em contato dentro dos edifícios. As formas de contato incluem o interfone, telefones fixos, celulares, e pesquisa de rádio (dentro do shopping), quais são os meios tradicionais e mais antigos. Ocorrerão problemas como as limitações de distância dos intercomunicadores, radiação e interferência de alta potência, a inconveniência dos telefones fixos, sinal instável e alto custo dos celulares, a interferência para os convidados ao usar a pesquisa de rádio e assim por diante.
7. Como é a precisão do Sistema de Posicionamento Global？
O Sistema de Posicionamento Global apresenta alta precisão, todas as condições meteorológicas, altamente eficiente, múltiplas funções, facilmente operado, amplamente aplicado e assim por diante. A prática de aplicação provou que a precisão relativa de localização do Sistema de Posicionamento Global é capaz de atingir 10-6 metros dentro de 50 km, 10-7m de 100-500 km, e 10-9m de 1000KM. Na localização precisa da faixa de 300 para projeto de 1500M, o plano do erro de posição do plano é inferior a 1 mm por mais de uma hora de observação. Comparado com o comprimento da borda medido pelo telêmetro de ondas eletromagnéticas ME-5000, a maior diferença no comprimento da borda é de 0,5 mm, e o erro de calibração é de 0,3 mm.
8. Quais são as diferenças entre GNSS e GPS?
Com as características de todas as dimensões, todas as condições meteorológicas, todos os tempos e alta precisão, GPS é um sistema de navegação por satélite desenvolvido e estabelecido pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Apresentando baixo custo, posição tridimensional altamente precisa, alta velocidade e tempo preciso, as informações de navegação são oferecidas pelo Sistema de Posicionamento Geográfico e depois enviadas para usuários em todo o mundo. O Sistema de Posicionamento Geográfico continua sendo um exemplo de aplicação de tecnologias de comunicação por satélite na área de navegação, que melhora substancialmente o desenvolvimento baseado na informação de países em todo o mundo para injetar um forte impulso ao crescimento da economia digital.
O nome completo do GNSS refere-se ao Sistema Global de Navegação por Satélite, que é o mesmo termo para o sistema BeiDou., GPS, Sistema GLONASS, Sistema Galileo e outros sistemas únicos de navegação por satélite. O que mais, o Sistema Global de Navegação por Satélite representa os sistemas aumentados e a mistura de todos esses sistemas de navegação por satélite e sistemas de localização, bem como os sistemas aprimorados. Isso quer dizer, GNSS é um grande sistema composto por alguns sistemas de navegação e localização por satélite, bem como sistemas aprimorados. É um sistema de radionavegação estelar que utiliza satélites artificiais como estação de navegação, oferecendo todos os climas, localização altamente precisa, mensagens de velocidade e tempo para uma variedade de porta-aviões militares e civis em terra, mar, ar e céu ao redor do globo. Portanto, também é considerado uma localização focada no espaço, sistema de navegação e cronometragem.
9. Quais são as diferenças entre GPS e o sistema de localização por satélite Beidou?
A diferença mais atraente entre o GPS e o sistema de localização por satélite Beidou é que o GPS não foi equipado com a função de enviar e receber comunicações de texto curto, enquanto o sistema de localização por satélite Beidou suporta a função de enviar e receber comunicação de texto curto. No entanto, é vital observar que os telefones celulares geralmente não suportam a função de envio e coleta de textos do sistema de localização por satélite Beidou porque o chip de localização nos telefones celulares só pode suportar a obtenção de informações de localização de satélites.
GPS utiliza um sinal de dupla frequência. No entanto, o sistema de localização por satélite Beidou utiliza um sinal de tripla frequência. Teoricamente falando, O GPS tem precisão de localização comparável em todo o mundo, enquanto a precisão de localização do sistema de satélite Beidou é especialmente reforçada para a China e áreas vizinhas.
O GPS foi equipado com 32 satélites. Quanto mais satélites houver, mais dados redundantes serão obtidos, mais confiáveis serão os dados, e quanto menor for o valor DOP. Agora mesmo, o sistema de localização por satélite Beidou foi equipado apenas com dezesseis satélites. Quanto mais satélites serão, mais dados de observação serão adquiridos, e quanto mais evitável a precisão será melhorada.
GPS é orientado unidirecionalmente, o que significa que o receptor só pode coletar os sinais de localização e saber apenas onde você está. Pelo contrário, o sistema de localização por satélite Beidou é orientado bidirecionalmente, o que significa que o sistema é capaz de transferir sua posição para seus amigos para que eles saibam onde você está enquanto também recebe sinais. Em geral, O GPS e o sistema de localização por satélite Beidou funcionam como sistemas de navegação e localização, mas utilizam tecnologias de localização distintas e, portanto, têm diferentes alcances de localização.. Espera-se que o sistema de navegação Beidou seja equipado com funções globais de localização e navegação por 2020. No entanto, GPS é um sistema de localização para qualquer clima que cobre áreas ao redor do mundo.
10. TA História, bem como o Desenvolvimento do Sistema de Posicionamento Global
O antecessor do GPS foi um sistema de localização por satélite meridiano pesquisado e desenvolvido pelos EUA. Exército em 1958. O sistema funcionou com uma rede de cinco a seis satélites que orbitaram a Terra até 13 vezes por dia. No entanto, não poderia fornecer informações de altitude e não era tão preciso quanto poderia ser em termos de precisão de localização.
GPS originado de um país dos EUA. projeto militar iniciado em 1958 e foi colocado em uso em 1964. Os EUA. Exército, Os departamentos da Marinha e da Força Aérea inventaram em conjunto uma nova geração do sistema de localização por satélite, também chamado de Sistema de Posicionamento Global na década de 1970.
A principal intenção do projeto do GPS é fornecer informações em tempo real, serviços de navegação mundial em todas as condições meteorológicas para o 3 principais áreas incluindo o terreno, mar e ar. É utilizado para algumas intenções militares, como coleta INTEL, o monitoramento de explosões nucleares e comunicações de emergência. Com mais de vinte anos de pesquisas e experimentos, bem como com o custo de $30 bilhão, uma constelação de 24 Os satélites GPS foram projetados por 1994, com cobertura global de 98%. O Sistema de Posicionamento Global traz outra definição no campo mecânico, aquilo é, Especificações geométricas do produto – GPS para abreviar.
