Introduktion til globale positioneringssystemer

Har du nogensinde mistet din tegnebog og ikke kunne finde den eller nogen af ​​dine ejendele, du har savnet og ikke var i stand til at spore? Det er her en global positioneringssystem kan komme ud til din flugt og få dig til at juble. I dag er GPS et udtryk, der ikke behøver meget introduktion. GPS har været en enorm del af vores daglige liv, fra søgning til rejser, lokalisering til rækkevidde og fra fund til sporing og forbindelse. Siden starten i USA i USA af det amerikanske forsvarsdepartement har GPS allerede gjort sin markante plads i menneskeheden og har utvivlsomt bevist sin betydning for hver enkelt af os.

GPS, som navnet antyder, Global Positioning System, fortæller placeringen af ​​ethvert objekt globalt, dvs. i forhold til hele denne planet, planeten Jorden ved hjælp af satellitnavigationssystem, hvor en overflod af satellitter, der drejer rundt om Jorden, er vant til Find et objekt. Det giver dig mulighed for at vide, hvor et specifikt objekt nøjagtigt er placeret i øjeblikket eller var placeret i fortiden, dets hastighed ad gangen, hele dagen, uanset vejrforholdene og overalt i verden.

Oprindeligt udviklet til brug af de militære tjenester i De Forenede Stater, blev den gjort offentligt tilgængelig til en meget lav pris. I dag er GPS-modtagere knyttet til alle typer kommercielle produkter som mobiltelefoner, smartphones, ure, biler, cykler osv. Faktisk er GPS blevet gjort så billigt, at du bare kan bruge det til et lille objekt til at spore det.

Arbejde med GPS (GPS)

GPS bruger matematikprincippet "trilateration" til at bestemme en objekts position, og det er et system på mere end 30 satellitter, der kredser rundt om Jorden.

De enheder, der er involveret i brugen af ​​GPS, er:

  1. Satellitter (rumsegmentet)
  2. Kontrolsystem (betjent af det amerikanske militær)
  3. Signaler
  4. Signalmodtagere (brugersegment - civile og militære brugere med deres GPS-enheder med antenne)
  • Placeringen af ​​satellitter er kendt fra de signaler, som de udsender til modtageren.
  • Disse signaler modtages af de modtagere, der er tilsluttet i de objekter, der skal placeres.
  • Det vigtige punkt her er, at der kræves mindst 4 satellitter for at få den nøjagtige placering af modtageren på Jorden.
  • 3 satellitter bruges til at spore placeringsstedet.
  • 4. satellit bruges til at bekræfte satelliternes målplacering.
  • GPS-modtageren tager informationen fra satellitten og bruger metoden til triangulering til at bestemme en brugers nøjagtige placering.

Fordele og ulemper ved GPS

Nedenfor er fordele og ulemper ved Global Positioning Systems:

Fordele

  • Et godt værktøj til militære, civile og kommercielle brugere
  • Driverløse biler, køretøjssporingssystemer, GPS-baserede navigationssystemer giver os sving for tur & punkt til punkt retninger
  • GPS har en meget hurtig hastighed til at spore et objekt

Ulemper

  • Nøjagtighedsproblemer i byområder
  • Svage signaler (så ikke meget brug i vand, indendørs eller tætte områder)

Fejl ved globale positioneringssystemer

GPS involverer satellitter, modtagere, signaloverførsel mellem satellitter og modtagere. Så der kan opstå fejl i nogen af ​​de ovennævnte tre enheder.

  • Fejl i signalformering

Som vi ved, skal signalerne fra GPS-satellitterne, der kredser rundt om Jorden, nå frem til modtageren, og for det skal signalerne køre gennem Jordens atmosfære. For det første går signalerne via Ionosfæren (øverste del af atmosfæren), derefter gennem Troposfæren (den laveste del af atmosfæren). Således påvirkes et GPS-signal to gange af atmosfæren, hvorved der er et interval af fejl fra nul til 30 meter i signalerne.

  • Satellitfejl

Den første fejl er satellitpositionfejlen. Da satellitternes placering er en forudsigelse beregnet fra de tidligere observationer af satellitterne af GPS-kontrolstationerne, kan forudsigelserne ikke foretages med absolut nøjagtighed, forudsigelserne er unøjagtige.

Således er positionerne af satellitter indeholdt i "satellitmeddelelsen" ikke nøjagtige, på grund af hvilken den beregnede objektplacering undertiden er forkert.

For det andet er der satelliturfejl. Da de atomur, der bruges i satellitterne, ikke er perfekt, måles målingen af ​​køretid, som signalerne tager for at nå frem til modtagerne, og området mellem satellit og modtager er beskadiget.

  • Der opstår fejl hos modtageren

Fire større fejl opstår ved modtagerenden eller dens antenne:

1. Fejl i modtagerur : En modtager har også et ur til sammenligning med uret i satellitten til måling af signalets rejsetid. Dette ur har fejl, der kaldes "modtagerurfejl".

2. Målestøj : Dette afhænger af typen af ​​"lineal", der bruges til rækkevidde målinger. GPS-signaler har 3 linealer

  • Grov erhvervelse (C / A) -kode
  • P-kode
  • Bærerfase

Disse linealer tillader nøjagtighed af et par meter, et par decimeter og et par millimeter.

3. Flervejsfejl: Disse opstår på grund af refleksion af signaler fra bygninger eller andre objekter, der griber ind i de direkte signaler, der sendes af satellitter.

4. Antenne bevægelsesfejl: Disse opstår på grund af bevægelse af antennets elektriske referencepunkt eller fasecenter, mens signalerne modtages fra forskellige retninger.

Begrænsninger af globale positioneringssystemer

Nedenfor er nogle begrænsninger af GPS:

1. Modtagelse af signaler

Da GPS-modtager kræver kontinuerlig signalmodtagelse fra mindst 4 GPS-satellitter, hvis der er vand, vægge, jord eller andre forhindringer i signalernes kørselsvej, kan signalerne ikke trænge igennem disse forhindringer. I sådanne tilfælde er GPS-satelliternes GPS-synlighed meget begrænset. Ligesom i byområder med enorme skyskrabere mangler signalerne i lang tid.

2. Nøjagtighed

Ethvert system, der involverer måling, har en mulighed for fejl. GPS er ikke anderledes end det. Da en masse måling er involveret i GPS, er der mange muligheder for unøjagtighed i at give den nøjagtige placering af et objekt.

3. Integritet

En modtager anmoder om oplysninger fra satellitter, de sender signaler kendt som ”satellitmeddelelser” til modtageren indeholdende kodet information om afstanden fra satellitten til modtageren, satellitpositioner osv. Når en modtager får en kombineret måling fra 4 satellitter er den i stand for at vise dens placering. Men hvis satellitpositionen beregnes forkert eller rækkevidde er forkert, resulterer dette i en forkert modtagerposition. De signaler, der er involveret i sådanne problemer, kaldes ”defekte signaler”. Disse signaler påvirker integriteten af ​​det sted, der leveres til brugeren. En bruger er ikke klar over, om positionen er korrekt eller ej. Det anbefales derfor meget at overvåge GPS-dataens integritet.

Konklusion

Det kan konkluderes, at afhængig af GPS er god, men man skal altid holde en kontrol med nøjagtigheden af ​​GPS-resultaterne. Det kan også observeres, at nøjagtigheden kan øges, men til omkostninger. På trods af alle begrænsninger og fejl er GPS stadig det bedste positioneringssystem i dag.

Anbefalede artikler

Dette har været en guide til Global Positioning Systems. Her diskuterer vi introduktion, arbejde, begrænsningsfordele og ulemper ved GPS. Du kan også se på de følgende artikler for at lære mere–

  1. Hvad er integrerede systemer?
  2. Hvad er systemdesign?
  3. Anvendelser til kunstig intelligens
  4. Hvad er Spring Cloud?

Kategori: