3703947808

4. (10) Sygnały systemu GPS.

Satelita GPS emituje 2 sygnały nośne (oznaczone najczęściej jako LI i L2):

-    LI na częstotliwości 1575,42 MHz

-    L2 na częstotliwości 1227,6 MHz

przy czym odbiorniki cywilne odbierają tylko pierwszą z nich, a odbiorniki wojskowe obie. Dzięki temu odbiorniki wojskowe mogą porównać fazy obu sygnałów i obliczyć na podstawie tej różnicy poprawkę jonosferyczną, wskutek czego mają dokładniejszy' odczyt. W odbiornikach cywilnych poprawkę jonosferyczną transmituje się w depeszy nawigacyjnej, co ogranicza ich dokładność. Sposobem na zyviększenic dokładności jest tu uży cie systemu DGPS (vide pyt. 14)

Nośne te są modulow ane następującymi sygnałami:

-    Pseudolosoyvy PRN(ang. pseudo random noise) kod C/A (ang. coarse acquisition) - moduluje fazę sygnału nośnej LI z częstotliyvością 1MHz i ma długość 1023 bitóyv, czy li powtarzany jest co 1 ms. Każdy satelita systemu GPS ma swój własny kod PRN C/A, który może również służy ć do identy fikacji satelity. Kod ten jest użyyvany w ogólnodostępnych zastosowaniach cyyvilnych.

-    Pseudolosowy PRN kod P (ang. precise) - moduluje fazę sygnałóyv yv obu kanałach LI i L2 z częstotliwością 10,23 MHz a sekyvencja kodu poyytarzana jest co 7 dni. Kod ten dostępny jest tylko dla autoryzoyvanych użytkowników i umożliwia osiąganie dokładności rzędu kilku metrów. W sytuacji, gdy włączony jest system „anti-spoofmg", zapobiegający próbom celowego zakłócania pracy urządzeń GPS, kod ten jest szyfrowany z częstotliyyością modulacji 0,5 Hz i przekształcany w kod Y.

-    Dane telegramu nayyigacyjnego, zawierające informacje o orbitach satelitów, korekcji zegara i innych parametrach systemu modulują kod C/A sygnału L1 z częstotliyyością 50 Hz.

5. (11) Metoda wyznaczania pozycji w systemie GPS.

Działa to mniej yyięcej tak:

-    Odbiornik odbiera sygnały z satelitów. Do poprawnego działania systemu muszą to być 4 satelity, aczkolwiek niektóre odbiorniki mogą przy 3 satelitach pracować yv try bie 2D, tj. takim gdzie użytkownik manualnie wprowadza yyysokość na jakiej się znajduje

-    Odbiornik odbiera w depeszach nayyigacyjnych informacje o pozy cji wszystkich 4 satelitów. Zakładając że zegary na satelitach są idealnie zsynchronizoyyane (o dążenie do takiego stanu dba nadzór naziemny ), otrzymujemy w ten sposób 4 równania, każde postaci:

(x_rx)²+(yry)²+(ZrZ)²=c*dtCi, i = 1,2,3,4

gdzie:

c - prędkość światła yv próżni,

AtCi - calkoyyity czas przebiegu sygnału od i-tego satelity. Na czas ten składają się następujące przedziały:

czas odpoyyiadający odległości odbiornik - satelita,

różnica wskazań czasu przez zegar na satelicie i zegara w odbiorniku („odchyłka zegara w odbiorniku" od czasu systemu UTC - ang. Universal Coordinated Time), opóźnienie sygnału yv jonosferze, opóźnienie sygnału w troposferze,

efekty nierównomiemości obrotu Ziemi, efekty relatywistyczne, wielotorowość, itd.

-    Następnie odbiornik rozwiązuje ten układ równań. Wyniki tych obliczeń nazywa się pseudoodleglościami od satelitów.

-    Na podstawie tych pscudoodlcglości wy znacza się wreszcie pozycję odbiornika (wyniki z niewy godnych x,y,z przelicza na długość geograficzną, szerokość geograficzną oraz wysokość).