Johdanto globaaleihin paikannusjärjestelmiin

Oletko koskaan kadottanut lompakon, etkä löytänyt sitä tai mitään tavaroitasi, jonka olet menettänyt ja jota et pystynyt seuraamaan? Tällöin globaalit paikannusjärjestelmät voivat tulla ulos pakoillesi ja saavat sinut piristämään. Nykyään GPS on termi, joka ei tarvitse paljon käyttöönottoa. GPS on ollut valtava osa jokapäiväistä elämäämme etsinnästä matkustamiseen, paikannuksesta saavuttamiseen ja etsimisestä seurantaan ja yhdistämiseen. Siitä lähtien, kun Yhdysvaltain puolustusministeriö aloitti toimintansa vuonna 1973 Yhdysvalloissa, GPS on jo saavuttanut merkittävän asemansa ihmiskunnassa ja on epäilemättä todistanut sen merkityksen jokaiselle meistä.

GPS, kuten nimensä voi osoittaa, Global Positioning System, kertoo minkä tahansa kohteen sijainnin maailmanlaajuisesti, ts. Suhteessa tähän koko planeettaan, maapallolle, satelliittinavigointijärjestelmän avulla, jossa tottuneet ovat lukuisat satelliitit, jotka pyörivät maapallon ympäri paikantaa kohde. Se antaa sinun tietää missä kohde on tarkalleen sijainnissa tällä hetkellä tai se sijaitsi aiemmin, nopeuden kerrallaan, koko päivän riippumatta sääolosuhteista missä päin maailmaa tahansa.

Alun perin kehitetty Yhdysvaltojen armeijan käyttöön, se asetettiin julkisesti saataville erittäin alhaisin kustannuksin. Nykyään GPS-vastaanottimet on liitetty kaikenlaisiin kaupallisiin tuotteisiin, kuten matkapuhelimiin, älypuhelimiin, kelloihin, autoihin, polkupyöriin jne. Itse asiassa GPS on tehty niin halpoksi, että voit käyttää sitä mihin tahansa pieneen esineeseen sen seuraamiseksi.

GPS-järjestelmien toiminta

GPS määrittelee kohteen sijainnin matemaattisella periaatteella ”trilateration”, ja se on järjestelmä, joka käsittää yli 30 satelliittia, jotka kiertävät maata.

GPS: n toimintaan osallistuvat yksiköt ovat:

  1. Satelliitit (avaruussegmentti)
  2. Ohjausjärjestelmä (ylläpitää Yhdysvaltain armeija)
  3. signaalit
  4. Signaalivastaanottimet (käyttäjäsegmentti - siviili- ja sotilaskäyttäjät antennilla varustetuilla GPS-laitteilla)
  • Satelliittien sijainti tunnetaan signaaleista, jotka ne lähettävät vastaanottimelle.
  • Nämä signaalit vastaanottavat vastaanottimet, jotka on kytketty kohteisiin, jotka on määrä sijoittaa.
  • Tärkeä asia tässä on, että vastaanottimen tarkan sijainnin maapallolla saamiseksi tarvitaan vähintään 4 satelliittia.
  • Kolme satelliittia käytetään paikan jäljittämiseen.
  • 4. satelliittia käytetään satelliittien kohdepaikan vahvistamiseen.
  • GPS-vastaanotin ottaa tiedot satelliitista ja käyttää triangulaatiomenetelmää käyttäjän tarkan sijainnin määrittämiseen.

GPS: n edut ja haitat

Seuraavassa esitetään globaalien paikannusjärjestelmien edut ja haitat:

edut

  • Upea työkalu sotilas-, siviili- ja kaupallisille käyttäjille
  • Kuljettajattomat autot, ajoneuvojen seurantajärjestelmät, GPS-pohjaiset navigointijärjestelmät tarjoavat meille käännökset vuoroin -suuntaiseen suuntaan
  • GPS on erittäin nopea seurata kohdetta

haitat

  • Tarkkuuskysymykset kaupunkialueilla
  • Heikot signaalit (joten niistä ei ole paljon hyötyä vedessä, sisätiloissa tai tiheillä alueilla)

Globaalien paikannusjärjestelmien virheet

GPS sisältää satelliitit, vastaanottimet, signaalin siirron satelliittien ja vastaanottimien välillä. Joten virheitä voi tapahtua missä tahansa edellä mainituista kolmesta kokonaisuudesta.

  • Virheet signaalin leviämisessä

Koska tiedämme, että maapallon kiertävien GPS-satelliittien signaalien on päästävä vastaanottimeen, sitä varten signaalien on kuljettava maan ilmakehän läpi. Ensinnäkin, signaalit kulkevat ionosfäärin (ilmakehän ylin osa), sitten troposfäärin (ilmakehän alin osa) kautta. Siten ilmakehä vaikuttaa GPS-signaaliin kahdesti, minkä vuoksi signaaleissa on virhealue 0 - 30 metriä.

  • Satelliittivirheet

Ensimmäinen virhe on satelliitin sijainnin virhe. Koska satelliittien sijainti on ennuste, joka on laskettu GPS-ohjausasemien aikaisemmista satelliittien havainnoista, ennusteita ei voida tehdä absoluuttisella tarkkuudella, ennusteet ovat epätarkkoja.

Siten ”satelliittiviestissä” olevien satelliittien sijainnit eivät ole tarkkoja, minkä vuoksi laskettu kohteen sijainti on joskus väärä.

Toiseksi on satelliittikellovirheitä. Koska satelliiteissa käytetyt atomikellat eivät ole täydellisiä, signaalien vastaanottimiin pääsemiseksi kuluttaman matka-ajan mittaus, ja satelliitin ja vastaanottimen välinen etäisyys on vioittunut.

  • Vastaanottimessa tapahtuvia virheitä

Vastaanottimen päässä tai sen antennissa tapahtuu neljä suurta virhettä:

1. Vastaanottimen kellovirhe: Vastaanottimessa on myös kello, jota voidaan verrata satelliitin sisällä olevaan kelloon signaalin kulkuajan mittaamiseksi. Tässä kellassa on virheitä, joita kutsutaan ”vastaanottimen kellovirheiksi”.

2. Mittauskohina : Tämä riippuu etäisyysmittauksissa käytetyn ”viivaimen” tyypistä. GPS-signaaleilla on 3 hallitsijaa

  • Karkea hankintakoodi (C / A)
  • P-koodi
  • Kantajavaihe

Nämä viivaimet sallivat muutaman metrin, muutaman desimetrin ja muutaman millimetrin tarkkuuden.

3. Monireittiset virheet: Nämä johtuvat rakennusten tai muiden esineiden signaalien heijastamisesta, jotka häiritsevät satelliittien lähettämiä suoria signaaleja.

4. Antennin liikkumisvirheet: Nämä johtuvat antennin sähköisen vertailupisteen tai vaihekeskuksen liikkeestä signaalien vastaanottaessa eri suunnista.

Globaalien paikannusjärjestelmien rajoitukset

Alla on joitain GPS: n rajoituksia:

1. Signaalien vastaanotto

Koska GPS-vastaanotin vaatii jatkuvaa signaalin vastaanottoa ainakin neljältä GPS-satelliitilta, jos signaalien kulkureitillä on vettä, seiniä, maaperää tai muita esteitä, signaalit eivät kykene tunkeutumaan näihin esteisiin. Tällaisissa tapauksissa GPS-satelliittien GPS-näkyvyys on hyvin rajallinen. Kuten kaupunkialueilla, joilla on valtavia pilvenpiirtäjiä, signaalit puuttuvat kauan.

2. Tarkkuus

Kaikissa mittausjärjestelmissä on mahdollisuus virheisiin. GPS ei eroa siitä. Koska GPS: ään liittyy paljon mittauksia, objektin tarkan sijainnin tarjoamisessa on paljon mahdollisuuksia epätarkkuutta.

3. Rehellisyys

Vastaanotin pyytää tietoja satelliiteilta, he lähettävät vastaanottimelle ”satelliittisanomina” kutsuttuja signaaleja, jotka sisältävät koodattua tietoa satelliitin etäisyydestä vastaanottimesta, satelliittien sijainnit jne. Kun vastaanotin saa yhdistetyn mittauksen neljästä satelliitista, se pystyy näyttää sen sijainti. Mutta jos satelliitin sijainti on laskettu väärin tai etäisyys on väärä, tämä johtaa virheelliseen vastaanottimen sijaintiin. Tällaisiin ongelmiin liittyviin signaaleihin viitataan ”viallisina signaaleina”. Nämä signaalit vaikuttavat käyttäjälle tarjotun sijainnin eheyteen. Käyttäjä ei ole tietoinen siitä, onko sijainti oikea vai ei. Siksi sitä on erittäin suositeltavaa valvoa GPS-datan eheyttä.

johtopäätös

Voidaan päätellä, että GPS: stä riippuen on hyvä, mutta GPS: n tulosten tarkkuutta tulisi aina tarkistaa. Voidaan myös havaita, että tarkkuutta voidaan lisätä, mutta kustannuksin. Kaikista rajoituksista ja virheistä huolimatta GPS on edelleen paras paikannusjärjestelmä.

Suositellut artikkelit

Tämä on ollut opas maailmanlaajuisiin paikannusjärjestelmiin. Tässä keskustellaan GPS: n käyttöönotosta, työskentelystä, rajoituksista ja haitoista. Saatat myös katsoa seuraavia artikkeleita saadaksesi lisätietoja -

  1. Mikä on sulautetut järjestelmät?
  2. Mikä on järjestelmän suunnittelu?
  3. Tekoälyn sovellukset
  4. Mikä on Spring Cloud?