Globalni pozicioni sistem — разлика између измена

Садржај обрисан Садржај додат
Autobot (разговор | доприноси)
м разне исправке; козметичке измене
Filling in 6 references using Reflinks
Ред 4:
GPS ima veliku primenu kao globalni servis u raznim oblastima, u komercijalne i naučne svrhe: navigacija na moru, zemlji i u vazduhu, mapiranju zemljišta, pravljenju karata, određivanju tačnog vremena, otkrivanju zemljotresa i slično.
 
GPS je razvijen od strane Ministarstva odbrane [[SAD]] pod imenom NAVSTAR GPS u agenciji [[DARPA]] (neki izvori navode da je NAVSTAR skraćenica od Navigation Signal Timing and Ranging GPS, dok drugi navode da je to slučajno izabrano zvučno ime dato od strane John Walsh-a, osobe koja je imala ulogu o odlučivanju o sudbini projekta <ref name="Parkinson">Parkinson, B.W. (1996), ''Global Positioning System: Theory and Applications'', chap. 1: Introduction and Heritage of NAVSTAR, the Global Positioning System. pp. 3-28, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, D.C.</ref>). U početku je korišćen isključivo u vojne svrhe da bi kasnije bio besplatno stavljen na raspolaganje svima kao javno dobro. Godišnji troškovi održavanja sistema su oko 750 miliona američkih dolara , <ref name="Program NAVSTAR" >{{cite [web|url=http://www.astronautix.com/project/navstar.htm |title=Program NAVSTAR] |publisher=Astronautix.com |date= |accessdate=2013-03-01}}</ref>.
 
== Osnove rada ==
Ред 19:
==== Komponenta u vasioni ====
 
[[Датотека:GPS satellite constellation.jpg|мини| десно| GPS sateliti u orbiti Zemlje]] Komponentu u vasioni čine GPS sateliti u orbiti Zemlje. Broj i raspored satelita se menjao tokom vremena, a tehnička izvedba napredovala, kako se GPS sistem razvijao .<ref name="Trenutni raspored GPS satelita" >{{cite [web|url=http://tycho.usno.navy.mil/gpscurr.html |title=Trenutni raspored GPS satelita] |publisher=Tycho.usno.navy.mil |date=2008-03-15 |accessdate=2013-03-01}}</ref>. Blok I sateliti su puštani u rad od 1978. do 1985. godine i do danas su svi van funkcije.
 
Originalni koncept Blok II satelita predstavljaju 24 GPS satelita koji se kreću u 6 orbitalnih ravni, ravnomerno raspoređenih u odnosu na Zemlju, koje su nagnute pod uglom od 55° u odnosu na ekvatorijalnu ravan. Orbitalne ravni ne rotiraju u odnosu na udaljenje zvezde. U svakoj orbitalnoj ravni se kreću po 4 satelita, po orbitama koje su skoro kružne (ekscentričnost elipse 1°), međusobno pravilno raspoređeni po kružnici orbite, pod uglom od 90 stepeni. Prečnik orbita je oko četiri puta veći od prečnika Zemlje i svaki od satelita jednom obiđe svoju orbitu za 12 časova, tako da u odnosu na površinu Zemlje svaki satelit svakog dana obiđe istu putanju. Ovaj broj i pravilan raspored satelita garantuje da se sa svake tačke na Zemlji u svakom trenutku na horizontu nalazi bar četiri satelita. To su četiri satelita potrebna za određivanje pozicije GPS prijemnika. ).
[<ref name="GPS i relativnost" >{{cite web|url=http://metaresearch.org/cosmology/gps-relativity.asp |title=GPS i relativnost] |publisher=Metaresearch.org |date= |accessdate=2013-03-01}}</ref>.
<ref name="GPS i relativnost" >
[http://metaresearch.org/cosmology/gps-relativity.asp GPS i relativnost]</ref>.
 
Pošto sateliti izlaze iz funckije zbog održavanja, kvarova ili isteka radnog veka, oko Zemlje kruži više satelita i često ih je aktivno više od 24. U trenutku sastavljanja ovog članka 30 GPS satelita je u funkciji .<ref name="Trenutni raspored GPS satelita"/>.
 
==== Kontrolna komponenta ====
 
Kontrolnu komponentu čine stanice za praćenje satelita, kontrolne stanice i zemljišne antene. <ref name="USNO: GPS operacije" >{{cite [web|url=http://tycho.usno.navy.mil/gpsinfo.html |title=USNO: GPS operacije] |publisher=Tycho.usno.navy.mil |date= |accessdate=2013-03-01}}</ref> Stanice za praćenje satelita se nalaze na [[Havaji]]ma, [[Kvajlin|Kvajlin ostrvu]], [[Aknezijsko ostrvo|Aknezijskom ostrvu]], ostrvu [[Dijego Garsija]] i [[Kolorado Springs]]u, u Koloradu. Uloga ovih stanica je da prate kretanje satelita i podatke šalju glavnoj kontrolnoj stanici u Kolorado Springsu. Tu se vrše proračuni i preko zemljišnih antena koje se nalaze na Kvajlin ostrvu, Aknezijskom ostrvu, i ostrvu Dijego Garsija. Satelitima se šalju ažurirani podaci o njihovoj tačnoj poziciji i vremenu. Ažuriranje se vrši dva puta dnevno, čime se vrše precizna podešavanja sistema. Novija generacija satelita je u stanju da međusobno komunicira i sinhronizuje podatke, pa preciznost određivanja pozicije ne bi bila bitno narušena, ni kad bi sateliti danima radili nezavisno od kontrolne komponente sa Zemlje.
 
==== Korisnička komponenta ====
Линија 41 ⟶ 40:
GPS prijemnici mogu imati u sastavu komponentu koja prima [[#Diferencijalni GPS | diferencijalne signale]]. Diferencijalni signal se dobija preko standardnog [[RS-232]] porta ili preko interne antene. Od 2006. godine čak i jeftini prijemnici uključuju i prijemnike za [[#Oblasni sistemi augmentacije u vazduhoplovstvu| oblasne sisteme augmentacije]].
 
Neki GSP prijemnici komuniciraju sa drugim uređajima preko serijskih interfejsa kao što su [[USB]] ili [[Блутут|Bluetooth]], koristeći standardne protokole. NMEA 0183 i NMEA 2000 <ref name="NMEA protokol "> [http://www.nmea.org/pub/2000/index.html NMEA protokol]</ref> su široko rasprostranjeni protokoli. Iako su zaštićeni protokoli , objavljeno je dovoljno javnih dokumenata koji ih opisuju da se mogu koristiti bez kršenja autorskih prava. Postoje i drugi protokoli, kao SiRF i MTK.
 
=== Navigacioni signali ===
Линија 117 ⟶ 116:
Za diferencijalni GPS-a se koriste prijemnici na fiksnim stanicama čije su koordinate poznate. Stalno se proračunava pozicija ovih prijemnika na osnovu GPS signala i poredi se sa stvarnom, poznatom, pozicijom. Usled raznih faktora koji unose grešku, stvarna i proračunata pozicija nisu jednake. Tako je poznata greška u proračunu pozicije na lokaciji fiksne stanice, a pretpostavlja se da će se na obližnjim lokacijama pojavljivati ista vrsta i vrednost greške. GPS prijemnici u blizini ovih fiksnih stanica dodatno primaju ovu informaciju i koriste je za korekciju greške svoje pozicije.
 
Primena diferencijalnog GPS-a je veoma široka. Ona pretpostavlja jedinstven sistem koji se sastoji od mreže fiksnih stanica, način emitovanja informacija sa fiksnih stanica i mogućnost GPS prijemnika da ove informacije prime i procesiraju. Postoji brojni diferencijalni GPS sistemi, različite primene i preciznosti koji garantuju. Neki od tih sistema su [[EGNOS]] ,<ref name="EGNOS" > [http://www.esa.int/esaNA/egnos.html EGNOS]. </ref>, evropski DGPS za navigaciju na moru ,<ref name="Evropski DGPS za navigaciju na moru"> [http://www.trinityhouse.co.uk/aids_to_navigation/the_task/satellite_navigation.html Evropski DGPS za navigaciju na moru].</ref>, nacionalni US DGPS <ref name="Nacionalni US DGPS "> [http://www.tfhrc.gov/its/ndgps/02072.htm Nacionalni US DGPS].</ref> i kanadski DGPS. <ref name="Kanadski DGPS"> [http://www.ccg-gcc.gc.ca/dgps/main_e.htm Kanadski DGPS].</ref>
 
===== Oblasni sistemi augmentacije u vazduhoplovstvu =====
Линија 123 ⟶ 122:
Oblasni sistemi augmentacije u vazduhoplovstvu su WAAS ([[Енглески језик|eng.]] '''''W'''ide '''A'''rea '''A'''ugmentation '''S'''ystem''), odnosno augmentacioni sistem široke oblasti i LAAS ([[Енглески језик|eng.]] '''''L'''ocal '''A'''rea '''A'''ugmentation '''S'''ystem''), odnosno lokalni augmentacioni sistem. Oba sistema u svoj rad uključuju i metode diferencijalnog GPS-a, a pošto se primenjuju u vazduhoplovstvu zadovoljavaju dodatne kriterijume koji se odnose na bezbednost.
 
[[Датотека: waas.jpg|200п|десно|мини|WAAS arhitektura]] WAAS je sistem koji je razvijen za potrebe i po specifikacijama FAA ([[Енглески језик|eng.]] '''''F'''ederal '''A'''viation '''A'''uthority'') SAD. <ref name="FAA navigacioni servisi"> [http://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/navservices FAA navigacioni servisi].</ref> On se sastoji od mreže referentnih (fiksnih) stanica, kontrolnih stanica koje obrađuje podatke, geostacionarnih satelita, zemaljskih stanice za komunikaciju sa geostacionarnim satelitima i komunikacione mreže na zemlji koja povezuje sve stanice. <ref name="GPS i WAAS">{{cite [web|url=http://www.mitrecaasd.org/work/project_details.cfm?item_id=151 GPS|title=Gps iI WAAS]Waas |publisher=Mitrecaasd.org |date=2001-09-07 |accessdate=2013-03-01}}</ref> Podaci sa svih referentnih stanica se šalju u kontrolne stanice, koje ih analiziraju i procenjuju uticaj jonosfere na propagaciju GPS signala, greške u procenjenoj poziciji GPS satelita i grešku časovnika. Preko zemaljskih stanica za komunikaciju se podaci šalju geostacionarnim satelitima, koji zatim emituju signal sa podacima o grešci koju svaki vazduhoplov u širokoj oblasti može da primi i iskoristi za korekciju greške pri proračunu pozicije. WAAS pokriva Severnu Ameriku i tipično postiže preciznost manju od 3 metra. Ova preciznost je potrebna za navigaciju vazduhoplova kada lete instrumentalno (suprotno od vizulano, za šta su potrebni idealni uslovi vidljivosti) Osim preciznosti, ovaj sistem zadovoljava stroge zahteve za raspoloživost sistema, kao i zahtev za integritet, tj da se konstantno vrši nadzor rada sistema i čim se detektuje da neka komponenta sistema ne radi zadovoljavajuće, da se korisnici odmah o tome obaveste. Pošto se signal o korekciji šalje preko satelita, WAAS je primer augmentacionog sistema baziranog na satelitima ([[Енглески језик|eng.]] SBAS, '''''S'''atellite '''B'''ased '''A'''ugmentation '''S'''ystem '')
 
[[Датотека: LaasArchitecture.jpg|200п|десно|мини|LAAS arhitektura]] LAAS je augmentacioni sistem koji pokrivaju oblast oko aerodroma i namena im je da vazduhoplovima u prilazu obezbede precizni proračun pozicije. LAAS se sastoji od fiksnih stanica koje obezbeđuju diferencijalni GPS, kontrolne stanice koja sve signale obrađuje i procenjuje grešku, antene koja emituje signal o grešci za sav okolni saobrćaj i specijalne opreme u vazduhoplovu. U vazduhoplovu postoje GPS prijemnik koji prima GPS signale, prijemnik za prijem LAAS korekcije greške, komponenta za procesiranje signala i displej koji simulira displej za ILS ([[Енглески језик|eng.]] '''''I'''nstrument '''L'''anding '''S'''ystem''). LAAS takođe mora da zadovolji stroge kriterijume raspoloživosti i integriteta. Pošto se signal o korekciji šalje preko antene na zemlji, WAAS je primer augmentacionog sistema baziranog na satelitima ([[Енглески језик|eng.]] SBAS, '''''S'''atellite '''B'''ased '''A'''ugmentation '''S'''ystem '') U ovom trenutku ima više LAAS impelemntacija od kojih su mnoge u fazi razvoja i testiranja.