Введення
Будь-яке жива істота, здатне самостійно пересуватися на скільки-небудь значні відстані, потребує усвідомлення власного місцезнаходження. Природа щедро обдарувала тварин механізмами орієнтації в просторі (до речі, багато хто з цих механізмів до цих пір представляють загадку для вчених). Однак вінець творіння виявив найбільшу В«милість від природиВ» в даному питанні: природні супутники - небесні тіла. На жаль, ім'я тієї світлої голови, в яку вперше прийшла думка орієнтуватися за Сонцем і зіркам, загублено назавжди, і ми ніколи не зможемо віддати належне цієї геніальної знахідку.
Але і цього людям здалося недостатньо. У своєму вічному прагненні якщо не битися, то хоча б позмагатися з природою, вони створюють і запускають штучні супутники.
Починаючи з 60-х років XX століття збройні, військово-морські і військово-повітряні сили США незалежно один від одного проводили роботи над створенням радіонавігаційних систем, що дозволяють незалежно від погодних умов цілодобово точно визначати координати об'єктів на Землі.
У 1973 дані програми об'єднали в одну, і військово-повітряні сили США призначили керівними в розробці системи. Це стало початком історії побудови системи NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging) - Глобальна система визначення місцезнаходження (Global Positioning System). З 1983 року, після того, як до її інформації отримали доступ цивільні особи, а в 1991 році були зняті обмеження на продаж GPS-обладнання в країни колишнього СРСР, поширення набула широко відома абревіатура GPS.
Спочатку планувалося, що система буде служити для високоточного наведення бойових ракет, а навігаційні функції системи були відсунуті на другий план.
Перший супутник системи був запущений в 1978 році, а основна частина супутників системи були запущені на орбіти в середині 80-х років. У 1994-му на орбіту був поміщений супутник, що дозволив завершити побудову системи з 24 супутників.
Крім військових цілей, попутно вона мала та комерційний доступ. Правда, точність даних, отриманих комерційними користувачами, була не більше 100 метрів. Справа в тому, що МО США вводило штучне зниження точності супутникового сигналу. Це називалося Виборчий Доступ (Selective Availability або S/A). Проте 1 травня 2000 року зі рішенням президента США "Виборчий Доступ" був відключений, і ми можемо законно пожинати плоди спеців штатівської оборонки.
Закінчуючи короткий екскурс в технології GPS-системи, додамо, що американська супутникова система не єдина у своєму роді. На космічній орбіті працюють російські супутники системи Glonass. В результаті співпраці з Індією ця система повинна стати доступною цивільному населенню і скласти конкуренцію GPS в найближчим часом. Незабаром стартує європейський проект Galileo, який може зробити переділ ринку супутникової навігації.
В
GPS : основні поняття і терміни
Супутникові радіонавігаційні системи - це всепогодні системи космічного базування. Вони дозволяють визначати поточні місцезнаходження рухомих об'єктів та їх швидкість, а також здійснювати точну координацію часу.
У складу системи входять:
* сузір'я ШСЗ (космічний сегмент);
* мережа наземних станцій спостереження та управління (сегмент управління);
* GPS-приймачі (апаратура споживачів). p> Всі це об'єднано в загальну мережу і управляється Міністерством Оборони США.
Космічний сегмент (орбітальне угруповання) системи GPS на даний момент містить 24 супутника. У кожного супутника є порядковий номер (PRN), всього номерів зарезервовано 32. Станом на 27 грудня 2005 року, на орбіті знаходилося 29 робочих супутників, 5 з яких або вже відпрацювали свій термін, або готувалися до введення в систему для заміни відпрацьованих. Період обігу одного супутника складає 11:00 56,9 хвилин. Вага кожного супутника близько 835 кг, лінійний розмір більше 5 м (з розгорнутими сонячними батареями). На борту кожного супутника встановлений атомний годинник, щоб забезпечити точність 10 ^ 9 (0,000000001) з, обчислювально-кодує пристрій і передавач потужністю 50 Вт
Супутники розміщені на 6 орбітальних площинах. Висота орбіт приблизно дорівнює 20 200 км, кут нахилу орбіт складає 55 градусів до екватора Землі (мал. 1). Середній термін служби одного супутника приблизно 10 років.
В
Передавальна апаратура випромінює синусоїдальні сигнали на двох частотах: L1 = 1575,42 МГц і L2 = 1227,60 МГц. Перед цим сигнали модулюються псевдовипадковими цифровими послідовностями (ця процедура називається фазовою маніпуляцією). Причому частота L1 модулюється двома видами кодів: C/A-кодом (код вільного доступу) і P-кодом (код санкціонованого доступу), а частота L2 - тільки P-кодом. Крім того, обидві несучі частоти додатково кодуються навігаційним повідомленням, в якому містяться дані про орбіти ШСЗ, інформація про параметри атмосфери, поправки системного часу....
