|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
無線電子工学および電気工学の百科事典 GPS - すべてはそれほどシンプルで信頼できるのでしょうか? 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
英語から翻訳された GPS は、全地球測位システムです。 アメリカの衛星無線ナビゲーション システム GPS は、米軍のすべての部門および民間ユーザー向けに地球規模での高精度ナビゲーション サポートを目的としています。 米国政府はこのシステムの構築に 10 億ドル以上を費やし、今後もその開発とサポートに資金を費やし続けています。 このシステムの開発は 70 年代に始まりました。 1978 年に最初の人工衛星が打ち上げられました。 1983 年にこのシステムは民生用に開放され、1991 年にはロシアでの受信機器の販売制限が解除されました。 ロシアの船舶にはGPS受信機が積極的に装備され始めました。 新しい千年紀の最初の XNUMX 年間には、衛星ナビゲーション システムが陸、空、海の物体の位置を測位する主要な手段になるでしょう。 最新の集積回路技術により、GPS および GLONASS 受信機は小型で信頼性が高く、安価になっているため、やがて観光客、自動車愛好家、さらにはキノコ狩りをする人さえも購入できるようになるでしょう。 ポケベルに接続されている受信機は、お子様が現在どこを歩いているか、または車がどこにあるかを知らせることができます。 そしてそれは高い精度で行われます。 受信機の助けを借りて、移動物体の位置が特定されるだけでなく、その移動速度、移動距離、目的の地点までの距離と方向、到着時間、設定コースからの逸脱も測定されます。計算された。 どうやら、衛星ナビゲーション システムの動作原理を思い出すと役に立つようです。 地上での位置を正確に決定するために、彼らは伝統的に測地標識、測地ランドマーク、または天体 (太陽、星) を使用します。 無線ナビゲーション システムでは、このような測地マーカーは無線ビーコンであり、その位置はよく知られています。 衛星ナビゲーション システムも同様に機能し、測地標識や無線ビーコンの代わりに、特別な信号を発する衛星が使用されます。 軌道上の衛星の現在の位置はよく知られています。 測地標識とは異なり、衛星は移動可能で、地球の周りを公転する周期は 12 時間で、衛星自体が位置に関する情報を送信します。 それらの距離は、無線信号が衛星から無線受信機まで伝わるのにかかる時間を測定し、それに電磁波の速度を掛けることで求められます。 衛星 (原子基準周波数発生器を使用) と受信機のクロックを同期させることで、衛星までの距離を正確に測定できます。 地球上の場所の座標を計算するには、衛星までの距離と、宇宙空間における各衛星の位置を知る必要があります。 GPS 衛星は高軌道 (20 km) 上にあり、その座標は です。 非常に高い精度で予測することができます。 米国国防総省の追跡ステーションは、軌道のわずかな変化も定期的に検出し、このデータは衛星に送信されます。 衛星までの測定距離は、その決定にある程度の不確実性があるため、擬似距離と呼ばれます。 事はそうです。 地球の電離層と対流圏は衛星信号に遅延を引き起こし、距離の計算に誤差を引き起こすと考えられています。 他にもエラーの原因はあります。特に、車載コンピュータの計算エラー、受信機の電気ノイズ、電波のマルチパス伝播などです。 上空での衛星の相対位置が不運な場合には、それに対応して合計測位誤差が増加する可能性があります。 距離を決定するために、衛星と受信機は擬似ランダム コードと呼ばれる複雑なバイナリ コード シーケンスを生成します。 信号伝播時間の決定は、受信機の同じコードに対する衛星の擬似ランダムコードの遅延を比較することによって実行されます。 各衛星には独自の XNUMX つの擬似ランダム コードがあります。 距離測定コードと異なる衛星の情報メッセージを区別するために、受信機は対応するコードを選択します。 擬似ランダム測距コードと衛星情報メッセージにより、相互干渉することなく、同じ周波数ですべての衛星から同時にメッセージを送信できます。 衛星の放射パワーは低く、衛星からの信号の相互影響は無視できます。 差分測定を使用すると、測定精度を向上させることができます。 正確に既知の測地座標を持つ地上基準局は、受信機の位置と実際の位置の差を計算します。 補正形式の違いは、受信機の読み取り値を補正するために無線チャネルを介して消費者に送信されます。 これらの補正により、距離と位置の測定における誤差のかなりの部分が除去されます。 受信機での座標の計算は自動的に実行され、便利な地図形式でユーザーに提供されます。 グローバル GPS システムには 24 つのセグメントが含まれています。 3 つ目のスペースには 20 個の IC200 が含まれます。 高度 XNUMX km で、それぞれ XNUMX つの衛星を含む XNUMX つの軌道を回転します。 XNUMX 番目の地上ベースは、地上の制御ステーション、衛星ナビゲーション情報を修正するための制御およびデータ入力の複合体で構成されます。 リードステーションは、コロラドスプリングスの統合軍事宇宙システム管理センターにあります。 監視局は常に衛星暦のパラメータを測定し、消費者に送信するために送信局を通じて衛星に修正情報を送信します。 XNUMX 番目のセグメントには、ユーザー機器、つまり必要なすべてのナビゲーション データを決定して提示する衛星信号受信機が含まれます。 GPS 情報の主な消費者は米国国防総省です。 GPS 受信機は、すべての戦闘機および輸送機および船舶に導入されているほか、高精度巡航ミサイルの誘導システムや米国の新型誘導爆弾の誘導システムにも導入されています。 これは、米軍が1000kmの距離から、建物や構造物だけでなく、特定の窓に命中する精度でさえも、精密誘導ミサイル攻撃を計画できることを意味する。 さらに、これらの攻撃は潜水艦や空から行うことができます。 GPS受信機の主な利点。 上にリストされています。 - 信頼性、メンテナンスの容易さ、XNUMX 時間体制の位置特定機能、および国際規格への準拠。 ただし、一見したようにすべてがシンプルでアクセスしやすいわけではありません。 ナビゲーション システムを特徴付ける主なパラメータは位置精度です。 すでに述べたように、1983 年以来、GPS システムは民間利用に公開されていますが、完全ではないことを明確にします。 一般的に 5000 ドル未満のプロ用民間 GPS 受信機の場合、C/A モード、つまり 1575,42 MHz (L1) の周波数で衛星から発信されるいわゆるフリー アクセス信号のみが利用可能で、これにより 100 m 以内の測位精度が提供されます。誤差の大きさは 300 m に達することがあります。米国政府は、いわゆる選択的アクセス モードをオンにすることで、いつでも利用可能な C/A 信号の精度を下げる権利を留保します。 言い換えれば、衛星クロックの大幅なオフセットが意図的に作成され、擬似ランダム C/A コードのパラメータが変更され、衛星の現在位置に関する情報に意図的に歪みが生じます。 これらすべてが測位における重大な誤差につながり、実際、GPS システムを使用した正確なナビゲーションが不可能になり、事故や災害さえも発生する前提条件が生じます。 問題は、このようなデータの意図的な歪曲は、民間用 GPS 信号のすべての消費者に関係するということです。 同時に、選択的アクセスの導入により、通常の運用と必要な高精度のための GPS 受信機インジケーターが軍用ユーザーに提供されます。 これを行うために、衛星は 1227,6 番目の周波数 - 2 MHz (L50) - で高精度を提供する軍用 PY コードを発信しますが、民間の受信機では利用できません。 軍用コードにアクセスできる受信機インジケーターのコストは平均 XNUMX ドルですが、ここでも米軍は、PY 軍用コードにアクセスできる受信機インジケーターが米国に敵対的なユーザーに届く可能性があることを予見しています。 これを防ぐために、RY コード暗号化モードが導入され、権限のないユーザーはアクセスできなくなります。 軍用コードにアクセスする際の測位の精度も、周波数 L1 と L2 での信号の到着時間を比較することにより向上します。 15つの周波数でのみコードC / Aの信号を受信することは、そのような機会を与えません。 衛星ナビゲーションシステムの特徴はそれです。 個々の衛星が故障すると、そのすべての特性が徐々に低下するということです。 その後、測定精度が許容範囲を下回るゾーンや広いエリアが定期的に発生し、重大なインシデントにつながる可能性があります。 GPS システムの誤動作の多くは、地上局の複合施設によってのみ検出されます。 この通知は 4 分から 84 時間遅れてユーザーに通知され、このようなイベントは約 XNUMX か月に XNUMX 回発生します。 ロシアのGPSユーザーは原則として、そのような故障に関する情報をタイムリーに受け取る機会を奪われている。 GPS システムの機能をより詳細に調査した結果、計算に使用される WGS-XNUMX 地心座標系は主に西側の消費者を対象としていることが判明しました。 ロシアでは、正確な地図作成のために、独自の座標系 PZ-90 が作成されました。 これは WGS-84 とは異なります。 それらは地球楕円体のさまざまなモデルに基づいているためです。 したがって、地上の XNUMX 点の同じ測地緯度と経度が異なる場合があります。 言い換えれば、GPS 受信機を使用してロシアの地図上の場所を決定する場合、座標系の違いにより追加の誤差が生じることは避けられません。 残念なことに、現代世界では、経済と情報の対立が常態化しています。 同時に、多くのアメリカの商品やサービスが市場に流入した新たな経済情勢の中で、消費者も GPS システムのサービスを利用する機会を得ました。 アメリカ人は、好むと好まざるにかかわらず、製品が使用される可能性のあるすべてのケースで自社製品を「張り込み」することを急いでいますが、たとえば北米の海域や米国の同盟国の地域を航行するときは、GPSシステムを使用してください。 このシステムの船舶受信機の所有者は、いつでも、世界中のどこでも米軍の人質になる可能性があります。 さらに、GPS を使用してロシアの沿岸海を航行している場合でも、地心座標系の不一致により座礁する可能性があります。 状況を詳細に調査した結果、特に北米における GPS システムの精度は、米国内のさまざまな都市や場所に対する膨大な数の補正に基づいていることがわかりました。 これらは、原則として、GPS 受信機の電子メモリに事前に入力されます。 ロシアの領土の場合、これらの受信機にはそのような修正はありません。 上記を考慮すると、ロシアにおける GPS システムのみの使用は、国家安全保障の利益の侵害につながります。 1982 年以来、わが国では、GPS とほぼ同じ原理で動作し、民間利用の可能性を提供する国産全地球測位衛星システム GLONASS の構築に向けた作業が始まりました。 すでに 1993 年 1995 月にこのシステムは正式に運用を開始し、84 年には完全な衛星を搭載して配備されました。 ロシアの GLONASS システムの主な特徴は、民間アプリケーション モードで測位精度を達成できることです。 軍用 PY コードを使用した GPS 受信機によって提供される精度に近いことに加え、GLONASS 受信機は GPS WGS-90 座標系とロシアの PZ-1996 座標系の両方で動作します。 XNUMX 年、ロシア連邦政府は世界航法システムのコンポーネントの XNUMX つとして GLONASS システムを提供しました。 ロシアの工場は、「Breeze」、「Reper」など、数多くの GLONASS ナビゲーション デバイスを生産しています。 「スキッパー」、「ノームM」、「リーダー」、「ゴリアテ」。 さらに、これらの受信機インジケーターは、GLOHACC / GPS の複合バージョンです。 ロシアにおけるそのような機器の市場は、形を作り始めたばかりです。 GPS システムの注目すべき機能を考慮すると、国内機器は、ロシア市場に幅広い GPS 受信機インジケーターを供給している約 1996 社の外国企業と真剣に競争することができます。 さらに、同じ XNUMX 年の国際海事機関 (IMO) は、GLONASS と GPS を世界規模の無線航法システムのコンポーネントとしてのみ承認し、それらを組み合わせて使用することを推奨しました。 国内受信機。 原則として、それらはこれら XNUMX つのシステムで結合され、差動モードを備えているため、調整されていない外国製 GPS 受信機と比較して利点があります。 ロシアのユーザーは、輸入機器を購入する前に、メリットとデメリットを真剣に検討する必要があります。 たとえば、モスクワ設計局「コルンド」の複合ナビゲーション受信機GLOHACC/GPSの典型的な特性を示します。 受信機インジケーターは、GLONASS および GPS システムからの信号 (C/A コード) を 14 個の衛星から同時に受信するように設計されています。 位置の二乗平均平方根誤差は 10 m、高さ - 15 m で、GLONASS 衛星の位置が良好な場合 (GPS 受信機の場合 - それぞれ 30 m と 60 m)。 差動モードでの座標決定精度は 1 ～ 3 m、高さは 1,5 ～ 4 m、速度測定誤差は 0,1 m/s です。 座標系は PZ-90、SK-95、SK-42、WGS-84 が使用されます。 制御システムとの通信および情報処理用の RS-232 インターフェイスがあります。 寸法 - 180x195x70 mm、重量 - XNUMX〜XNUMXキログラム。 世界的な衛星システムの受信機とインジケーターを組み合わせたロシアのメーカーは、同様の目的の機器を製造する外国企業との厳しい市場闘争に突入した。 国内の専門家によって作成された製品が外国の受信機インジケーターと非常に競争力があることを期待する十分な理由があります。 著者: V. クリシェフ、セヴェロモルスク、ムルマンスク地方。
交通騒音がヒナの成長を遅らせる
06.05.2024 ワイヤレススピーカー Samsung ミュージックフレーム HW-LS60D
06.05.2024 光信号を制御および操作する新しい方法
05.05.2024
▪ サムスン DVD-L100 ポータブル DVD プレーヤー ▪ AMDプロセッサ用A88W 3D FM2+ Hi-Fiマザーボード
▪ サイトのセクション ホーム、ガーデニング、趣味。 記事の選択 ▪ 記事 DT-830B マルチメータの新機能。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 ▪ 記事 XNUMX 枚のカード (女性を見つける)。 フォーカスシークレット
ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー
www.diagram.com.ua |
他の記事も見る セクション 
科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：
このページのすべての言語