Introduksjon til globale posisjoneringssystemer

Har du noen gang mistet lommeboken og ikke funnet den eller noen av dine eiendeler du har savnet og ikke var i stand til å spore? Det er her en global posisjoneringssystem kan komme deg ut og få deg til å muntre. I dag er GPS et begrep som ikke trenger mye introduksjon. GPS har vært en stor del av hverdagen vår, fra søk til reiser, lokalisering til rekkevidde og fra funn til sporing og tilkobling. Siden oppstarten i USA i USA av det amerikanske forsvarsdepartementet, har GPS allerede gitt sin betydningsfulle plass i menneskeheten og har utvilsomt bevist sin betydning for hver enkelt av oss.

GPS, som navnet antyder, Global Positioning System, forteller posisjonen til ethvert objekt globalt, dvs. relativt til hele denne planeten, planeten Jorden ved hjelp av satellittnavigasjonssystem der en mengde satellitter som roterer rundt jorden er vant til Finn et objekt. Den lar deg vite hvor et spesifikt objekt er nøyaktig plassert for øyeblikket eller befant seg i fortiden, hastigheten om gangen, hele dagen, uavhengig av værforholdene, hvor som helst i verden.

Opprinnelig utviklet for bruk av militærtjenestene i USA, ble det gjort offentlig tilgjengelig til en veldig lav pris. I dag er GPS-mottakere festet til alle typer kommersielle produkter som mobiltelefoner, smarttelefoner, klokker, biler, sykler osv. Faktisk er GPS blitt gjort så billig at du bare kan bruke den til en hvilken som helst liten gjenstand for å spore den.

Arbeid med globale posisjoneringssystemer (GPS)

GPS bruker matematikkprinsippet "trilateration" for å bestemme posisjonen til et objekt, og det er et system med mer enn 30 satellitter som går i bane rundt jorden.

Enhetene som er involvert i arbeidet med GPS er:

  1. Satellitter (romsegmentet)
  2. Kontrollsystem (operert av det amerikanske militæret)
  3. signaler
  4. Signalmottakere (brukersegment - sivile og militære brukere med sine GPS-enheter med antenne)
  • Plasseringen av satellitter er kjent fra signalene som de sendte til mottakeren.
  • Disse signalene blir mottatt av mottakerne koblet til gjenstandene som skal lokaliseres.
  • Det viktige poenget her er at det kreves minimum 4 satellitter for å få den nøyaktige plasseringen til mottakeren på jorden.
  • 3 satellitter brukes til å spore stedet.
  • Den fjerde satellitten brukes til å bekrefte satellittenes målplassering.
  • GPS-mottakeren tar informasjonen fra satellitten og bruker metoden for triangulering for å bestemme en brukers nøyaktige posisjon.

Fordeler og ulemper med GPS

Nedenfor er fordeler og ulemper ved Global Positioning Systems:

Fordeler

  • Et flott verktøy for militære, sivile og kommersielle brukere
  • Driverløse biler, kjøretøysporingssystemer, GPS-baserte navigasjonssystemer gir oss sving for sving og peker til punkt-retninger
  • GPS har en veldig rask hastighet for å spore et objekt

ulemper

  • Nøyaktighetsproblemer i urbane områder
  • Svake signaler (så ikke til mye bruk i vann, innendørs eller tette områder)

Feil ved globale posisjoneringssystemer

GPS involverer satellitter, mottakere, signaloverføring mellom satellitter og mottakere. Så det kan oppstå feil i noen av de ovennevnte tre enhetene.

  • Feil i signalutbredelse

Som vi vet signalene fra GPS-satellittene som går i bane rundt jorden, må nå mottakeren, og for det må signalene reise gjennom jordas atmosfære. For det første går signalene via Ionosfæren (den øverste delen av atmosfæren), deretter gjennom Troposfæren (den laveste delen av atmosfæren). Dermed påvirkes et GPS-signal to ganger av atmosfæren som det er et feilområde fra null til 30 meter i signalene.

  • Satellittfeil

Den første feilen er satellittposisjonsfeilen. Siden plasseringen av satellitter er en prediksjon beregnet fra de tidligere observasjonene av satellittene av GPS-kontrollstasjonene, kan ikke prediksjonene gjøres med absolutt nøyaktighet, er spådommene unøyaktige.

Plasseringen av satellitter som er inkludert i "satellittmeldingen", er således ikke nøyaktig på grunn av hvilken objektberegningen som er beregnet noen ganger er feil.

For det andre er det satellittklokkefeil. Siden atomklokkene som brukes i satellittene ikke er perfekte, er målingen av reisetiden tatt av signalene for å nå mottakerne, og området mellom satellitt og mottaker er ødelagt.

  • Feil som oppstår hos mottakeren

Fire hovedfeil oppstår ved mottakerenden eller antennen:

1. Feil på mottakerklokke : En mottaker har også en klokke for å sammenligne med klokken inne i satellitten for måling av signalets reisetid. Denne klokken har feil som blir betegnet som "mottakerklokkefeil".

2. Målestøy : Dette avhenger av typen “linjal” som brukes til avstandsmålinger. GPS-signaler har 3 linjaler

  • Grovkjøpskode (C / A) -kode
  • P-koden
  • Bærerfase

Disse linjaler tillater presisjon på noen få meter, noen få desimeter og noen få millimeter.

3. Flerveisfeil: Disse oppstår på grunn av refleksjon av signaler fra bygninger eller andre objekter som forstyrrer de direkte signalene som sendes av satellitter.

4. Feil i antennebevegelse : Disse oppstår på grunn av bevegelse av antennens elektriske referansepunkt eller fasesenter mens signalene mottas fra forskjellige retninger.

Begrensninger av globale posisjoneringssystemer

Nedenfor er noen begrensninger av GPS:

1. Mottak av signaler

Siden GPS-mottaker krever kontinuerlig signalmottak fra minst 4 GPS-satellitter, hvis det er vann, vegger, jord eller andre hindringer i signalveien, kan signalene ikke trenge gjennom disse hindringene. I slike tilfeller er GPS-synligheten til GPS-satellitter veldig begrenset. Som i urbane områder med enorme skyskrapere, mangler signalene i lang tid.

2. Nøyaktighet

Ethvert system som involverer måling har muligheten for feil. GPS er ikke annerledes enn det. Siden mye måling er involvert i GPS, er det mange muligheter for unøyaktighet i å gi den nøyaktige plasseringen av et objekt.

3. Integritet

En mottaker ber om informasjon fra satellitter, de sender signaler kjent som "satellittmeldinger" til mottakeren som inneholder kodet informasjon om avstanden til satellitten fra mottakeren, satellittposisjoner osv. Når en mottaker får en kombinert måling fra 4 satellitter er den i stand for å vise sin beliggenhet. Men hvis satellittposisjonen er beregnet feil eller rekkevidden er feil, resulterer dette i en feil mottakerposisjon. Signalene som er involvert i slike problemer blir referert til som “defekte signaler”. Disse signalene påvirker integriteten til stedet som blir gitt til brukeren. En bruker er ikke klar over om posisjonen er riktig eller ikke. Dermed er det sterkt anbefalt for overvåking av integriteten til GPS-data.

Konklusjon

Det kan konkluderes at avhengig av GPS er bra, men man bør alltid sjekke nøyaktigheten av resultatene av GPS. Det kan også observeres at nøyaktigheten kan økes, men til en pris. Til tross for alle begrensninger og feil, er GPS fremdeles det beste posisjoneringssystemet i dag.

Anbefalte artikler

Dette har vært en guide til Global Positioning Systems. Her diskuterer vi introduksjon, arbeid, begrensningsfordeler og ulemper ved GPS. Du kan også se på følgende artikler for å lære mer–

  1. Hva er innebygde systemer?
  2. Hva er systemdesign?
  3. Applikasjoner for kunstig intelligens
  4. Hva er Spring Cloud?