92217

System lokalizacyjny GPS architektura, charakterystyka technologii, lokalny system monitorowania.

W skład systemu GPS wchodzą trzy główne segmenty;

-    kosmiczny

Segment kosmiczny jest konstelacją składającą się aktualnie z 24 satelitów operacyjnych (+ 3 rezerwowych) okrążających Ziemię w czasie llh 57' z I prędkością kosmiczną =7,9m/s (dla zrównoważenia siły grawitacji i odśrodkowej) po 6 orbitach MEO na wysokości 20183km, nachylonych pod katem 55° do równika. Rozmieszczenie satelitów gwarantuje prawdopodobieństwo dostępności co najmniej 5 z nich w dowolnym punkcie Ziemi wynoszące 0,9996. Każdy z satelitów raz do roku podlega korekcji położenia, która zajmuje ok.12 h. Przez ten czas satelita jest nieaktywny. Czas pracy satelity (najnowszej serii IIR) wynosi ok. 7,5 roku i pokonuje on w tym czasie ok. 1074mln. km.

-    nadzoru

Segment nadzoru składa się z głównej stacji nadzoru ( MCS - Master Control Station ) w Bazie Sił Powietrznych Falcon w Colorado Springs i stacji monitorujących na Hawąjach, Kwajalein, Diego Carcia i Ascension. Wszystkie stacje monitorujące wyposażone są w anteny do łączności dwustronnej z satelitami; śledzą do 11 satelitów jednocześnie. Dane ze stacji monitorujących przesyłane są do MCS gdzie wyznaczane są efemerydy (precyzyjne dane korekcyjne) satelitów i parametiy ich zegarów. MCS okresowo przesyła satelitom efemerydy i poprawki zegara w depeszach nawigacyjnych. W razie potrzeby dane korekcyjne mogą być przesyłane do satelitów bezpośrednio ze stacji monitorujących.

-    użytkowników

Segment użytkowników składa się z wojskowych i cywilnych odbiorników GPS zaprojektowanych tak, by odbierać, dekodować i przetwarzać sygnały GPS. Są to odbiorniki samodzielnie funkcjonujące lub wbudowane w inne systemy. Zastosowania obejmują nawigację (powietrzną, morską, lądową), wyznaczanie pozycji, transfer czasu, pomiary geodezyjne i wiele innych.

Charakterystyka technologii:

1.    Nawigacja w czasie rzeczywistym - możliwe jest wyznaczenie w czasie rzeczywistym pozycji obiektów lądowych, morskich, lotniczych, kosmicznych. Czas trwania pomiaru jest bardzo krótki (do ls), dokładność do kilkudziesięciu metrów.

2.    Tworzenie bazy informacji geofizycznej, szybkie pomiary kartograficzne -odbiorniki wyposażone w odpowiednie oprogramowanie umożliwiają rejestrację informacji o terenie i skojarzone są z aktualną pozycją. Opracowanie informacji z odbiornika GPS ma miejsce po sesji pomiarowej. Pojedynczy pomiar trwa od kilku do kilkudziesięciu sekund, dokładność rzędu metra lub lepsza

3.    Pomiary geodezyjne statyczne - pomiar przy użyciu pary odbiorników. Czas trwania pomiaru wynosi zależnie od odległości pomiędzy odbiornikami i warunków widoczności satelitów od kilkudziesięciu do minut.

4.    Pomiary geodezyjne kinematyczne - wykorzystuje fakt, że przemieszczenia anteny odbiornika GPS, nie traconej kontaktu z sygnałami satelitarnymi umożliwia pomiar z dużą dokładnością do kilku centymetrów

5.    Transfer czasu i częstotliwości wzorcowej - odbiornik przeznaczony do dystrybucji czasu podaje aktualny czas UTC i emituje skojarzony impuls sekundowy

6.    Wyznaczenie orientacji - odbiornik wykorzystujący sygnały dochodzące z kilku anten wyznaczyć może orientację obiektu