Gps
5 (100%) 1 vote

Gps

KAUNO TECHNIKOS KOLEGIJA

ELEKTROMECHANIKOS FAKULTETAS

AUTOTRANSPORTO KATEDRA

GPS technologija

Referatas

Vadovas

. 200… ……. ……

Studentas

200… ……. ……

KAUNAS, 2008

TURINYS

Įvadas 3

1. GPS sistemos segmentai 4

1.1 Signalai 4

1.2 Nelaikinis susiejimas su pseudodiapazono nuokrypiu 5

2. Diferencialinis GPS 6

3. Bendri koordinačių nustatymo principai GPS pagalba 7

3.1 Paieškos ir sekimo sistemų įranga 9

3.2 Transporto priemonių buvimo vietos nustatymo sistemos ir kompleksai 11

3.3 Automobilių paieškos sistema Rockwell/ADT 13

3.4 Sistema Skit – Orion 13

3.5“Mobisafe” palydovinė apsaugos sistema 14

4. Kontroleriai 16

5. “Juodoji dėžė” – GPS Logger 17

Išvados 18

Literatūra 19

ĮVADAS

GPS – tai globali pozicijos nustatymo sistema (Global Positioning System). Tai yra didelio tikslumo palydovinė radionavigacinė sistema, suteikianti informaciją apie objektų padėtį erdvėje (3D), jų judėjimo greitį, kryptį ir įveiktą atstumą, atstumus iki pasirinktų taškų, apie tikslų vietos laiką duotu momentu, geografinius duotos vietovės saulėtekio/saulėlydžio laikus, mėnulio fazes. GPS veikia nepriklausomai nuo oro sąlygų, paros ar metų laiko, vienodai bet kokioje pasaulio vietoje. Tai yra globalinė navigacinė sistema, kurią sukūrė, įdiegė ir eksploatuoja JAV Gynybos Departamentas. Sistema susideda iš 24 dirbtinių žemės palydovų ir eilės antžeminių kontrolės bei valdymo stočių. Paprastai yra naudojami tik 21 palydovas, o likę 3 yra kaip rezerviniai. Kiekvienas iš šių palydovų griežtai nustatytais dažniais nuolatos siunčia tam tikrus signalus apie savo buvimo vietą erdvėje, tikslų pasaulinį laiką ir savo identifikacinius kodus.

1. GPS sistemos segmentai

Kosminis segmentas. Jį sudaro 24 palydovai (21 pagrindinis ir 3 papildomi), beskriejantys aplink planetą šešiomis orbitomis. Orbitų plokštumos pasvirusios 55° kampu nuo ekvatoriaus plokštumos ir perstumtos viena kitos atžvilgiu 60° pagal ilgumą. Orbitų spindulys apie 26 tūkst. km., o apsisukimo periodas – pusė paros, jei kalbant tiksliau tai apytiksliai 11 val. 58 min. Palydove yra sumontuoti keturi atominiai laikrodžiai, arba kitaip sakant, keturi dažnių standartai, taip pat saulės baterija, orbitų koregavimo varikliai, priėmimo perdavimo aparatūra ir kompiuteriai. Palydovo siųstuvai skleidžia dviejų nešančiųjų dažniu signalus: L1ir L2.

Antroji šios sistemos dalis yra Valdymo segmentas. Jis susideda iš pagrindinės valdymo stoties (Falcon aviacijos bazės, Kolorado valstijoje JAV), penkių sekimo stočių, išsidėsčiusių taip pat amerikiečių karinėse bazėse įvairiose salose po visą pasaulį ir dar trijų siuntimo stočių. Be to, yra visas tinklas valstybinių ir privačių palydovų sekimo stočių, kurios stebi ir tikslina atmosferos ir palydovų judėjimo trajektorijų parametrus. Surenkama informacija apdorojama galingais kompiuteriais ir periodiškai perduodama į palydovus navigacinių pranešimų atnaujinimui ir orbitų koregavimui.

Paskutinioji dalis yra Vartotojų segmentas. GPS imtuve priimamas signalas dekoduojamas, t.y. iš jo išskiriamos C/A ir P kodų sekos ir tarnybinė informacija. Gautas kodas lyginamas su analogišku kodu, kurį generuoja pats GPS imtuvas. Tai leidžia nustatyti signalo sklidimo iš palydovo trukmę ir taip apskaičiuoti pseudoatstumą.

1.1 Signalai

Kiekvienas GPS palydovas perduoda duomenis dvejais dažniais, L1 (1575.42 MHz) ir L2 (1227.60 MHz). Atominis laikrodis palydovo viduje sukuria fundamentinį dažnį L-juostos, 10.23 MHz. L1 ir L2 kurjerio (transporto) dažniai kuriami, dauginant fundamentinius dažnius 154 ir 120. Du pseudoatsitiktinio triukšmo kodai (PRN), kartu su palydovu efemerides (radijo pagalba perduoda efemerides), jonosferinius modeliavimo koeficientus, stovio informaciją, sisteminį laiką, ir palydovinį laikrodžio pataisymą, pridėtas prie kurjerio (transporto) dažnio, L1 ir L2. Išmatuotas signalų kelio laikas nuo palydovo iki vartotojo naudojamas, kad atsekti pseudodiapazonus.

Kurso gavimas (C/A) kodu, kartais vadinamas Pozicionavimo Standarto Aptarnavimu (SPS), yra pseudoatsitiktinis garsinis kodas, kuris moduliuojasi į L1 kurjerį. Kadangi pradinis taškas, nustatantis bandymus, naudojančius C/A kodą baigėsi geriau negu laukiamos pozicijos, nukreiptasis DoD “ atrinktas pasiekiamumas” (SA), kad neigti pilną sisteminį tikslumą neteisėtiems vartotojams. SA – iš anksčiau paruoštas iškraipymas GPS palydovinio laikrodžio ir efemerides radijo perdavimo. Klaidos pridėtos prie GPS laikrodžio fundamentinio dažnio. Šis laikrodis sužadintas paveiks palydovo laikrodžio ištaisymą, taip pat kaip ir pseudodiapazoną. Klaidos pridėtos prie efemeridės radijo perdavimo, surasdamas orbitalinę informaciją navigaciniame pranešime.

Kodo (P) tikslumas, kartais dar vadinamas Tiksliu Pozicionavimo Aptarnavimu (PPS), moduliuojasi ant L1 ir L2 kurjerių, įskaitančių pirmus jonosferos efektų pašalinimą. P kodas minimas kaip Y kodas, jeigu užkoduota. Y kodas – faktiškai P kodo kombinacija, ir W kodavimas užkoduoja, ir reikalauja DoD atsakingo gavėjo, kad galėtų
jį panaudoti. Iš pradžių kodavimas buvo skirtas kaip priemonė, kad apsaugoti signalą nuo sunaikinimo trukdymu, užduotimi, arba falsifikuotais signalais su GPS struktūra. Dėl ketinimo ginti nuo “spoofing”, kodavimas paminėtas kaip “anti-spoofing” (A-S). A-S neturi jokio efekto kaip turi SA.

1.2 Nelaikinis susiejimas su pseudodiapazono nuokrypiu

Yra ir daugiau taisymo būdų, neskaitant laikrodžių sukeitimo ir atmosferinių efektų, kurie atsirastų kaip pseudodiapazono nuokrypiai. Gavėjas nustatytus nuokrypius dėl antenos stadijos centro sumaišymo turi taip pat peržiūrėti. Antenos centro stadija – ta vieta kur signalas iš esmės gautas ir kur įvykdytas išmatavimas. Todėl, atstumas tarp antenos stadijos centro ir interesuojančio taško turi būti žinomas, kad ištaisyti rezultatus interesuojančiojo esmei. Kada palydoviniai signalai atsispindi nuo kitokio paviršiaus ir paskui pasiekia gavėją vienu metu su neatsispindėjusiais signalais, tai reiškinys vadinamas multikelias. Multikelio efektas didesnis pagrindiniame pseudodiapazono kode negu pagrindinių pseudodiapazonų stadijoje. Matematiniai modeliai, kad sudaryti multikelio efektą yra nepraktiški, nes multikelio efektas labai priklauso nuo atitinkamos situacijos geometrijos. Rekomenduojama išvengti multikelių, antenas statant kiek galima toliau nuo reflektuojančių objektų. Tais atvejais kai multikelių išvengti neįmanoma, nuokrypis gali būti įvertintas iš laisvų jonosferinių pseudodiapazonų kombinacijų; arba efektai gali būti pašalinti naudojant skaitmeninį filtravimą, plačiajuostes antenas, arba radijo absorbento vietovės planus.

Kadangi persiuntimo struktūros, nustatomos su GPS palydovu ir gavėju pagreitintos sulyginimais su struktūra persiuntimais, įrengtais Žemėje, specialūs ir bendri reliatyvistiniai efektai turi būti peržiūrėti. Žemės gravitacinis laukas palydovų orbitose kelia neramumus ir palydovinio signalo iškraipymus. Persiuntimo pagreitinimas sukuria neramumų priežastis fundamentiniame gavėjo ir palydovo laikrodžių dažniuose.

2. Diferencialinis GPS

Diferencialinis GPS (“DGPS” trumpiau) – priemonė GPS daryti žymiai tikslesniu. Tai daroma lyginant GPS dydžius judančiuose moduliuose su GPS dydžiais, priimtais persiuntimų stotyje. Kadangi persiuntimo stotis – nustatytoje vietoje, tai galima rasti skirtumą tarp jo žinomos pozicijos ir informacijos, gautos iš palydovų. Tada naudojamas šis skirtumas (diferencialinis GPS), kad nustatyti klaidas kiekvieno palydovo signaluose – pagrindiniu klaidos būdu, uždengimas Atmesto Priėjimo (SA). Ši informacija gali būti naudojama tada, kai norima ištaisyti palydovų signalus, gautus iš judančių modulių ir gauti žymiai tikslesnes pozicijas. Tikslumas gali būt pagerintas nuo 58 metrų iki 2 metrų, priklausomai nuo to kaip dažnai naudojami pataisymai.

Diferencialinis GPS naudojamas, kada jūs turite labai tiksliai žinoti transporto priemonių vietą. Jeigu jūs norite susiaurinti nustatymą iki gatvės adreso nustatymo, arba žinoti kurioje gatvės pusėje pastatyta jūsų transporto priemonė, tada diferencialinis GPS – jūsų teisingas pasirinkimas. Diferencialinis GPS dažniausiai naudojamas kritiniuose atvejuose, kaip neįprastoms paslaugoms ir šarvuotiems automobiliams.

Nuo diferencialinio GPS darbo pradžios, klaidų taisymo, nustatytų kiekvienam palydovui, judantysis modulis turi būti toje pačioje bendroje vietovėje kaip ir persiuntimo stotis taip, kad jie būtų tų pačių palydovų matymo zonoje. Šią sritį galima platinti iki šimtų mylių palyginti plokščiose srityse, arba galima apriboti mažiau negu šimtu mylių gremėzdiškame landšafte.

GPS klaidos gali keistis labai nedaug minutės ribose, taip, kad aptarnauti GPS tikslumo ištaisymą turi būti gautas ir gaunamas kas 1 iki 20 sekundžių, priklausomai nuo to, kokio tikslumo jums reikia. Kuo didesni duomenų ištaisymai, tuo mažesnį pasitikėjimą jūs galite turėti jų tikslume.

2 pav. Diferencialinio GPS veikimo principas

3. Bendri koordinačių nustatymo principai GPS pagalba

GPS imtuvo koordinačių nustatymo principine idėja, yra atstumo skaičiavimas nuo jo iki keleto palydovų, kurių išsidėstymas yra žinomas (šie duomenys įeina į priimtą iš palydovo almanachą). Geodezijoje objekto buvimo vietos išskaičiavimo metodas. Pagal jo nuotolį iki taškų su užduotomis koordinatėmis vadinamas tripateracija. Jei žinomas atstumas iki A palydovo, tai imtuvo koordinačių nustatyti negalima (jis gali būti bet kuriame sferos taške radiusu A, aprašytoje aplink palydovą. Jei žinoma B imtuvo padėtis atžvilgiu antro palydovo. Tuo atveju koordinačių nustatymas taipogi neįmanomas – objektas yra kažkur tai apskrityje, kuri yra dviejų sferų persidengime. C atstumas iki 3 palydovo įgauna koordinačių neapibrėžtumą tarp dviejų taškų. To pakanka dėl vienareikšmio koordinačių nustatymo. Reikalas tas, kad vienas iš galimų imtuvo buvimo vietos taškų yra ant žemės paviršiaus, o kitas taškas melagingas, arba yra giliai žemės viduje arba labai aukštai nuo jos paviršiaus. Tokiu būdu, teoriškai dėl trimatės navigacijos būtina žinoti atstumus nuo imtuvo iki 3 palydovų.

Šiuo metu Jūs matote 32% šio straipsnio.
Matomi 1452 žodžiai iš 4588 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.