Принципы работы GPS-навигаторов

С каждым днем в моду входят устройства позволяющие пользоваться навигацией при помощи систем глобального позиционирования – прямыми словами спутниковых систем. На сегодняшний день каждому доступны любые GPS-навигационные устройства, начиная от простейших, и заканчивая дорогими сложными и многофункциональными устройствами. Многие, ранее казавшиеся неразрешимыми, задачи теперь решаются прим помощи таких устройств.

Данная статья поверхностно рассматривает основные принципы работы GPS-навигаторов и является своего рода справкой, на которую мы будем ссылаться в последующих обзорах девайсов. Итак, давайте определим, что следует понимать под словосочетанием «глобальная система позиционирования»? Это система, которая позволяет определить местоположение объекта, с точностью до десятков метров, а также предоставить такую информацию как координаты широты, долготы объекта, его скорость движения, направление и высоту над уровнем моря.

Система GPS – это совокупность искусственных спутников нашей планеты, поддерживающих связь с наземными станциями слежения, которые образуют своеобразную сеть. Приемным устройством является пользовательские GPS-приемники, которые принимают сигнал со спутников и выводят в доступном для человека виде информацию о месторасположении объекта, характеристики движения и т.п.

Система GPS включает в себя более 25 искусственных спутников Земли, которые расположены на разных орбитах, с разнесением по широте и определенным наклоном к экватору – 60 и 55 градусов соответственно. Полный оборот спутника вокруг своей оси занимает около 12 часов. Спутники непрерывно передают на Землю данные о своем местоположении, времени, дате, технические характеристики и т.п. Приемные устройства, в свою очередь, обрабатывают полученную информацию и вычисляют собственные координаты, опираясь на законы геометрии. Стоит отметить, что для получения широты и долготы объекта достаточно данных с трех спутников.

До 2000 года в GPS системы специально была введена погрешность, которая, прежде всего связана с ограниченным режимом доступа, введенным Министерством оборона США. Сегодня же пользоваться системой GPS-навигации доступно каждому человеку. Но тем не менее, на точность определения местонахождения оказывают также влияние ионосфера, атмосфера, расположение спутников и т.д. Изначально система глобального позиционирования разрабатывалась только в военных целях, но по прохождении некоторого времени стало предельно ясно, что при помощи этой системы можно разрешить ряд «гражданских» задач. Поэтому сегодня система GPS широко применяется для решения геодезических, картографических и навигационных задач.

В зависимости от задачи, возложенных на приёмное устройство системы GPS, их делят на два вида: системы геодезической точности и навигационные устройства. Последние служат для достаточно точного определения координат местонахождения объектов. В зависимости от точности, с которой работает устройство зависит и его цена, однако как правило это относительно недорогие девайсы, портативные и простые в обращении.

Что касается GPS-систем предназначенных для решения геодезичеких задач, то тут все намного сложнее. Такие системы дают возможность просчитывать привязку объекта вплоть до миллиметров. Такая точность данных устройств обуславливают и их цену, которая в несколько десятков, а то и сотен раз выше, чем стоимость навигационных портативных приемников.

В общем все доступные обычному человеку модели GPS-навигаторов делятся на четыре группы, в зависимости от предназначения:
– персональные;
– автомобильные;
– морские;
– авиационные.