GPS, Глобальна система позиціонування, є навігаційною системою на основі супутників, яка може надавати інформацію про місцезнаходження та час будь-де на або поблизу Землі за будь-яких погодних умов. Нижче наведено детальний опис GPS:
Склад системи - Космічний сегмент: Він складається з 24 супутників, розподілених у шести орбітальних площинах, на висоті приблизно 20 180 кілометрів. Супутники обертаються навколо Землі приблизно за 11 годин 58 хвилин. Ці супутники безперервно передають сигнали на землю, забезпечуючи користувачів послугами позиціонування та навігації. - Наземний контрольний сегмент: включає головну контрольну станцію, моніторингові станції та інжекційні станції. Головна контрольна станція відповідає за експлуатацію та управління всією системою GPS. Моніторингові станції контролюють стан роботи та якість сигналу супутників, тоді як інжекційні станції відповідають за введення команд і даних з головної контрольної станції до супутників. - Сегмент користувачів: В основному різні GPS-приймачі, такі як мобільні телефони, автомобільні навігаційні пристрої та портативні GPS-пристрої. Користувачі отримують супутникові сигнали через приймачі та обчислюють своє положення, швидкість, час та іншу інформацію.
Принцип роботи Принцип роботи GPS базується на триангуляції. Зокрема, GPS-приймач одночасно приймає сигнали від кількох супутників, вимірює час поширення сигналів від супутників до приймача, а потім, у поєднанні з інформацією про положення супутників, може обчислити позицію приймача. Оскільки сигнали супутників містять точну часову інформацію, GPS також може надавати користувачам послуги точного часу та синхронізації.
Сфери застосування - Навігація в русі: Широко використовується у транспортних засобах, кораблях, літаках та інших засобах пересування, забезпечує навігацію в реальному часі та планування маршруту для людей, допомагаючи їм швидко та точно дістатися до пункту призначення. Водночас GPS також може використовуватися для моніторингу руху транспорту, інтелектуального управління трафіком та в інших сферах для підвищення ефективності та безпеки перевезень. - Геодезія та географічна інформація: Геодезисти можуть використовувати GPS-приймачі для швидкого та точного отримання тривимірних координат точок вимірювань, що значно підвищує ефективність та точність геодезичних робіт. Крім того, GPS може використовуватися у картографії, топографічній зйомці, плануванні землекористування та інших сферах, забезпечуючи важливу інформаційну підтримку для географічних інформаційних систем (ГІС). - Військова сфера: Спочатку розроблена для військових застосувань, GPS відіграє ключову роль у військовій навігації, наведені зброї та ситуаційній обізнаності на полі бою. Наприклад, ракети можуть отримувати точну інформацію про положення та швидкість за допомогою GPS-приймачів для досягнення точного наведення.
- Сільськогосподарське поле: його можна використовувати для точного позиціонування та навігації на сільськогосподарських угіддях, допомагаючи фермерам у точному посіві, внесенні добрив, зрошенні та інших операціях, підвищуючи ефективність сільськогосподарського виробництва та ефективність використання ресурсів. Крім того, GPS може застосовуватися в автономному керуванні сільськогосподарською технікою, моніторингу полів та інших сферах, сприяючи модернізації сільського господарства.
Точність та помилки - Точність: За нормальних умов точність позиціонування цивільних GPS-приймачів становить від кількох метрів до десятків метрів, тоді як високоточні геодезичні GPS-приймачі можуть досягати точності на рівні сантиметрів або навіть міліметрів. - Джерела помилок: головним чином включають помилки годинника супутника, помилки орбіти супутника, помилки затримки в атмосфері, помилки багатошляхового ефекту та шум приймача. Для покращення точності позиціонування GPS можна використовувати методи, такі як технологія диференціального GPS та системи супутникового підсилення, щоб усунути або зменшити вплив цих помилок.
Історія розвитку Проєкт GPS був запущений Міністерством оборони США у 1973 році. Перший прототип супутника було запущено у 1978 році, а повний сузір'я з 24 супутників почало працювати у 1993 році. Спочатку він був доступний лише для військового використання Сполученими Штатами. У 1980-х роках, після того як президент США Рональд Рейган видав виконавчий указ, цивільному сектору було дозволено його використовувати.
