|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN GPS - mọi thứ thật đơn giản và đáng tin cậy phải không?. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Liên lạc vô tuyến dân dụng GPS dịch từ tiếng Anh là hệ thống định vị toàn cầu. Hệ thống định vị vô tuyến vệ tinh của Mỹ GPS được thiết kế để hỗ trợ điều hướng có độ chính xác cao trên quy mô toàn cầu cho tất cả các chi nhánh của lực lượng vũ trang Hoa Kỳ và người dùng dân sự. Chính phủ Hoa Kỳ đã chi hơn 10 tỷ đô la để tạo ra hệ thống này và tiếp tục chi tiền cho sự phát triển và hỗ trợ hơn nữa của nó. Sự phát triển của hệ thống bắt đầu vào những năm 70. Năm 1978, vệ tinh đầu tiên được phóng. Năm 1983, hệ thống này được mở cho mục đích dân sự và vào năm 1991, các hạn chế đối với việc bán thiết bị nhận ở Nga đã được dỡ bỏ. Các tàu và tàu của Nga bắt đầu được tích cực trang bị máy thu GPS. Trong thập kỷ đầu tiên của thiên niên kỷ mới, các hệ thống định vị vệ tinh sẽ trở thành phương tiện định vị chính cho các vật thể trên bộ, trên không và trên biển. Với công nghệ mạch tích hợp hiện đại, máy thu GPS và GLONASS nhỏ, đáng tin cậy và rẻ tiền, để khách du lịch, những người đam mê xe hơi và thậm chí cả những người hái nấm sẽ có thể mua chúng trong thời gian tới. Bộ thu được kết nối với máy nhắn tin có thể cho bạn biết con bạn hiện đang đi bộ ở đâu hoặc ô tô của bạn đang ở đâu. Và nó sẽ được thực hiện với độ chính xác cao. Với sự trợ giúp của máy thu, không chỉ vị trí của vật thể chuyển động được xác định mà còn cả tốc độ chuyển động của nó, quãng đường đã đi, khoảng cách và hướng đến điểm dự kiến, thời gian đến và độ lệch so với hướng đã định. tính toán. Rõ ràng, thật hữu ích khi nhớ lại các nguyên tắc hoạt động của hệ thống định vị vệ tinh. Để xác định chính xác vị trí của chúng trên mặt đất, theo truyền thống, họ sử dụng các dấu hiệu trắc địa hoặc các mốc trắc địa hoặc các vật thể thiên văn (Mặt trời, các vì sao). Trong các hệ thống định vị vô tuyến, các điểm đánh dấu trắc địa như vậy là đèn hiệu vô tuyến, vị trí của nó đã được biết rõ. Một hệ thống định vị vệ tinh hoạt động tương tự, trong đó thay vì các dấu hiệu trắc địa và đèn hiệu vô tuyến, các vệ tinh phát ra tín hiệu đặc biệt được sử dụng. Vị trí hiện tại của các vệ tinh trên quỹ đạo đã được biết rõ. Không giống như các dấu hiệu trắc địa, chúng di động, chu kỳ quay quanh Trái đất của chúng là 12 giờ, các vệ tinh tự truyền thông tin về vị trí của chúng. Khoảng cách của chúng được xác định bằng cách đo lượng thời gian cần thiết để tín hiệu vô tuyến truyền từ vệ tinh đến máy thu vô tuyến và nhân thời gian đó với tốc độ của sóng điện từ. Đồng bộ hóa đồng hồ của vệ tinh (sử dụng máy phát tham chiếu tần số nguyên tử) và máy thu cung cấp phép đo chính xác khoảng cách đến vệ tinh. Để tính toán tọa độ của một địa điểm trên Trái đất, bạn cần biết khoảng cách đến các vệ tinh và vị trí của từng vệ tinh trong không gian vũ trụ. Các vệ tinh GPS đang ở quỹ đạo cao (20 km) và tọa độ của chúng là . có thể được dự đoán với độ chính xác cao. Các trạm theo dõi của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thường xuyên phát hiện những thay đổi nhỏ nhất trong quỹ đạo và dữ liệu này được truyền tới các vệ tinh. Khoảng cách đo được đến các vệ tinh được gọi là khoảng cách giả vì có một số điều không chắc chắn trong việc xác định chúng. Vấn đề là. rằng tầng điện ly và tầng đối lưu của Trái đất gây ra sự chậm trễ trong tín hiệu vệ tinh, gây ra lỗi trong tính toán khoảng cách. Có những nguồn lỗi khác - đặc biệt là lỗi tính toán của máy tính trên máy bay, nhiễu điện của máy thu và sự lan truyền đa đường của sóng vô tuyến. Một vị trí tương đối không may của các vệ tinh trên bầu trời cũng có thể dẫn đến sự gia tăng tương ứng trong tổng sai số định vị. Để xác định khoảng cách, các vệ tinh và máy thu tạo ra các chuỗi mã nhị phân phức tạp được gọi là mã giả ngẫu nhiên. Việc xác định thời gian lan truyền tín hiệu được thực hiện bằng cách so sánh độ trễ của mã giả ngẫu nhiên của vệ tinh với cùng mã của máy thu. Mỗi vệ tinh có hai mã giả ngẫu nhiên riêng. Để phân biệt giữa mã đo cự ly và bản tin thông tin của các vệ tinh khác nhau, máy thu chọn các mã tương ứng. Các mã khoảng cách giả ngẫu nhiên và các bản tin thông tin vệ tinh cho phép truyền các bản tin từ tất cả các vệ tinh đồng thời trên cùng một tần số mà không gây nhiễu lẫn nhau. Công suất bức xạ của các vệ tinh thấp và ảnh hưởng lẫn nhau của các tín hiệu từ các vệ tinh là không đáng kể. Độ chính xác của phép đo có thể được cải thiện bằng cách sử dụng các phép đo vi sai Một trạm tham chiếu mặt đất có tọa độ trắc địa đã biết chính xác sẽ tính toán sự khác biệt giữa vị trí của máy thu và vị trí thực tế của nó. Sự khác biệt ở dạng hiệu chỉnh được truyền đến người tiêu dùng thông qua các kênh radio để hiệu chỉnh số đọc của máy thu. Những hiệu chỉnh này loại bỏ một phần đáng kể sai số trong phép đo khoảng cách và vị trí. Việc tính toán tọa độ trong máy thu được thực hiện tự động và được cung cấp cho người dùng ở dạng bản đồ thuận tiện. Hệ thống GPS toàn cầu bao gồm ba phân đoạn. Đầu tiên, không gian, bao gồm 24 IC3. quay theo sáu quỹ đạo, mỗi quỹ đạo bốn vệ tinh, ở độ cao 20 km. Thứ hai, trên mặt đất, bao gồm một tổ hợp các trạm điều khiển trên mặt đất, đầu vào điều khiển và dữ liệu để hiệu chỉnh thông tin định vị vệ tinh. Trạm dẫn đầu được đặt tại Trung tâm điều khiển hệ thống không gian quân sự chung ở Colorado Springs. Các trạm giám sát liên tục đo các thông số của lịch thiên văn vệ tinh và truyền thông tin điều chỉnh cho vệ tinh thông qua các trạm truyền để truyền đến người tiêu dùng. Phân khúc thứ ba bao gồm thiết bị người dùng: máy thu tín hiệu vệ tinh, xác định và trình bày tất cả dữ liệu điều hướng cần thiết. Người tiêu dùng chính của thông tin GPS là Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ. Máy thu GPS đã được giới thiệu trên tất cả các máy bay và tàu chiến đấu và vận tải, cũng như trong hệ thống dẫn đường của tên lửa hành trình có độ chính xác cao và trong hệ thống dẫn đường của bom dẫn đường mới của Hoa Kỳ. Điều này có nghĩa là quân đội Mỹ có thể lên kế hoạch thực hiện các cuộc tấn công bằng tên lửa dẫn đường chính xác từ khoảng cách 1000 km, không chỉ nhằm vào các tòa nhà và công trình kiến trúc, mà thậm chí với độ chính xác khi bắn trúng một cửa sổ nhất định. Hơn nữa, những cuộc tấn công này có thể được thực hiện từ tàu ngầm và từ trên không. Những ưu điểm chính của máy thu GPS. liệt kê ở trên. - Độ tin cậy, dễ bảo trì, khả năng định vị XNUMX/XNUMX và tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế. Tuy nhiên, không phải mọi thứ đều đơn giản và dễ tiếp cận như thoạt nhìn. Tham số chính đặc trưng cho hệ thống định vị là độ chính xác định vị. Kể từ năm 1983, như đã đề cập, hệ thống GPS đã được mở cho mục đích dân sự, nhưng chúng tôi sẽ làm rõ chứ không hoàn toàn. Đối với máy thu GPS dân dụng chuyên nghiệp, thường dưới 5000 USD, chỉ có chế độ C/A, cái gọi là tín hiệu truy cập miễn phí do vệ tinh phát ra ở tần số 1575,42 MHz (L1), cung cấp độ chính xác định vị trong phạm vi 100 m. cường độ sai số có thể lên tới 300 m. Chính phủ Hoa Kỳ có quyền giảm độ chính xác của các tín hiệu C / A có sẵn bất cứ lúc nào bằng cách bật cái gọi là chế độ truy cập có chọn lọc. Nói cách khác, một độ lệch đáng kể của đồng hồ vệ tinh được tạo ra một cách có chủ ý và các tham số của mã C / A giả ngẫu nhiên được thay đổi, điều này cố tình đưa ra các biến dạng trong thông tin về vị trí hiện tại của vệ tinh. Tất cả điều này dẫn đến những sai sót đáng kể trong việc định vị và trên thực tế - dẫn đến việc không thể điều hướng chính xác bằng hệ thống GPS, điều này tạo ra các điều kiện tiên quyết cho tai nạn và thậm chí là thảm họa. Vấn đề là sự bóp méo dữ liệu có chủ ý như vậy liên quan đến tất cả người tiêu dùng tín hiệu GPS dân dụng. Đồng thời, việc giới thiệu quyền truy cập có chọn lọc cung cấp cho người dùng quân sự các chỉ số của máy thu GPS cho hoạt động bình thường và độ chính xác cao cần thiết. Để làm điều này, các vệ tinh ở tần số thứ hai - 1227,6 MHz (L2) - phát ra mã PY quân sự mang lại độ chính xác cao, nhưng mã này không khả dụng cho máy thu dân sự. Chi phí của các chỉ báo máy thu có quyền truy cập vào mã quân sự trung bình là 50 đô la.Nhưng ở đây, quân đội Hoa Kỳ cũng đã thấy trước trường hợp khi các chỉ báo máy thu có quyền truy cập vào mã quân sự PY có thể đến tay những người dùng thù địch với Hoa Kỳ. Để ngăn chặn điều này, chế độ mã hóa mã RY được giới thiệu, chế độ này sẽ khiến người dùng trái phép không thể điều hướng. Độ chính xác của định vị khi truy cập mã quân sự cũng được tăng lên do so sánh thời gian đến của tín hiệu ở tần số L1 và L2. Việc nhận tín hiệu với mã C / A chỉ ở một tần số không tạo cơ hội như vậy. Tính đặc thù của hệ thống định vị vệ tinh là vậy. rằng khi các vệ tinh riêng lẻ bị hỏng, tất cả các đặc tính của nó sẽ dần xấu đi. Sau đó, theo định kỳ, có những khu vực và khu vực rộng lớn mà độ chính xác của phép đo trở nên thấp hơn mức chấp nhận được, điều này có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng. Nhiều trục trặc của hệ thống GPS chỉ được phát hiện bởi tổ hợp trạm mặt đất. Người dùng được thông báo về điều này với độ trễ từ 15 phút đến 4 giờ. Một sự kiện như vậy xảy ra khoảng bốn tháng một lần. Theo quy định, người dùng GPS của Nga không có cơ hội nhận được thông tin về những lỗi đó một cách kịp thời. Một nghiên cứu chi tiết hơn về các tính năng của hệ thống GPS cho thấy hệ tọa độ địa tâm WGS-84 được nó sử dụng để tính toán chủ yếu hướng đến người tiêu dùng phương Tây. Ở Nga, để lập bản đồ chính xác, hệ tọa độ PZ-90 của riêng họ đã được tạo ra. không giống với WGS-84. vì chúng dựa trên các mô hình ellipsoid khác nhau của Trái đất. Do đó, cùng một vĩ độ và kinh độ trắc địa của một điểm trên mặt đất có thể khác nhau. Nói cách khác, khi xác định một địa điểm trên bản đồ Nga bằng máy thu GPS, các lỗi bổ sung là không thể tránh khỏi do sự khác biệt trong hệ tọa độ. Thật không may, trong thế giới hiện đại, sự đối đầu về kinh tế và thông tin đã trở thành một hiện tượng bình thường. Đồng thời, trong điều kiện kinh tế mới, khi nhiều hàng hóa, dịch vụ của Mỹ tràn vào thị trường, người tiêu dùng nước ta cũng có cơ hội sử dụng các dịch vụ của hệ thống GPS. Người Mỹ vội vã "đặt cọc" sản phẩm của họ trong mọi trường hợp có thể sử dụng nó Dù muốn hay không, nhưng khi chèo thuyền, chẳng hạn như ở vùng biển Bắc Mỹ và các vùng của đồng minh Hoa Kỳ, vui lòng sử dụng hệ thống GPS. Người sở hữu tàu thu hệ thống này có thể trở thành con tin của quân đội Mỹ ở bất kỳ đâu trên thế giới và vào bất kỳ thời điểm nào. Ngoài ra, ngay cả khi chèo thuyền ở các vùng biển ven biển của Nga với sự trợ giúp của GPS, bạn vẫn có thể mắc cạn do hệ tọa độ địa tâm không khớp. Một nghiên cứu chi tiết về tình hình đã chỉ ra rằng độ chính xác của hệ thống GPS, đặc biệt là ở Bắc Mỹ, dựa trên một số lượng lớn các hiệu chỉnh cho các thành phố và địa điểm khác nhau ở Hoa Kỳ. theo quy định, trước đây đã được nhập vào bộ nhớ điện tử của máy thu GPS. Đối với lãnh thổ của Nga, không có sự điều chỉnh nào như vậy trong các máy thu này. Theo quan điểm đã nói ở trên, việc chỉ sử dụng hệ thống GPS ở Nga dẫn đến vi phạm lợi ích an ninh quốc gia của nước này. Kể từ năm 1982, công việc đã bắt đầu ở nước ta về việc tạo ra một hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu trong nước - GLONASS, hoạt động trên các nguyên tắc gần giống như GPS và cung cấp khả năng sử dụng dân sự. Vào tháng 1993 năm 1995, hệ thống này đã chính thức được đưa vào hoạt động và vào năm 84, nó đã được triển khai với đầy đủ các vệ tinh. Tính năng phân biệt chính của hệ thống GLONASS của Nga là ở chế độ ứng dụng dân sự, nó đạt được độ chính xác định vị. gần với độ chính xác được cung cấp bởi máy thu GPS sử dụng mã PY quân sự Ngoài ra, máy thu GLONASS hoạt động trong cả hệ tọa độ GPS WGS-90 và hệ tọa độ PZ-1996 của Nga. Năm XNUMX, chính phủ Liên bang Nga đã cung cấp hệ thống GLONASS như một trong những thành phần của hệ thống định vị thế giới. Các nhà máy của Nga đã sản xuất một số thiết bị định vị GLONASS: "Breeze", "Reper". "Skipper", "Gnome-M", "Thủ lĩnh", "Goliath". Hơn nữa, các chỉ báo máy thu này là phiên bản kết hợp của GLOHACC / GPS. Thị trường thiết bị như vậy ở Nga mới bắt đầu hình thành. Có tính đến các tính năng nổi bật của hệ thống GPS, thiết bị trong nước có thể cạnh tranh nghiêm trọng với gần 1996 công ty nước ngoài cung cấp nhiều loại chỉ báo máy thu GPS cho thị trường Nga. Hơn nữa, Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) trong cùng năm XNUMX đã phê duyệt GLONASS và GPS chỉ là các thành phần của hệ thống định vị vô tuyến toàn cầu và khuyến nghị sử dụng chúng ở chế độ kết hợp. Đầu thu trong nước. theo quy định, chúng được kết hợp trong hai hệ thống này và có chế độ vi sai, do đó chúng có lợi thế hơn so với các máy thu GPS không được sản xuất ở nước ngoài. Người dùng Nga nên cân nhắc nghiêm túc những ưu và nhược điểm trước khi mua thiết bị nhập khẩu. Ví dụ: chúng tôi trình bày các đặc điểm tiêu biểu của máy thu điều hướng kết hợp GLOHACC/GPS của Cục thiết kế Moscow "Korund". Các chỉ báo máy thu được thiết kế để nhận tín hiệu từ hệ thống GLONASS và GPS (mã C/A) đồng thời từ 14 vệ tinh. Sai số trung bình bình phương gốc của vị trí là 10 m, chiều cao - 15 m với vị trí thuận lợi của vệ tinh GLONASS (đối với máy thu GPS - lần lượt là 30 m và 60 m). Độ chính xác của việc xác định tọa độ ở chế độ vi sai là 1 ... 3 m, chiều cao là 1,5 ... 4 m, sai số khi đo tốc độ là 0,1 m/s. Các hệ tọa độ PZ-90, SK-95, SK-42, WGS-84 được sử dụng. Có giao diện RS-232 để liên lạc với các hệ thống điều khiển và xử lý thông tin. Kích thước - 180x195x70 mm, trọng lượng - từ một đến hai kg. Các nhà sản xuất máy thu-chỉ báo kết hợp của các hệ thống vệ tinh toàn cầu của Nga đã tham gia vào một cuộc đấu tranh thị trường khó khăn với các công ty nước ngoài sản xuất thiết bị có mục đích tương tự. Có mọi lý do để hy vọng rằng các sản phẩm do các chuyên gia trong nước tạo ra sẽ khá cạnh tranh với các chỉ số máy thu nước ngoài. Tác giả: V. Kuryshev, vùng Severomorsk, Murmansk.
Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
▪ Vi mạch điều khiển-điều khiển tần số cao LM5115 ▪ Ổ đĩa ngoài DashDrive HD650 Bền bỉ cho các môn thể thao mạo hiểm ▪ Vi khuẩn được phát hiện có thể chuyển đổi khí mê-tan thành điện năng
▪ phần của trang web Garland. Lựa chọn bài viết ▪ đồ sắt. Lịch sử phát minh và sản xuất ▪ bài viết Ai là thợ làm bánh đầu tiên? đáp án chi tiết ▪ bài Chữa cảm nhiệt. Chăm sóc sức khỏe ▪ bài viết Chuông điện tử trên chip K555ID3. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Máy thu FM ở tần số 144 MHz. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này