Globaali satelliittinavigointijärjestelmä



Internet on ehtymätön tietolähde, myös Globaali satelliittinavigointijärjestelmä:n osalta. Vuosisatojen ja vuosisatojen mittainen inhimillinen tieto Globaali satelliittinavigointijärjestelmä:stä on valunut ja valuu edelleen verkkoon, ja juuri siksi siihen on niin vaikea päästä käsiksi, sillä löydämme paikkoja, joissa navigointi voi olla vaikeaa tai jopa epäkäytännöllistä. Ehdotuksemme on, ettet haaksirikkoutuisi Globaali satelliittinavigointijärjestelmä:ää koskevien tietojen mereen ja että pääsisit kaikkiin viisauden satamiin nopeasti ja tehokkaasti.

Tässä tarkoituksessa olemme tehneet jotain, joka menee pidemmälle kuin itsestäänselvyys, keräämällä ajantasaisimmat ja parhaiten selitetyt tiedot Globaali satelliittinavigointijärjestelmä:stä. Olemme myös järjestäneet sen niin, että se on helppolukuinen, minimalistisen ja miellyttävän muotoilun ansiosta, mikä takaa parhaan käyttökokemuksen ja lyhimmän latausajan. Teemme sen sinulle helpoksi, jotta sinun tarvitsee vain huolehtia siitä, että opit kaiken Globaali satelliittinavigointijärjestelmä:stä! Jos siis olet sitä mieltä, että olemme saavuttaneet tarkoituksemme ja tiedät jo kaiken, mitä halusit tietää Globaali satelliittinavigointijärjestelmä:stä, otamme sinut mielellämme takaisin näihin sapientiafi.com:n rauhallisiin meriin, kun tiedon nälkäsi herää uudelleen.

Maailmanlaajuinen satelliittinavigointijärjestelmä ( Englanti maailmanlaajuinen satelliittinavigointijärjestelmä ) tai GNSS on järjestelmä paikannus ja navigointi päällä ja ilmassa, jonka signaalien vastaanoton navigointisatelliittien ja pseudoliittien .

GNSS on yhteisnimi nykyisten ja tulevien globaalien satelliittijärjestelmien, kuten

ja erilaiset täydentävät järjestelmät Euroopassa, Yhdysvalloissa, Japanissa ja Intiassa . NAVSTAR GPS on ollut täysin toimiva vuodesta 1995, GLONASS vuodesta 1996, mutta menetti sitten lähes puolet satelliiteista iän takia seuraavina vuosina. GLONASS on ollut jälleen täysin toimintavalmis vuodesta 2011 lähtien. Beidoun ja Galileon laajenemisen odotetaan olevan noin 2020.

Työtapa

GNSS- satelliittien satelliitit ilmoittavat tarkan sijaintinsa ja kellonajan radiokoodien kautta. Sijainnin määrittämiseksi vastaanottimen on vastaanotettava signaaleja vähintään neljästä satelliitista samanaikaisesti. Pseudosignaalin etenemisajat mitataan vastaanottavassa laitteessa (satelliiteista vastaanottavaan antenniin, mukaan lukien vastaanottimen kellovirheet), ja tämän perusteella määritetään nykyinen sijainti (mukaan lukien korkeus) ja kellovirheet.

Noin 25 000 km kiertoradalla käytetään 24-30 satelliitin tähtikuviota. Näin varmistetaan, että vastaanottavat laitteet - vaikka näkymä horisonttiin ei olisikaan täysin vapaa - voivat aina vastaanottaa signaaleja vähintään neljästä satelliitista samanaikaisesti ( GPS: n kanssa on 6-12 satelliittia).

Paikannustarkkuutta voidaan parantaa kiinteillä vastaanottoasemilla . Ne lähettävät korjaussignaaleja ( DGPS ) käyttäjille. Saksan SAPOS- järjestelmää ylläpitävät valtion tutkimusvirastot . SAPOS tarjoaa kolme erilaista signaalipalvelua, joiden tarkkuus on alle 1 cm.

Satelliittipohjaiset apujärjestelmät , englantilainen satelliittipohjainen Augmentation System (SBAS) , ovat Euroopan EGNOS , Yhdysvaltain WAAS , Japanin MSAS ja Intian GAGAN , jotka lähettävät korjaussignaaleja geostationaaristen satelliittien kautta. Kiinan Beidou- järjestelmää kehitetään edelleen , Intian IRNSS- järjestelmää suunnitellaan edelleen.

Yksityiskohdat GPS: ssä käytettävästä tekniikasta löytyy myös artikkeleista GPS-tekniikka ja hyperbolanavigointi ; muut edellä mainitut järjestelmät eroavat tästä vaihtelevasti.

Mittauskäytäntö

Satelliitin sijainti muuttuu jatkuvasti (GPS: llä lähes 3,9 km / s) ja sen myötä satelliitin etäisyys tiettyyn pisteeseen maan päällä. Käyttäjä voi kuitenkin laskea satelliittipaikat kullekin ajankohdalle satelliittisignaaleihin sisältyvältä kiertoradatiedolta ( efemeridiltä ). Näiden ratatietojen (GPS- ja Galileo ovat Kepler kiertoradan osia , GLONASS ovat koordinoida, nopeus ja kiihtyvyys vektorit) ovat säännöllisesti verrataan maa-asemia (noin kahden tunnin välein GPS).

Etäisyys satelliitista tarkkailijaan johtuu signaalin etenemisajasta. Jokainen satelliitti lähettää jatkuvasti yksilöllisen koodinsa, nykyisen kellonajan ja kiertoradatietonsa. GPS: n ja GLONASSin avulla tämä jakso toistetaan joka millisekunti. Vastaanotin käyttää vaihelukittua silmukkaa viive- ja Doppler- vaikutusten aiheuttamien aika- ja taajuussiirtymien käsittelemiseen .

Tarkasti synkronoitujen kellojen ollessa satelliitissa ja vastaanottimessa tällä tavalla mitattu aikasiirtymä vastaisi satelliittisignaalien siirtymäaikaa. Tämän kulkuajan kertominen signaalinopeudella (melkein valon nopeudella ) johtaa etäisyyteen satelliitista vastaanottimeen.

Kolmen metrin reittitarkkuudelle kuljetusajat on määritettävä kymmenen nanosekunnin tarkkuudella. Sen sijaan, että vastaanotin varustettaisiin vastaavasti erittäin tarkalla atomikellolla , vastaanottimen kellon virhe määritetään ja otetaan huomioon sijainnin laskennassa. Neljän tuntemattoman (kolme avaruuskoordinaattia ja vastaanottimen kellovirheet) määrittämiseksi tarvitaan neljä satelliittia. Tämä johtaa neljään yhtälöön, joissa on neljä tuntematonta.

Määritetyt koordinaatit liittyvät vastaavan navigointijärjestelmän koordinaattijärjestelmään; GPS: llä esimerkiksi WGS84: ssä . Määritetyn ajan määrittelee myös navigointijärjestelmä; joten z. B. GPS-aika universaalista ajasta UTC muutamalla sekunnilla , koska harppauksia ei oteta huomioon GPS-järjestelmän ajassa. Nämä on lisätty noin kahden vuoden välein vuodesta 1980, joten poikkeama on tällä hetkellä (tammikuusta 2017 lähtien) 18 sekuntia.

Maantieteellinen pituus, maantieteellinen leveysaste ja korkeus määritetyn vertailuelipsoidin yläpuolella voidaan laskea avaruuskoordinaateista . On kuitenkin huomattava, että käytetyt koordinaattijärjestelmät voivat poiketa muista tavallisista koordinaattijärjestelmistä, jotta määritetty sijainti voi poiketa monien, varsinkin vanhempien, karttojen sijainnista jopa muutama sata metriä. GNSS: n määrittämä korkeus ja korkeus "merenpinnan yläpuolella" voivat myös poiketa todellisesta arvosta ( geoidista ) useita metrejä.

Mittausvirheet

Taittumisesta johtuva ajonaikainen virhe

Kuten kolmiomittauksen kohdalla, tetraedrin , jonka satelliitit ulottuvat tarkkailijan kärjessä , tilavuuden tulisi olla mahdollisimman suuri; muuten saavutettavissa oleva sijaintitarkkuus ( Dilution of Precision , DOP) pienenee . Jos satelliitit ovat samalla tasolla kuin vastaanotin, ts. Ilmeisesti linjassa, jonka tarkkailija näkee, sijainnin määrittäminen ei ole mahdollista. Tällaista tähdistöä ei kuitenkaan käytännössä koskaan esiinny.

Ilmakehä muuttaa signaalin etenemisaikaa. Toisin kuin troposfäärissä, ionosfäärin vaikutus on taajuudesta riippuvainen. Se voidaan korjata osittain, jos vastaanotin arvioi satelliitin lähettämiä signaaleja eri taajuuksilla ( kaksitaajuinen vastaanotin). Vain yksi signaali on käytettävissä tällä hetkellä (2020) GPS-vastaanottimille, jotka ovat yleisiä vapaa-ajan markkinoilla.

Vapaiden elektronien lukumäärän vaihtelualue ionosfäärissä aiheuttaa jopa 30 m: n avaruusvirheen. GPS-satelliitit lähettävät kuusi parametria, jotka kuvaavat ionosfäärin nykyistä tilaa, jotta se voidaan pienentää alle 10 metriin. Lyhytaikaisia tuikioita ei kuitenkaan voida korjata sillä.

Sijainnin tarkkuus korjaamattomilla mitatuilla arvoilla ( User Range Error , URE):

lähde Aikavirhe Sijaintivirhe
Satelliitin sijainti 6-60 ns 1-10 m
Ajan kulku 0-9 ns 0-1,5 m
ionosfääri 0-180 ns 0-30 m
Troposfääri 0-60 ns 0-10 m
Monisuuntainen vaikutus 0-6 ns 0-1 m

Satelliittivirheisiin , ts. Satelliitin sijaintiin ja ajanmittaukseen, viitataan englanniksi nimellä Signaali avaruudessa - käyttäjän aluevirhe (SIS-URE), virheet polun etenemisen käyttäjän ekvivalenttialueella (UERE).

Tarkkuus kasvaa, kun yli neljä satelliittia voidaan vastaanottaa. Tätä mittausta kutsutaan sitten "ylimääritetyksi sijainniksi". Virheet voidaan myöhemmin vähentää muutamaan senttimetriin vertaamalla niitä vertailumittauksiin . Tämäntyyppinen korjaus tunnetaan nimellä Differential Global Navigation Satellite System (DGNSS). Hän löytää differentiaalisen GPS: n (DGPS) reaaliajassa , jos verkossa olevat viitetiedot ovat saatavilla.

Jos arvioit myös satelliittisignaalien vaiheet, voidaan saavuttaa myös muutaman senttimetrin dynaaminen suhteellinen tarkkuus.

Järjestelmät

Yhdysvaltain armeijan järjestelmiä NAVSTAR-GPS (lyhyt GPS ) ja venäläistä GLONASSia kutsutaan ensimmäisen sukupolven järjestelmiksi . Uusien satelliittien päivityksen jälkeen toisen sukupolven GPS on käytettävissä. Se on verrattavissa Galileoon , joka on myös osa toista sukupolvea . Vuonna ESA kielenkäytössä GNSS-1 tarkoittaa alkuperäiselle järjestelmien GPS- ja GLONASS, GNSS-2 Galileon ja järjestelmien toisen sukupolven. Termi GPS III kuvaa kaikkien järjestelmän komponenttien täydellisen version. Tämä uudelleensuunnittelu kestää, kunnes toinen sukupolvi on viimein rakennettu ja johtaa laadun parantamiseen monilla alueilla.

Japanilaisen lähes seniittisatelliittijärjestelmän (QZSS) on tarkoitus parantaa lokalisointia Japanin kaupunkikanjoneissa. Kaksikymmentä satelliitit alkaen Kiinan Beidou järjestelmä on jo maan kiertoradalla. Vuonna Intiassa , ainakin yhden satelliitin (GSAT-8) ISRO on tukenut GAGAN ( Gagan ) puolivälistä lähtien 2011 .

Muu käyttö

GNSS-satelliitit lähettävät paitsi radiosignaalin myös lähettimen tarkan sijainnin. Signaalilähteen sijainti ja vertailu tunnettuun sijaintiin tarjoavat tietoa etenemisväliaineen luonteesta.

Radio-okkultointia käyttämällä voidaan havaita maan ilmakehää GNSS-signaaleilla ja havaintoja vesipintojen heijastuvuudesta GNSS-R: llä .

Katso myös

kirjallisuus

  • Manfred Bauer: Mittaaminen ja paikannus satelliittien avulla. Globaalit navigointijärjestelmät (GNSS) ja muut satelliittinavigointijärjestelmät. 6. painos. Wichmann, Berliini 2011, ISBN 978-3-87907-482-2 .
  • Werner Mansfeld: Satelliittipaikannus ja navigointi. Globaalien satelliittinavigointijärjestelmien perusteet, toimintatavat ja soveltaminen. 3. painos. Vieweg, Wiesbaden 2010, ISBN 978-3-8348-0611-6 .
  • Hans Dodel, Dieter Häupler: Satelliittinavigointi. 2. painos. Springer, Berliini 2010, ISBN 978-3-540-79443-1 .

nettilinkit

Wikisanakirja: Satelliittinavigointi  - selitykset merkityksille, sanan alkuperälle, synonyymeille, käännöksille

Yksittäiset todisteet

  1. QZSS SIS-URE: n ja käyttäjän paikannustarkkuuden suorituskyvyn analyysi GPS: n ja QZSS: n avulla ( Memento 30. joulukuuta 2011 Internet-arkistossa )
  2. Luettelo navigointisatelliiteista
  3. Geostacionaarinen satelliitti: GSAT-8. ( Memento 13. lokakuuta 2011 Internet-arkistossa )

Opiniones de nuestros usuarios

Roger Vuori

Kiitos. Artikkeli Globaali satelliittinavigointijärjestelmä oli hyödyllinen minulle., Erittäin mielenkiintoinen artikkeli Globaali satelliittinavigointijärjestelmä

Aili Lindberg

Erittäin mielenkiintoinen tämä merkintä Globaali satelliittinavigointijärjestelmä., Luulin jo tietäväni kaiken Globaali satelliittinavigointijärjestelmä., Erittäin mielenkiintoinen tämä merkintä Globaali satelliittinavigointijärjestelmä