GPS – شمیم حدی سمت – و نحوه عملکرد آن

GPS یا شمیم حدی سمت چیست؟

GPS – شمیم حدی سمت – و نحوه عملکرد آن را در این پست تعریف شده است. پیمایش ماهواره بر اساس یک شبکه جهانی از ماهواره ها انجام می شود. که سیگنال های رادیویی را در مدار زمین متوسط ​​منتقل می کنند. کاربران ناوبری ماهواره با 31 ماهواره سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) بیشتر آشنا هستند. ایالات متحده که GPS را توسعه داده و اداره می کند. و روسیه که سیستمی مشابه با نام GLONASS را توسعه داده اند. استفاده رایگان از سیستم های مربوطه خود را به جامعه بین المللی ارائه داده اند. سازمان هواپیمایی کشوری بین المللی (ICAO) و همچنین سایر گروه های بین المللی کاربری. GPS و GLONASS را به عنوان هسته اصلی قابلیت ناوبری ماهواره ای مدنی بین المللی معروف به سیستم ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) پذیرفته اند.

زمین با ماهواره – نحوه کار GPS را توضیح می دهد

شکل: زمین با ماهواره – نحوه کار GPS را توضیح می دهد

خدمات اولیه GPS تقریباً 7.8 متر دقت ، 95٪ از زمان ، در هرجای سطح یا نزدیکی سطح زمین را در اختیار کاربران قرار می دهد. برای رسیدن به این هدف ، هر 31 ماهواره سیگنالهایی را به گیرنده ها ساطع می کند. که با محاسبه تفاوت بین زمان ارسال سیگنال و زمان دریافت ، محل آنها را تعیین می کند. ماهواره های GPS ساعتهای اتمی را حمل می کنند که زمان بسیار دقیق را فراهم می کنند.

اطلاعات زمان در کدهای پخش شده توسط ماهواره قرار می گیرد تا یک گیرنده بتواند به طور مداوم زمان پخش سیگنال را تعیین کند. این سیگنال حاوی داده هایی است که گیرنده برای محاسبه مکان ماهواره ها و انجام تنظیمات دیگر برای موقعیت یابی دقیق استفاده می کند. گیرنده از اختلاف زمان بین زمان دریافت سیگنال و زمان پخش برای محاسبه فاصله یا برد از گیرنده تا ماهواره استفاده می کند.

گیرنده باید تاخیر انتشار یا کاهش سرعت سیگنال ناشی از یونوسفر و تروپوسفر را در نظر بگیرد. گیرنده می تواند با داشتن اطلاعاتی درباره دامنه ها تا سه ماهواره و موقعیت ماهواره هنگام ارسال سیگنال ، موقعیت سه بعدی خود را محاسبه کند. برای محاسبه دامنه از این سه سیگنال ، یک ساعت اتمی هماهنگ با GPS مورد نیاز است. با این حال ، گیرنده با اندازه گیری از ماهواره چهارم ، از نیاز به ساعت اتمی جلوگیری می کند. بنابراین ، گیرنده از چهار ماهواره برای محاسبه عرض جغرافیایی ، طول جغرافیایی ، ارتفاع و زمان استفاده می کند.

GPS – نحوه عملکرد آن

GPS از سه بخش تشکیل شده است:

• بخش کنترل
• بخش فضایی
• بخش کاربر

پیمایش ماهواره ای – GPS – بخش کنترل

بخش کنترل

بخش کنترل GPS شامل موارد زیر است:

ایستگاه کنترل اصلی: ایستگاه کنترل اصلی ، واقع در پایگاه نیروی هوایی Schriever در کلرادو اسپرینگز ، کلرادو. وظیفه مدیریت کلی سایتهای نظارت و انتقال از راه دور را بر عهده دارد. GPS ephemeris یک جدول از موقعیت های محاسبه شده ، سرعت ها و صعودهای صحیح و صعودهای ماهواره های GPS در زمان های خاص است. “موقعیت” را با “ephemeris” جایگزین کنید زیرا ایستگاه کنترل اصلی نه تنها موقعیت بلکه پارامترهای سرعت ، صعود راست و کاهش را نیز محاسبه می کند. بارگذاری نهایی در ماهواره های GPS است. GPS – شمیم حدی سمت – و نحوه عملکرد آن

ایستگاه های مانیتور

ایستگاه های مانیتور: شش ایستگاه مانیتور در پایگاه نیروی هوایی Schriever در کلرادو ، کیپ کاناورال ، فلوریدا ، هاوایی ، جزیره صعود در اقیانوس اطلس ، جزیره مرجانی دیگو گارسیا در اقیانوس هند و جزیره کواجالین در اقیانوس آرام جنوبی واقع شده اند. شش نظارت اضافی ایستگاه ها در سال 2005 در آرژانتین ، بحرین ، انگلستان ، اکوادور ، واشنگتن دی سی و استرالیا اضافه شدند.

هر یک از ایستگاه های مانیتور ارتفاع ، موقعیت ، سرعت و سلامت کلی ماهواره های مدار را دقیقاً بررسی می کند. بخش کنترل از اندازه گیری های جمع شده توسط ایستگاه های مانیتور برای پیش بینی رفتار مدار و ساعت هر ماهواره استفاده می کند. داده های پیش بینی به ماهواره ها پیوند داده می شوند ، یا برای انتقال به کاربران به ماهواره ها منتقل می شوند.

بخش کنترل همچنین اطمینان می دهد که مدارها و ساعتهای ماهواره GPS در حد قابل قبولی باقی می مانند. یک ایستگاه می تواند همزمان 11 ماهواره را ردیابی کند. این “بررسی” هر روز دو بار توسط هر ایستگاه انجام می شود ، زیرا ماهواره ها سفرهای خود را به دور زمین کامل می کنند. تغییرات قابل توجه ، مانند تغییرات ناشی از گرانش ماه ، خورشید و فشار تابش خورشید ، به ایستگاه کنترل اصلی منتقل می شوند.

آنتن های زمینی: چهار آنتن زمینی ماهواره ها را از افق به افق دیگر کنترل و ردیابی می کنند. آنها همچنین اطلاعات اصلاحی را به ماهواره های منفرد منتقل می کنند.

پیمایش ماهواره ای – GPS – بخش فضایی

GPS – بخش فضایی

بخش فضایی شامل ماهواره ها و موشک های دلتا است که ماهواره ها را از کیپ کاناورال ، فلوریدا پرتاب می کند. ماهواره های GPS در مدارهای دایره ای و در ارتفاع 10900 مایل دریایی (20200 کیلومتر) و با مدت زمان 12 ساعت پرواز می کنند. این مدارها برای اطمینان از پوشاندن مناطق قطبی 55 درجه به سمت استوا زمین کج می شوند. با استفاده از سلول های خورشیدی ، ماهواره ها به طور مداوم جهت گیری می کنند تا صفحات خورشیدی خود را به سمت خورشید و آنتن خود را به سمت زمین هدایت کنند. هر 32 ماهواره که در 6 صفحه مداری قرار گرفته اند ، روزانه دو بار بر روی زمین می چرخند.

ماهواره ها از موارد زیر تشکیل شده اند:

پنل های خورشیدی. هر ماهواره مجهز به صفحات آرایه خورشیدی است. این پانل ها انرژی را از خورشید می گیرند که ماهواره را در طول زندگی تأمین می کند.

اجزای خارجی مانند آنتن ها. نمای خارجی ماهواره GPS دارای آنتن های متنوعی است. سیگنال های تولید شده توسط فرستنده رادیویی از طریق آنتن های باند L به گیرنده های GPS ارسال می شوند. جز Another دیگر فرستنده رادیویی است که سیگنال را تولید می کند. هر 32 ماهواره کد منحصر به فرد خود را در سیگنال منتقل می کند.

ماهواره GPS

اجزای داخلی مانند ساعتهای اتمی و فرستنده های رادیویی. هر ماهواره شامل چهار ساعت اتمی است. این ساعت ها حداقل تا یک میلیاردم ثانیه یا نانو ثانیه دقیق هستند. عدم صحت ساعت اتمی 1/100 ثانیه به خطای اندازه گیری (یا دامنه) 1860 مایل تا گیرنده GPS تبدیل می شود.

پیمایش ماهواره ای – GPS – بخش کاربر

GPS – بخش کاربر

• هواپیمایی
• غیر هواپیمایی

بخش کاربر شامل تجهیزات پرسنل نظامی و غیرنظامیانی است که سیگنال های GPS دریافت می کنند. تجهیزات کاربر GPS نظامی در جنگنده ها ، بمب افکن ها ، تانکرها ، هلی کوپترها ، کشتی ها ، زیردریایی ها ، تانک ها ، جیپ ها و تجهیزات سربازان ادغام شده است. علاوه بر فعالیت های اصلی ناوبری ، برنامه های نظامی GPS شامل تعیین هدف ، پشتیبانی هوایی نزدیک ، سلاح های “هوشمند” و قرار ملاقات است. GPS – شمیم حدی سمت – و نحوه عملکرد آن

با افزایش محبوبیت گیرنده های GPS طی چند سال گذشته ، جامعه غیرنظامی بخش کاربر متنوع و گسترده خود را دارد. نقشه برداران از GPS برای صرفه جویی در وقت نسبت به روش های استاندارد بررسی استفاده می کنند. GPS توسط هواپیماها و کشتی ها برای مسیریابی در مسیرهای مختلف و برای رویکردهای فرودگاه یا بندر استفاده می شود. سیستم های ردیابی GPS برای مسیریابی و نظارت بر وانت های تحویل و وسایل نقلیه اضطراری استفاده می شود.

استفاده از GPS در زمینه های مختلف

در روشی به نام کشاورزی دقیق ، از GPS برای هدایت دقیق ماشین آلات مزرعه که در شخم ، کاشت ، کوددهی و برداشت محصول کار می کنند ، استفاده می شود. GPS به عنوان کمک ناوبری درون اتومبیل در دسترس است. و توسط کوهنوردان و شکارچیان استفاده می شود. اکثر تلفن های هوشمند از نقشه GPS یا برنامه های ناوبری بهره می برند. از آنجا که کاربر GPS نیازی به ارتباط با ماهواره ندارد ، GPS می تواند به تعداد نامحدودی از کاربران خدمات ارائه دهد.

جامعه هواپیمایی به طور گسترده ای از GPS استفاده می کند. ناوبرهای هواپیمایی ، مجهز به گیرنده های GPS ، از ماهواره ها به عنوان نقاط مرجع دقیق استفاده می کنند تا موقعیت هواپیما را در هر نقطه از زمین یا نزدیک زمین سه برابر کنند. GPS در حال حاضر مزایایی را به کاربران هواپیمایی ارائه می دهد ، اما نسبت به پتانسیل آن ، این مزایا فقط آغاز کار است.

کمک های پیش بینی شده GPS به هواپیمایی نوید انقلابی بودن را می دهد. با تقریباً دو برابر شدن سفرهای هوایی در قرن 21 ، GPS می تواند سنگ بنایی از سیستم مدیریت ترافیک هوایی (ATM) در آینده فراهم کند که ضمن حفظ تأخیرها و افزایش ظرفیت راه های هوایی ، سطح بالایی از ایمنی را حفظ خواهد کرد. برای ارتقا this این سیستم خودپرداز در آینده ، هدف FAA ایجاد و حفظ قابلیت ناوبری ماهواره ای برای تمام مراحل پرواز است.