3132014790

a użytkownikiem oraz podaje położenie satelity w momencie nadawania sygnału. Dlategp też odległości pomiędzy poszczególnymi satelitami oraz ich współrzędne są wystarczajĄcymi i w pełni miarodajnymi danymi służącymi do wyznaczenia położenia naszego odbiornika w każdym punkcie gjobu ziemskiego.

Każdy GPS zapewnia dwa poziomy dokładności: PPS - Precise Positioning Service tzw. dokładny serwis pozycyjny (który jest przeznaczony wyłącznie dla armii USA i państw NATO, agencji rządowych: CIA, FBI, DEA, NSQ iSPS - Standard Positioning Service tzw. normalny serwis pozycyjny (dla rybaków, żeglarzy, turystów, myśliwych, kierowców, podróżników itd.). Satelity NAVSTAR rozmieszczone są równomiernie wokół naszej planety pod kątem 55° na wysokości ok. 25650 km (odpowiadającej ok. czterem długościom promienia Ziemi) nad powierzchnią ziemi. Przy prędkości ok. 3,887 km/s tj. 13993 km/h, czas jednego obiegu Ziemi wynosi dokładnie 11 godzin 57 minut i 58,3 sekundy.

Niezwykle istotną sprawą w precyzyjnie funkcjonującym GPS-ie jest emisja sygnału: LI - GPS Primary Frequency (pierwsza częstotliwość sygnału GPS 1575,42 MHz) i L2 - GPS Secondary Frequency (druga częstotliwość sygnału GPS 1227,6 MHz). Sygnał LI jest przetwarzany przez dwa przypadkowe sygnały zagłuszające, chronione dodatkowo specjalnym kodem: „P” - Precise Codę (kod precyzyjny) i „SA” - Selectwe Avai-lability (ograniczony dostęp do sygnału GPS). Natomiast sygnał L2 zawiera tylko i wyłącznie kod „P”. Każdy satelita NAVSTAR emituje i wysyła inny sygnał, dzięki czemu ułatwia odbiornikowi pracę polegającą na rozpoznaniu i identyfikacji, z którego satelity pochodzi dany sygjiał.

Pragnę nadmienić, że cywilne odbiorniki do nawigacji satelitarnej wykorzystują jedynie kod „SA” na częstotliwości LI.

Przy korzystaniu z GPS-a powinniśmy pamiętać o tym, że:

-    sygnały docierające do odbiornika z poszczególnych satelitów są poniżej poziomu szumów, a do ich dekodowania stosuje się wyrafinowane techniki demo-dulacji,

-    dokładność położenia orbity satelity ma bezpośredni wpływ na precyzyjne określenie pozycji naszego odbiornika,

-    w każdym, nawet najprostszym odbiorniku, obliczeń dokonuje specjalistyczny mikroprocesor o dużej mocy obliczeniowej,

-    wszystkie odbiorniki GPS NA-VSTAR (wojskowe i cywilne) podają naszą pozycję w następujących współrzędnych geograficznych: stopniach, minutach i sekundach lub na tzw. siatce kilometrowej.

Precyzja działania

Standardowy serwis pozycjonowania, który jest powszechnie dostępny dla użytkowników cywilnych zapewnia dokładność poziomą rzędu 20 m przez 95%

Jako ciekawostkę podam fakt, że do dnia 01.05.2000 roku dokładność ta była aż pięciokrotnie© mniejsza i wynosiła zaledwie 100 m, a to za sprawą celowego zagłuszania i zniekształcania sygnału przez DOD - Department of Defense (Departament Obrony USA) nazywanego potocznie ograniczonym dostępem tzw SA. Natomiast jeżeli chodzi o dokładność pionową to jest ona ok. 1,5 razy mniejsza niż dokładność pozioma.

Firmy produkujące odbiorniki GPS podają następujące oszacowanie błędów „przekłamali”:

-    błąd zegara satelity od 2,1 do 0,6 m,

-    błąd efemerydy od 2,1 do 0,6 m,

-    błąd odbiornika od 1,2 m do 0,5 m,

-    błąd spowodowany wpływem jono-sfery od 4 m do 3,6 m,

-    błąd spowodowany wpływem tro-posfery 0,7 m,

-    błąd odbicia 1,4 m,

-    błąd SA maksymalnie do 7,5 m.

Cały system GPS NAVSTAR nie posiada żadnych ograniczeń prędkości i wysokości, ale zgodnie z przepisami bezpieczeństwa i priorytetową sprawą, jaką jest w chwili obecnej zapewnienie bezpieczeństwa wewnętrznego, rząd USA wprowadził dla odbiorników cywilnych następujące ograniczenia: urządzenia te mogą pracować poprawnie przy prędkości poniżej 1665 km/h i wysokości nie przekraczającej 18 km.

DGPS

Różnicowy DGPS - Differential Global Positioning System służy do korygowania błędów systemu GPS NAVSTAR przy wykorzystaniu błędów zaobserwowanych w miejscu o znanej lokalizacji, które następnie są wykorzystywane w celu prawidłowego skorygowania wszystkich odczytów pozycji ruchomego bądź stacjonarnego odbiornika GPS.

Podstawą korekcji jest stacja referencyjna, która „rozpoznaje” swoją pozycję i dzięki temu określa różnicę pomiędzy znaną pozycją a pozycją określoną przez odbiornik GPS. Uzyskany w ten sposób pomiar błędu jest błyskawicznie przesyłany do odbiornika, który może szybko poprawić obliczone przez siebie namiary.

Różnicowa stacja referencyjna oblicza błędy w tzw. pomiarze pseudo odległości, oddzielnie dla każdego satelity, będącego w jej polu widzenia i nadaje informację

0    błędach oraz statusie całego systemu. Różnicowy odbiornik radiów)' odbiera

1    dekoduje taką informację, a następnie wysyła ją dalej do różnicowego odbiornika GPS.

Odbiornik GPS łączy odbieraną informację z indywidualnymi pomiarami pseudo odległości, zanim poprawnie obliczy swoją pozycję.

W celu precyzyjnego i skutecznego wykorzystania GPS-a na lądzie, morzu (oraz bardzo dużych zbiornikach) i w powietrzu. Amerykańska i Kanadyjska Straż Wybrzeża, ratownictwo morskie CS AR i SAR (oraz podobne instytucje winnych państwach) zainstalowały gęstą sieć stacji referencyjnych, które nadają dane korekcji różnicowej przez klasyczne morskie odbiorniki radiowe na częstotliwości 250 - 350 kHz. Ten niezwykle przydatny serwis morski jest bezpłatny tylko w Stanach Zjednoczonych i Polsce, w innych krajach wymagana jest od użytkownika odpłatna subskrypcja.

THE MARITIME WORKER • WRZESIEŃ - PAŹDZIERNIK2007