GPS peyk naviqasiyası nədir. Xəbərlər və analitik portal "electronics time". Naviqasiya məlumatı göstərilir
Bu gün biz GPS nədir və bu sistemin necə işlədiyi barədə danışacağıq. Bu texnologiyanın inkişafına və onun funksional xüsusiyyətlərinə diqqət yetirək. Sistemin işində interaktiv xəritələrin hansı rol oynadığını da müzakirə edəcəyik.
GPS-in tarixi
Qlobal yerləşdirmə sisteminin və ya koordinatların müəyyən edilməsinin yaranma tarixi ABŞ-da hələ 50-ci illərdə ilk sovet peykinin kosmosa buraxılması ilə başlamışdır. Buraxılışı izləyən amerikalı alimlər qrupu peyk uzaqlaşdıqca onun siqnal tezliyini tədricən dəyişdiyini müşahidə edib. Məlumatları dərindən təhlil etdikdən sonra onlar belə qənaətə gəliblər ki, peykin köməyi ilə daha ətraflı şəkildə onun yeri və buraxılan siqnalı ilə insanın yer üzündə yerini və hərəkət sürətini dəqiq müəyyən etmək mümkündür. eləcə də əksinə, insan koordinatlarını dəqiq müəyyənləşdirərkən peykin orbitdəki sürəti və yeri. Yetmişinci illərin sonunda ABŞ Müdafiə Nazirliyi GPS sistemini öz məqsədləri üçün istifadəyə verdi və bir neçə ildən sonra o, mülki istifadə üçün əlçatan oldu. GPS sistemi hazırda necə işləyir? Məhz o vaxt necə işləyirdisə, eyni prinsiplər və əsaslarla.
Peyk şəbəkəsi
Yer orbitindəki iyirmi dörddən çox peyk radio bağlama siqnallarını ötürür. Peyklərin sayı dəyişir, lakin fasiləsiz işləməyi təmin etmək üçün orbitdə həmişə lazımi sayda var, üstəlik onlardan bəziləri ehtiyatdadır ki, birincilər sıradan çıxsa, öz funksiyalarını götürəcəklər. Onların hər birinin istismar müddəti təqribən 10 il olduğu üçün yeni, modernləşdirilmiş versiyalar istifadəyə verilir. Peyklər Yer ətrafında altı orbitdə 20 min km-dən az yüksəklikdə fırlanır, GPS stansiyaları tərəfindən idarə olunan bir-birinə bağlı şəbəkə təşkil edir. Sonuncular tropik adalarda yerləşir və ABŞ-dakı əsas koordinasiya mərkəzinə bağlıdır.
GPS naviqatoru necə işləyir?
Bu şəbəkə sayəsində siz peyklərdən gələn siqnalın gecikməsini hesablayaraq yerinizi öyrənə və bu məlumatlardan istifadə edərək koordinatları təyin edə bilərsiniz. GPS sistemi hazırda necə işləyir? Hər hansı bir məkan naviqasiya şəbəkəsi kimi, o, tamamilə pulsuzdur. İstənilən hava şəraitində və günün istənilən vaxtında yüksək məhsuldarlıqla işləyir. Sizə lazım olan yeganə alış GPS-in özü və ya GPS funksiyasını dəstəkləyən cihazdır. Əslində, naviqatorun işləmə prinsipi uzun müddətdir istifadə olunan sadə naviqasiya sxeminə əsaslanır: bir işarə rolu üçün ən uyğun olan marker obyektinin yerləşdiyi yeri və ondan sizə olan məsafəni dəqiq bilirsinizsə. , nöqtə ilə yerinizi göstərdiyiniz dairə çəkin. Dairənin radiusu böyükdürsə, onu düz bir xətt ilə əvəz edin. Mümkün yerinizdən markerlərə doğru bir neçə belə zolaq çəkin; Bu vəziyyətdə yuxarıda qeyd olunan peyklər yerləşdiyiniz yerdən təxminən 18 min km məsafədə olan bu işarə obyektlərinin rolunu oynayır. Orbitdə nəhəng sürətlə fırlansalar da, onların yeri daima izlənilir. Hər bir naviqatorda GPS qəbuledicisi var, o, istənilən tezlikdə proqramlaşdırılıb və peyklə birbaşa qarşılıqlı əlaqədədir. Hər bir radiosiqnalda peykin texniki vəziyyəti, onun Yerin orbitində və saat qurşağında yerləşməsi (dəqiq vaxt) haqqında məlumatlar daxil olan müəyyən miqdarda kodlaşdırılmış məlumat var. Yeri gəlmişkən, dəqiq vaxt haqqında məlumat koordinatlarınız haqqında məlumat əldə etmək üçün ən zəruridir: radio siqnalının buraxılması və qəbulu arasındakı müddətin davam edən hesablanması radio dalğasının sürətinə vurulur və qısamüddətli hesablamalar naviqasiya cihazınızla orbitdəki peyk arasındakı məsafə hesablanır.
Sinxronizasiya çətinlikləri
Bu naviqasiya prinsipinə əsaslanaraq, güman etmək olar ki, koordinatlarınızı dəqiq müəyyən etmək üçün sizə yalnız iki peyk lazım ola bilər, onların siqnallarına əsasən kəsişmə nöqtəsini və nəhayət, olduğunuz yeri tapmaq asan olacaq. . Amma təəssüf ki, texniki səbəblər marker kimi başqa peykdən istifadəni tələb edir. Əsas problem, peyklərlə kifayət qədər sinxronizasiya etməyə imkan verməyən GPS qəbuledicisinin saatıdır. Bunun səbəbi vaxt göstəricisindəki fərqdir (navigatorunuzda və məkanda). Peyklərdə bahalı, yüksək keyfiyyətli atom əsaslı saatlar var ki, bu da onlara vaxtı həddindən artıq dəqiqliklə hesablamağa imkan verir, halbuki belə xronometrləri adi qəbuledicilərdə istifadə etmək sadəcə olaraq mümkün deyil, çünki onların ölçüləri, dəyəri və işinin mürəkkəbliyi onlara imkan vermirdi. hər yerdə istifadə etmək. 0,001 saniyəlik kiçik bir səhv belə koordinatları 200 km-dən çox kənara keçirə bilər!
Üçüncü marker
Beləliklə, tərtibatçılar GPS naviqatorlarında kvars saatlarının adi texnologiyasını tərk etmək və fərqli bir yol tutmaq qərarına gəldilər, daha dəqiq desək, iki peyk nişanı yerinə - sonrakı kəsişmə üçün müvafiq olaraq üç eyni sayda xəttdən istifadə etmək. Problemin həlli dahiyanə sadə bir həllə əsaslanır: üç təyin edilmiş markerdən bütün xətlər kəsişdikdə, hətta mümkün qeyri-dəqiqliklər olsa belə, mərkəzi onun ortası kimi qəbul edilən üçbucaq şəklində bir zona yaradılır - yeriniz. Bu, həm də qəbuledici və hər üç peyk arasında vaxt fərqini müəyyən etməyə imkan verir (bunun üçün fərq eyni olacaq), bu da xətlərin kəsişməsini tam olaraq mərkəzdə düzəltməyə imkan verir, bu sizin GPS koordinatları.
Bir tezlik
Onu da qeyd etmək lazımdır ki, bütün peyklər cihazınıza eyni tezlikdə məlumat göndərir, bu olduqca qeyri-adidir. GPS naviqatoru necə işləyir və bütün peyklər davamlı və eyni vaxtda ona məlumat göndərirsə, bütün məlumatları necə düzgün qəbul edir? Hər şey olduqca sadədir. Özlərini tanımaq üçün peykdəki ötürücülər şifrələnmiş kodu ehtiva edən radio siqnalında standart məlumat da göndərirlər. O, peykin maksimum xüsusiyyətləri haqqında məlumat verir və cihazınızın məlumat bazasına daxil edilir, bu da peykdən alınan məlumatları naviqator verilənlər bazası ilə müqayisə etməyə imkan verir. Çox sayda peyk diapazonunda olsa belə, onları çox tez və asanlıqla müəyyən etmək olar. Bütün bunlar bütün sxemi sadələşdirir və GPS naviqatorlarında daha kiçik və zəif qəbuledici antenaların istifadəsinə imkan verir ki, bu da xərcləri azaldır və cihazların dizaynını və ölçülərini azaldır.
GPS xəritələri
GPS xəritələri cihazınıza ayrıca endirilir, beləliklə siz naviqasiya etmək istədiyiniz əraziyə nəzarət edirsiniz. Sistem sadəcə planetdəki koordinatlarınızı təyin edir və xəritələrin funksiyası koordinatların tərtib olunduğu ekranda ərazini gəzməyə imkan verən qrafik versiyanı yenidən yaratmaqdır. Bu halda GPS necə işləyir? Pulsuz, bəzi onlayn mağazalarda kartlar hələ də ödənilir. Çox vaxt GPS naviqatoru olan bir cihaz üçün xəritələrlə işləmək üçün ayrıca proqramlar yaradılır: həm pullu, həm də pulsuz. Xəritələrin müxtəlifliyi xoş təəccüb doğurur və A nöqtəsindən B nöqtəsinə qədər yolu mümkün qədər informativ və bütün rahatlıqla qurmağa imkan verir: hansı görməli yerlərdən keçəcəksiniz, təyinat yerinə ən qısa yol, istiqaməti göstərən səsli köməkçi. , və qeyriləri.
Əlavə GPS avadanlığı
GPS sistemi təkcə sizə doğru yolu göstərmək üçün istifadə edilmir. O, üzərində qondarma mayak və ya GPS izləyicisi ola biləcək obyekti izləməyə imkan verir. O, siqnal qəbuledicisinin özündən və nəzarəti həyata keçirən xidmət mərkəzlərinə obyektin yeri haqqında məlumatın ötürülməsi üçün gsm, 3gp və ya digər rabitə protokollarına əsaslanan ötürücüdən ibarətdir. Onlar bir çox sənaye sahələrində istifadə olunur: təhlükəsizlik, tibbi, sığorta, nəqliyyat və bir çox başqaları. Yalnız avtomobilə qoşulan avtomobil izləyiciləri də var.
Problemsiz səyahət edin
Hər gün xəritənin və daimi kompasın mənası keçmişə doğru gedir. Müasir texnologiyalar insana minimum vaxt, səy və pul itkisi ilə öz səyahətinə yol açmağa, eyni zamanda ən maraqlı və maraqlı yerləri görməyə imkan verir. Təxminən bir əsr əvvəl elmi fantastika olan şey bu gün reallığa çevrilib və demək olar ki, hər kəs bundan yararlana bilər: hərbi qulluqçulardan, dənizçilərdən və təyyarə pilotlarından tutmuş turistlərə və kuryerlərə qədər. İndi bu sistemlərin kommersiya, əyləncə və reklam sənayesi üçün istifadəsi böyük populyarlıq qazanır, burada hər bir sahibkar özünü dünyanın qlobal xəritəsində göstərə bilər və onu tapmaq çətin olmayacaq. Ümid edirik ki, bu məqalə GPS ilə maraqlanan hər kəsə kömək etdi - onun necə işlədiyi, koordinatların hansı prinsip əsasında müəyyən edildiyi və onun güclü və zəif tərəflərinin nə olduğu.
Peyk naviqasiya sistemləri yerüstü (qəbuledicilər) və kosmik avadanlıqların (peyklərin) birləşməsindən ibarət mürəkkəb elektron texniki sistemlərdir. Onlar yer, su və hava obyektləri üçün yeri (coğrafi koordinatlar və hündürlük), habelə hərəkət parametrlərini (sürət, hərəkət istiqaməti və s.) müəyyən etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu sistemləri qısaca təyin etmək üçün onlar ya GNSS (ingilis dilindən. Global Navigation Satellites System - qlobal naviqasiya peyk sistemi) abbreviaturasından, ya da NAVSTAR (ingilis dilindən. NAVigation Satellites provide Time And Range - naviqasiya peyklərindən vaxt və məsafənin ölçülməsi) istifadə edirlər.
Peyk naviqasiya sistemlərinin iş prinsipləri, onların texniki həyata keçirilməsinə diqqət yetirməsəniz, olduqca sadədir. Yerin aşağı orbitinə xüsusi naviqasiya peykləri çıxarılıb. GNSS qəbuledicisinin işi bu peyklərdən dörd və ya daha çoxunu tapmaq, onların hər birinə olan məsafəni müəyyən etmək və bu məlumatdan öz mövqeyini hesablamaq üçün istifadə etməkdir.
Radio siqnallarının yayılma sürəti sabit və işıq sürətinə bərabər olduğundan, peyklərə olan məsafə GNSS qəbuledicisi tərəfindən mesajın peykdən göndərildiyi vaxta nisbətən gecikmə ilə müəyyən edilir. . GNSS qəbuledicisi, peyklərin nisbi mövqelərini bilərək, koordinatlarını həndəsə qanunlarına uyğun olaraq hesablayır, yəni. üç nöqtənin nisbi mövqelərini biləndə hər şey sadə məktəb tənliyi prinsipinə uyğun işləyir. dördüncü, dördüncü nöqtədən üçünün hər birinə qədər olan məsafəni təmin etmək şərti ilə.
Beləliklə, iki koordinatı (enlem və uzunluq) müəyyən etmək üçün GNSS qəbuledicisi üç peykə qədər olan məsafəni və GNSS sisteminin vaxtını bilməlidir. Qəbuledicinin koordinatlarını və hündürlüyünü müəyyən etmək üçün ən azı dörd peykdən gələn siqnallardan istifadə olunur ki, bu ölçmələri həyata keçirmək üçün qəbuledici və peyk nanosaniyə ilə sinxronlaşdırılmalı olan bir saata ehtiyac duyur. GNSS tərtibatçıları bu problemin ağıllı və effektiv həllini tapdılar. Hər bir peykdə bahalı atom saatları var, lakin qəbuledicinin özü adi kvars saatlarından istifadə edir və peyklərdən gələn siqnallar əsasında onları daim sıfırlayır.
Qəbuledici hesablamaları etdikdən sonra o, yerləşdiyi yerin enini, uzunluğunu və hündürlüyünü sizə xəbər verəcəkdir. İstifadəçilər üçün naviqasiyanı daha rahat etmək üçün əksər qəbuledicilər bu məlumatları yaddaşlarında saxlanılan xəritələrlə əlaqələndirirlər.
Hal-hazırda dünyada bir neçə peyk naviqasiya sistemi tətbiq edilmişdir ki, onlar yuxarıda qeyd olunan eyni prinsiplər əsasında fəaliyyət göstərirlər.
GPS(İngilis dilindən Qlobal Positioning System - qlobal mövqeləşdirmə sistemi) ABŞ Müdafiə Nazirliyi tərəfindən hazırlanmış, həyata keçirilmiş və idarə edilmişdir. İlk sınaq peyki 1974-cü il iyulun 14-də orbitə buraxılmışdır.1991-ci ildə 24 peyk orbitə buraxılmışdır ki, bu da Yer kürəsini tam əhatə etmişdir. Hazırda orbitdə 30 peyk var. Onların hər biri planetin ətrafında təxminən 20.000 km yüksəklikdə fırlanır və hər gün iki tam fırlanma edir. Orbitlər elə qurulub ki, Yer kürəsində istənilən vaxt və yerdə səmada ən azı dörd “görünən” peyk olsun.
GPS ABŞ Müdafiə Nazirliyi tərəfindən ordunun ehtiyacları üçün hazırlanmışdır. O, raketləri havada və yerdəki stasionar və hərəkət edən obyektləri dəqiq nişan almaq üçün istifadə edilə bilər.
Sistem eyni vaxtda iki rejimdə işləyir - hərbi və mülki. ABŞ ordusu və müttəfiqləri üçün GNSS-dən istifadə edərək koordinatların müəyyən edilməsində səhv bir neçə santimetrdir. Bütün digərləri üçün, qəbul şərtlərindən asılı olaraq dəqiqlik təxminən 5 m-dir. Təəssüf ki, naviqasiyanın dəqiqliyi kosmosun açıqlığından və üfüqdən yuxarı istifadə olunan peyklərin hündürlüyündən çox asılıdır. GPS orbitlərinin aşağı meyli Yerin qütb bölgələrində dəqiqliyi ciddi şəkildə pozur, çünki GPS peykləri üfüqdən aşağı qalxır.
QLONASS(Qlobal Naviqasiya Peyk Sistemi) SSRİ Müdafiə Nazirliyinin sifarişi ilə hazırlanmış Sovet və Rusiya peyk naviqasiya sistemidir. Sistem 19100 km hündürlükdə 64,8° mailliklə üç orbital müstəvidə Yer səthindən yuxarı hərəkət edən 24 peyk üzərində qurulub. Hazırda QLONASS layihəsinin inkişafı Federal Kosmik Agentliyi (Roskosmos) və Rusiya Kosmik Sistemləri ASC tərəfindən həyata keçirilir.
İlk QLONASS peyki Sovet İttifaqı tərəfindən 12 oktyabr 1982-ci ildə orbitə buraxılmışdır. 24 sentyabr 1993-cü ildə sistem 12 peykdən ibarət orbital bürclə rəsmi olaraq istifadəyə verilmişdir. 1995-ci ilin dekabrında peyk bürcü 24 peykdən ibarət tam tamamlayıcıya qədər genişləndirildi.
Qalileo (Qalileo) Avropa İttifaqı və Avropa Kosmik Agentliyinin peyk naviqasiya sisteminin birgə layihəsidir. Sistem 1 m-dən az dəqiqliklə istənilən hərəkət edən obyektlər üçün naviqasiya problemlərini həll etmək üçün nəzərdə tutulub. Galileo-nun 2014-2016-cı illərdə, planlaşdırılmış 30 peykin (27 əməliyyat və 3 ehtiyat) buraxılacağı zaman işə düşəcəyi gözlənilir. orbitə. Galileo sistemi milli hərbi idarələr tərəfindən idarə olunmur.
Beidou– hazırda Çin tərəfindən tətbiq edilən və yalnız həmin ölkədə istifadə üçün nəzərdə tutulmuş GNSS alt sistemi. Xüsusi bir xüsusiyyət, geostasionar orbitdə yerləşən az sayda peykdir.
IRNSS– Hindistan naviqasiya peyk sistemi, inkişaf mərhələsindədir. Yalnız bu ölkədə istifadə üçün nəzərdə tutulub. İlk peyk 2008-ci ildə buraxılıb.
Yaxın gələcəkdə üç qlobal naviqasiya peyk sistemi eyni vaxtda fəaliyyət göstərəcək - GPS, QLONASS və Galileo. Bu sistemlərin inkişafının əsas prinsiplərindən biri onların xidmətlərindən istifadə üçün birbaşa ödənişlərin olmamasıdır. Bundan əlavə, sistemlərin inkişafı, onların uyğunluğu və bir-birini tamamlaması sahəsində beynəlxalq əməkdaşlığa diqqət yetirilməsi və nəticədə dəqiqliyi və etibarlılığı artırmaq üçün bir sistemin digər peyk və ya yerüstü radionaviqasiya sistemləri ilə birlikdə istifadəsi ilə asanlaşdırılır. naviqasiya təyinatları.
GPS və QLONASS layihələri ilkin olaraq hərbi məqsədlər üçün nəzərdə tutulmasına baxmayaraq, bu gün daha çox mülki məqsədlər üçün istifadə olunur.
Hal-hazırda texniki vasitələrin yayılması baxımından ən çox yayılmış və inkişaf etmiş GPS sistemidir. Bu baxımdan, onun adı tez-tez peyk naviqasiya sistemləri haqqında hər hansı bir söhbətdə ümumi isim kimi istifadə olunur.
Peyk naviqasiya sistemlərinin tətbiqi. Sinifdən və həll olunan vəzifələrdən asılı olmayaraq, istənilən naviqasiya sisteminin əsasını elektron kartoqrafiya təşkil edir. Peyk naviqatorları yalnız yerləşdiyiniz yerin koordinatlarını bildirməyəcək, həm də onu elektron xəritə ilə əlaqələndirəcək. GNSS xəritəçəkmə sistemləri digər atribut məlumatları ilə dəqiq vaxt və yerləşdirmə tələb edən hər hansı bir tətbiqdə istifadə edilə bilər.
İstehlakçılara elektron xəritədə öz yerlərini görməyə imkan verən müxtəlif qurğular və proqram məhsulları təklif olunur: onlar yol nişanlarını, icazə verilən döngələri və hətta tıxacları nəzərə alaraq marşrutları tərtib etmək imkanına malikdirlər; xəritədə xüsusi evlər və küçələr, attraksionlar, kafelər, xəstəxanalar, yanacaqdoldurma məntəqələri və digər infrastrukturları axtarın. GNSS qəbulediciləri bir çox elektronika mağazalarında satılır, onlar mobil telefonlara, smartfonlara və PDA-lara quraşdırılır.
Ən çox yayılmışlar avtomobil sürücülərinin fərdi istifadəsi üçün GNSS qəbulediciləridir. Onlar klaviatura və LCD displeyli cib kalkulyatorunun ölçüsüdür. GNSS qəbuledicisi yalnız xəritədə yerinizi göstərməyəcək, həm də xəritədə hərəkətlərinizi izləyə bilər. Qəbuledicini açıq qoysanız, o, mövqedəki dəyişikliklərinizi izləmək üçün GNSS peykləri ilə daimi əlaqədə ola bilər. Bu məlumatdan və quraşdırılmış saatdan istifadə edərək qəbuledici sizə aşağıdakı məlumatları verə bilər:
· yer;
· təyinat yerinə ən qısa və ən əlverişli marşrut;
Artıq nə qədər məsafə qət etmisiniz?
· nə qədər müddətə səyahət edirsiniz;
· hərəkət sürəti (hazırda, maksimum, minimum, orta);
· səyahət vaxtı (keçdi və nə qədər vaxt aparacaq).
Avtomobil GNSS qəbulediciləri, əslində, sürücüyə sintez edilmiş səslə göstərişlər verən, verilmiş marşrutun bütün dönmələri, dayanacaqları və digər xüsusiyyətləri barədə əvvəlcədən məlumat verən elektron pilotlardır. Böyük bir şəhərdə, hətta ömrü boyu orada yaşayanlar üçün də yol tapmaq bəzən çətin olur. Ziyarətçilər haqqında nə deyə bilərik? Və şəhərdən kənarda itmək asandır. Beləliklə, GNSS naviqatoru çox faydalı və bəzən hətta zəruri bir şeydir. Xüsusilə təcrübəsiz bir sürücüdən və ya özünü tanımadığı bir şəhərdə ilk dəfə tapan bir insandan danışırıqsa.
Bu yaxınlarda GNSS, radio rabitəsi və kompüter texnologiyasının çox uğurlu inteqrasiyası geniş yayılmışdır - nəqliyyat vasitələrinin hərəkətinə mərkəzləşdirilmiş nəzarət üçün nəzərdə tutulmuş dispetçer naviqasiya sistemləri. Bu sistemlərdə hər bir avtomobil idarəetmə mərkəzi ilə əlaqə saxlamaq üçün GNSS qəbuledicisi və radio rabitə avadanlığı ilə təchiz edilmişdir. Dispetçerin monitor ekranında nəqliyyat vasitələrinin xidmət göstərdiyi ərazinin elektron rəqəmsal xəritəsi formalaşdırılır. Radiokanal vasitəsilə alınan nəqliyyat vasitələrinin koordinatları və sürəti haqqında kodlaşdırılmış məlumat onların cari vəziyyətini bu xəritədə göstərməyə imkan verir. Bu məlumatlara paralel olaraq, avtomobildə quraşdırılmış müxtəlif sensorlardan məlumat avtomatik olaraq radio əlaqəsi ilə ötürülə bilər: məsələn, konteynerlərin icazəsiz açılması, yanacağın mövcudluğu, dayanacaqlar, yol qəzaları, qəzalar və s.
Belə GNSS dispetçer sistemləri ticarət və nəqliyyat şirkətlərində, eləcə də axtarış və təcili yardım xidmətlərində, bank inkassolarında, Daxili İşlər Nazirliyində və s.-də uğurla istifadə oluna bilər. Belə sistemlərin elementləri avtomobillərdə gizli şəkildə quraşdırıla bilər. Oğurluğa cəhd zamanı cihaz avtomatik olaraq avtomobilin koordinatları barədə məlumat verəcək, ondan istifadə edərək müvafiq xidmət onu tapa bilər.
Nəqliyyat üçün peyk monitorinq sistemləri aşağıdakı problemləri həll edir.
1. Nəqliyyatın təyinatı üzrə istifadəsinə nəzarət. Nəqliyyat vasitəsinin faktiki getdiyi marşrut, dayanma məntəqələri, sürət həddi, yanacaq sərfiyyatı, mexanizmlərin işləmə müddəti yoxlanılır.
2. Yol hərəkəti qrafikinə əməl olunmasına nəzarət. Nəzarət zonaları xəritədə müəyyən edilmişdir. Zona sərhədlərinin kəsişmə vaxtı yoxlanılır.
3. Statistik məlumatların toplanması və marşrutların optimallaşdırılması. Sürət hədləri və yanacaq sərfiyyatı üçün götürülmüş marşrutları təhlil edərək dispetçer yeni, daha səmərəli marşrutlar hazırlaya bilər.
4. Təhlükəsizliyin təmin edilməsi. Yeri bilmək oğurlanmış və ya zədələnmiş avtomobili tez tapmağa imkan verir. Xüsusi təyinatlı avtomobillər və taksilər idarəetmə mərkəzinə həyəcan siqnalı göndərən gizli düymə ilə təchiz oluna bilər.
5. Yerdə marşrut seçməkdə sürücüyə köməklik etmək. Nəqliyyat vasitəsinin yerini bilən dispetçer sürücüyə tanış olmayan ərazidə marşrut üzrə məsləhət verə bilər.
Peyk nəqliyyatının monitorinqi sisteminə aşağıdakı komponentlər daxildir:
· peyklərdən məlumatları qəbul edən və onu GSM, CDMA, Wi-Fi, Bluetooth və ya daha az hallarda kosmik və VHF rabitəsi vasitəsilə monitorinq server mərkəzinə ötürən GPS və ya QLONASS nəzarətçisi və ya izləyicisi ilə təchiz edilmiş avtomobil;
· verilənlərin qəbulu, saxlanması, emalı və təhlili üçün proqram təminatı ilə server mərkəzi;
· dispetçerin kompüter monitorinqi vasitələri.
Əksər GNSS nəzarətçiləri və izləyiciləri oxşar funksiyalara malikdir:
· GPS qlobal yerləşdirmə sistemlərindən peyk siqnalları əsasında öz yerinin, sürətinin və hərəkət istiqamətinin hesablanması;
· analoq və ya rəqəmsal girişlər vasitəsilə xarici sensorların qoşulması;
· bort avadanlığından məlumatların oxunması;
· rabitəsiz dövrlər ərzində daxili yaddaşda müəyyən miqdarda məlumatların saxlanması;
· alınan məlumatların emal olunduğu server mərkəzinə ötürülməsi.
Əlavə məlumat əldə etmək üçün avtomobildə əlavə sensorlar quraşdırılır və GPS və ya QLONASS nəzarətçisinə qoşulur, məsələn:
· yanacaq sərfiyyatı sensoru;
· avtomobilin oxundakı yük sensoru;
· çəndə yanacaq səviyyəsinin sensoru;
· soyuducuda temperatur sensoru;
· xüsusi mexanizmlərin işləməsi və ya dayanma müddətini (kran bumunun fırlanması, beton qarışdırıcının işləməsi), qapının və ya kapotun açılması faktını, sərnişinin (taksi) olması faktını qeyd edən sensorlar.
Peyk monitorinq sistemlərinin istifadəsi korporativ nəqliyyatın keyfiyyətini və səmərəliliyini artırır və orta hesabla yanacaq xərclərini və donanmanın texniki xidmətini 20-25% azaldır. Rusiyanın onlarla şəhəri artıq bu cür dispetçer sistemlərindən istifadə nümunələri ilə öyünə bilər.
29 yanvar 2009-cu ildə elan edildi ki, Soçi ölkədə ictimai nəqliyyatın kütləvi şəkildə QLONASS əsasında peyk monitorinq sistemi ilə təchiz olunduğu ilk şəhər oldu. O zaman 250 Soçi avtobusunda QLONASS avadanlığı quraşdırılmışdı.
Bu yaxınlarda Blaqoveşenskdə təcili yardım maşınlarının bütün hərəkətləri xəstəyə çatma vaxtını azaltmaq üçün yaradılmış xüsusi xidmətdə dispetçerlər tərəfindən nəzarət edilir. Stansiyanın əməliyyat şöbəsində iş stansiyaları Blaqoveşensk şəhərinin elektron xəritəsi ilə təchiz olunub və hazırda təcili tibbi yardım briqadalarının yeri, onların marşrutu, sürət parametrləri və hərəkət vaxtı monitorda dispetçer tərəfindən asanlıqla izlənilə bilər.
Sverdlovsk Dəmir Yolunun Perm filialı İTARUS-ATS peyk monitorinq sisteminin tətbiqi üzrə pilot layihənin həyata keçirilməsi üçün hazırlıqlara başlayıb. Sistem qatarların sürətini və yerini operativ idarəetmə mərkəzindən idarə etmək üçün nəzərdə tutulub. Bundan əlavə, o, vaqonların davamlı diaqnostikasını aparır və zəruri hallarda avtomatik olaraq fövqəladə dayanma və ya sürətin müvəqqəti məhdudlaşdırılması üçün əmrlər verir. Sistemin tətbiqinin xəttin ötürücülüyünü artıracağı və dəmir yolu infrastrukturunun istismarı və saxlanması xərclərini azaldacağı gözlənilir. Perm vilayətində sınaq əməliyyatının nəticələrinə əsasən, bu texnologiyanın Rusiya dəmir yolu şəbəkəsinə də genişləndirilməsi planlaşdırılır.
GNSS dispetçer sistemlərinin inkişafı Rusiya Federasiyası Hökumətinin 3 avqust 1999-cu il tarixli 896 nömrəli "Rusiya Federasiyasında nəqliyyat və geodeziyada qlobal naviqasiya peyk sistemlərinin istifadəsi haqqında" Fərmanı çərçivəsində həyata keçirilir.
Peyk naviqasiya sistemlərinin tətbiqinin digər sahələrini nəzərdən keçirək.
Geoloqlar, coğrafiyaçılar, meşəçilər və bioloqlar kimi təbii ehtiyat mütəxəssisləri obyektlər haqqında yerləri və əlavə məlumatları qeyd etmək üçün GNSS xəritəçəkmə sistemlərindən istifadə edirlər. Məsələn, meşəçilər əlavə məlumat kimi meşənin yaşını, vəziyyətini, miqdarını və növünü qeyd edə bilərlər. Onlar həmçinin təmizlənəcək və ya əkiləcək sahələri araşdıra bilərlər. Bioloqlar vəhşi heyvanların yayılma ərazilərini, onların miqrasiya yollarını, populyasiyalarının sayını və digər məlumatları qeyd etmək imkanına malikdirlər.
GNSS kanalizasiya, qaz və su kəmərlərinin, eləcə də elektrik və telefon xətlərinin tədqiqi üçün şəhər yerlərində olduqca effektiv olduğunu sübut etdi. Quyu qapaqları və yanğın hidrantları kimi xüsusiyyətlər əlaqəli atribut məlumatı ilə nöqtələr kimi təsvir edilmişdir. Bundan əlavə, GNSS torpaq sahələrini, tikinti sahələrini, küçələri və fabrikləri araşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.
GNSS xəritəçəkmə sistemləri intensiv kənd təsərrüfatında istifadə olunan sahələrin xüsusiyyətlərini təsvir etməyə kömək edir. Siz mikroiqlim, torpaq növü, həşərat və ya xəstəliklə zədələnmiş ərazilər, məhsulun həcmi və s. kimi xüsusiyyətləri onların yerləşdiyi yerlə dəqiq əlaqələndirə bilərsiniz. Gübrə və ya kimyəvi spreylərdən daha qənaətlə istifadə etmək üçün traktorun mövqeyi torpaq növü məlumatları ilə birlikdə istifadə edilə bilər. Bu, birbaşa gübrələrin maya dəyərini aşağı salır və təbii su mənbələrinin bu maddələrlə çirklənməsini azaldır. Bundan əlavə, GNSS quyuların və digər su mənbələrinin yerini xəritələşdirmək üçün istifadə edilə bilər; göllərin ölçüləri və şəraitinin qeydləri; balıq və heyvanlar aləminin yaşayış yerlərinin qeydiyyatı; sahil xətlərində, tarlalarda və iqlim zonalarında dəyişikliklər.
Arxeoloqlar və tarixçilər qazıntıları və tarixi yerləri gəzmək və qeyd etmək üçün GNSS xəritəçəkmə sistemlərindən istifadə edə bilərlər.
Sistemlərin naviqasiya imkanları insanların axtarışı və xilas edilməsində, konkret yerin fövqəladə axtarışı zamanı polis və yanğınsöndürənlərin işində əvəzsiz köməklik göstərə bilər. Hələ 1990-cı illərdə. GNSS ilə ilk mobil telefonlar ortaya çıxdı. Bəzi ölkələrdə, məsələn, ABŞ-da bu, 911-ə zəng edən şəxsin yerini tez bir zamanda müəyyən etmək üçün istifadə olunur. Rusiyada 2010-cu ildə oxşar layihənin Era-GLONASS-ın həyata keçirilməsinə başlanıldı.
GİRİŞ.. 1
1. İNFORMASİYA MƏHSULLARI BAZARI... 1
1.1 İNFORMASİYA RESURSLARI 1
1.2. MƏLUMAT MƏHSUL VƏ XİDMƏTLƏRİ 3
1.3. MƏLUMAT MƏHSULLARI VƏ XİDMƏTLƏR BAZARI 5
1.4. İNFORMASİYA STRUKTURU 9
3.2. İnformasiya texnologiyaları və informasiya sistemləri necə əlaqəlidir? 10
2. İNFORMASİYA SİSTEMLƏRİNİN TƏYİFİ VƏ TƏSNİFATI... 11
2.1. İNFORMASİYA SİSTEMİNİN TƏYİFİ 11
2.2. İNFORMASİYA SİSTEMLƏRİNİN TƏSNİFATI 15
2.2.1. Tapşırıqların strukturuna əsasən. 15
2.2.2. Funksional xüsusiyyətlərə və idarəetmə səviyyələrinə görə. 17
2.2.3. Emal edilən məlumatın xarakterinə görə təsnifat. 25
2.2.3. Hədəf funksiyalarına görə təsnifat. 25
3. İdarəetmə proseslərinin növləri üzrə təsnifat. 26
4. Sənaye və ərazi əsasına görə təsnifat. 28
2.2.3. Avtomatlaşdırma dərəcəsinə görə təsnifat. 28
Açıqlıq dərəcəsinə görə. 29
İş rejiminə görə.. 30
3. AVTOMATLANDIRILMIŞ İNFORMASİYA SİSTEMLƏRİNİN STRUKTURU 30
3.1. AİS-in struktur elementlərinin tərkibi və təyinatı. otuz
3.2. AIS üçün texnoloji dəstək.. 33
4. AİS VƏ AİT-İN LAYİHLANMASI MƏRHƏLƏLƏRİ VƏ MƏRHƏLƏLƏRİ... 37
4.1. Ümumi dizayn prinsipləri. 37
4.5. Problemi həll etməyi planlaşdırın. 55
5. Avtomatlaşdırılmış iş stansiyası – son istifadəçinin işinin avtomatlaşdırılması vasitəsi. 58
6. ELEKTRON SƏNƏDLƏR İLƏ İŞLƏMƏK... 61
6.1. Ofis işlərinin elektronlaşdırılması. 62
6.2. Elektron sənədlərlə işləmək üçün proqram təminatının seçilməsi 67
6.3. Elektron sənədlərdə təsnifatlar və kodlaşdırmalar. 80
6.4. Obyektin identifikasiyasının avtomatlaşdırılması. Barkodlama. 83
7. İNFORMASİYA VƏ KOMUNİKASİYA TEXNOLOGIYALARI – ELEKTRON XİDMƏTLƏR BAZARININ ƏSASLARI. 88
7.1. Elektron hökumət. 91
7.2. İnternet vasitəsilə maliyyə xidmətləri. 98
7.3. İctimai informasiya və kommunikasiya interaktiv xidmət sistemləri. 102
7.4. Peyk naviqasiya sistemləri və onların istifadəsi. 108
Bir çox avtomobil sahibləri öz avtomobillərində naviqatorlardan istifadə edirlər. Lakin onların bəzilərinin iki fərqli peyk sisteminin - Rusiya QLONASS və Amerika GPS-in mövcudluğundan xəbəri yoxdur. Bu məqalədən onların fərqlərinin nə olduğunu və hansına üstünlük verilməli olduğunu öyrənəcəksiniz.
Naviqasiya sistemi necə işləyir?
Naviqasiya sistemi əsasən obyektin (bu halda avtomobilin) yerini və onun sürətini müəyyən etmək üçün istifadə olunur. Bəzən bəzi digər parametrləri, məsələn, dəniz səviyyəsindən yüksəkliyi müəyyən etmək tələb olunur.
O, naviqatorun özü ilə Yer orbitində yerləşən bir neçə peyk arasında məsafəni təyin etməklə bu parametrləri hesablayır. Tipik olaraq, sistemin effektiv işləməsi üçün dörd peyklə sinxronizasiya tələb olunur. Bu məsafələri dəyişdirərək obyektin koordinatlarını və hərəkətin digər xüsusiyyətlərini müəyyən edir. QLONASS peykləri Yerin fırlanması ilə sinxronlaşdırılmır ki, bu da onların uzun müddət sabitliyini təmin edir.
Video: GloNaSS vs GPS
QLONASS və ya GPS nədir və onların fərqi nədir
Naviqasiya sistemləri ilk növbədə hərbi məqsədlər üçün istifadə olunmaq üçün nəzərdə tutulmuşdu və yalnız bundan sonra adi vətəndaşlar üçün əlçatan oldu. Aydındır ki, hərbçilər öz dövlətlərinin inkişaflarından istifadə etməlidirlər, çünki münaqişə vəziyyətində xarici naviqasiya sistemi həmin ölkənin hakimiyyət orqanları tərəfindən söndürülə bilər. Bundan əlavə, Rusiyada hərbçilər və dövlət qulluqçuları gündəlik həyatda QLONASS sistemindən istifadə etməyə təşviq olunurlar.
Gündəlik həyatda adi bir motorist naviqasiya sistemini seçməkdən heç narahat olmamalıdır. Həm GLONASS, həm də gündəlik istifadə üçün kifayət qədər keyfiyyətli naviqasiya təmin edir. Rusiyanın şimal ərazilərində və şimal enliklərində yerləşən digər ölkələrdə QLONASS peykləri səyahət trayektoriyalarının Yerdən daha yüksək olması səbəbindən daha səmərəli işləyir. Yəni, Arktikada, Skandinaviya ölkələrində QLONASS daha effektivdir və isveçlilər bunu hələ 2011-ci ildə tanıyıblar. Digər bölgələrdə GPS yeri təyin etməkdə QLONASS-dan bir qədər dəqiqdir. Rusiyanın diferensial korreksiyası və monitorinqi sisteminə görə, GPS səhvləri 2 ilə 8 metr, QLONASS səhvləri 4 ilə 8 metr arasında dəyişdi. Ancaq GPS-in 6-dan 11-ə qədər peyk tutmalı olduğunuz yeri müəyyən etməsi üçün 6-7 peyk üçün GLONASS kifayətdir.
Onu da nəzərə almaq lazımdır ki, GPS sistemi 8 il əvvəl yaranıb və 90-cı illərdə əhəmiyyətli liderlik edib. Və son on ildə QLONASS bu boşluğu demək olar ki, tamamilə azaldıb və 2020-ci ilə qədər tərtibatçılar QLONASS-ın heç bir şəkildə GPS-dən geri qalmayacağına söz verirlər.
Müasirlərin əksəriyyəti həm Rusiya, həm də Amerika peyk sistemini dəstəkləyən birləşmiş sistemlə təchiz edilmişdir. Məhz bu cihazlar avtomobilin koordinatlarını təyin edərkən ən dəqiq və ən az xətaya malikdir. Qəbul edilən siqnalların sabitliyi də artır, çünki belə bir cihaz daha çox peykləri "görə" bilər. Digər tərəfdən, belə naviqatorların qiymətləri tək sistemli həmkarlarından xeyli yüksəkdir. Bu başa düşüləndir - onların içərisində hər bir peyk növündən siqnal qəbul etməyə qadir olan iki çip quraşdırılmışdır.
Video: GPS və GPS+QLONASS qəbuledicilərinin Redpower CarPad3 sınağı
Beləliklə, ən dəqiq və etibarlı naviqatorlar ikili sistemli cihazlardır. Bununla belə, onların üstünlükləri bir əhəmiyyətli çatışmazlıq ilə əlaqələndirilir - qiymət. Buna görə də, seçərkən düşünmək lazımdır - gündəlik istifadədə belə yüksək dəqiqlik lazımdırmı? Həm də sadə bir avtomobil həvəskarı üçün hansı naviqasiya sistemindən istifadə edəcəyi çox vacib deyil - rus və ya amerikan. Nə GPS, nə də QLONASS sizi itirməyə imkan verməyəcək və sizi istədiyiniz yerə aparacaq.
NAVİQASİYA RADİOSİQALLARI
Sistem necə işləyir
naviqasiya
NAVİQASİYA MESAJI
KOORDİNAT SİSTEMLERİ
DƏQRİYYƏTİN AZALMASINA TƏSİR EDƏN AMİLLƏR
ZAMAN SİSTEMLERİ
NAVİQASİYA DƏQİQLİYİNİN ARTIRILMASI
Peyk naviqasiya sisteminin əsas elementləri
Kosmik seqment
Naviqasiya peyklərindən ibarət kosmik seqment eyni vaxtda xeyli miqdarda xidməti məlumat ötürən radionaviqasiya siqnallarının mənbələr toplusudur. Hər bir peykin əsas funksiyaları istehlakçıların naviqasiya təyini və peykin bort sistemlərinə nəzarət üçün zəruri olan radiosiqnalların formalaşması və buraxılmasıdır.
Yer seqmenti
Yer seqmentinə kosmodrom, komanda-ölçü kompleksi və idarəetmə mərkəzi daxildir. Kosmodrom naviqasiya sisteminin ilkin yerləşdirilməsi zamanı peyklərin lazımi orbitlərə çıxarılmasını, habelə peyklərin sıradan çıxması və ya tükənməsi zamanı onların dövri olaraq doldurulmasını təmin edir. Kosmodromun əsas obyektləri texniki mövqe və buraxılış kompleksidir. Texniki mövqe buraxılış aparatlarının və peyklərin qəbulunu, saxlanmasını və yığılmasını, onların sınaqdan keçirilməsini, yanacaqla doldurulmasını və doklanmasını təmin edir. Buraxılış kompleksinin vəzifələrinə aşağıdakılar daxildir: naviqasiya peyki ilə daşıyıcının buraxılış meydançasına çatdırılması, buraxılış sisteminə quraşdırma, uçuşdan əvvəl sınaqlar, daşıyıcıya yanacaq doldurma, rəhbərlik və buraxılış.
Komanda-ölçü kompleksi naviqasiya peyklərini naviqasiya seanslarının aparılması, habelə kosmik gəmi kimi monitorinqi və idarə edilməsi üçün zəruri olan xidməti məlumatlarla təmin etməyə xidmət edir.
Kosmodrom və komanda-ölçü kompleksi ilə informasiya və idarəetmə radiostansiyaları ilə birləşdirilən idarəetmə mərkəzi peyk naviqasiya sisteminin bütün elementlərinin fəaliyyətini əlaqələndirir.
İstifadəçi seqmenti
İstifadəçi seqmentinə istehlakçı avadanlıqları daxildir. O, naviqasiya peyklərindən siqnalları qəbul etmək, naviqasiya parametrlərini ölçmək və proses ölçmələri aparmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Naviqasiya problemlərini həll etmək üçün istehlakçı avadanlıqlarında xüsusi quraşdırılmış kompüter təmin edilir. Mövcud istehlak avadanlıqlarının müxtəlifliyi yerüstü, dəniz, aviasiya və kosmos (yaxın kosmos daxilində) istehlakçılarının ehtiyaclarını ödəyir.
Naviqasiya sistemi necə işləyir
Müasir peyk naviqasiyası naviqasiya peykləri ilə istehlakçı arasında istənməyən məsafəölçən ölçmə prinsipinin istifadəsinə əsaslanır. Bu o deməkdir ki, peyk koordinatları haqqında məlumat naviqasiya siqnalının bir hissəsi kimi istehlakçıya ötürülür. Eyni zamanda (sinxron olaraq) naviqasiya peyklərinə qədər məsafənin ölçülməsi aparılır. Diapazonların ölçülməsi üsulu istehlakçı avadanlığının yaratdığı siqnal ilə müqayisədə peykdən alınan siqnalın vaxt gecikmələrinin hesablanmasına əsaslanır.
Şəkildə dördə qədər naviqasiya peykinin diapazonunun ölçülməsi əsasında x, y, z koordinatları ilə istehlakçının yerinin müəyyən edilməsi diaqramı göstərilir. Rəngli parlaq xətlər mərkəzdə peykləri olan dairələri göstərir. Dairələrin radiusları həqiqi diapazonlara uyğundur, yəni. peyklər və istehlakçı arasındakı həqiqi məsafələr. Rəngli tutqun xətlər həqiqi olanlardan fərqlənən ölçülmüş diapazonlara uyğun radiuslu dairələrdir və buna görə də psevdorançalar adlanır. Həqiqi diapazon psevdoranjdan işıq sürətinin və b saat sürətinin məhsuluna bərabər bir miqdarla fərqlənir, yəni. sistem vaxtına nisbətən istehlakçı saatının ofset miqdarı. Şəkildə istehlakçının saat ofsetinin sıfırdan böyük olduğu hal göstərilir - yəni istehlakçı saatı sistem vaxtından qabaqdır, ona görə də ölçülmüş psevdo-aralıqlar həqiqi diapazonlardan azdır.
İdeal olaraq, ölçmələr dəqiq aparıldıqda və peyklərin və istehlakçının saat oxunuşları üst-üstə düşdükdə, istehlakçının kosmosdakı mövqeyini müəyyən etmək üçün üç naviqasiya peykini ölçmək kifayətdir.
Reallıqda istehlakçının naviqasiya avadanlığına daxil olan saatlar naviqasiya peyklərinin bortunda olan saatlardan fərqlənir. Sonra, naviqasiya problemini həll etmək üçün əvvəllər naməlum parametrlərə (istehlakçının üç koordinatı) daha bir parametr əlavə edilməlidir - istehlakçının saatı ilə sistem vaxtı arasında ofset. Buradan belə nəticə çıxır ki, ümumi halda naviqasiya problemini həll etmək üçün istehlakçı ən azı dörd naviqasiya peykini “görməlidir”.
Koordinat sistemləri
Naviqasiya peyk sistemlərinin işləməsi üçün Yerin fırlanma parametrləri, Ayın və planetlərin fundamental efemeridləri, Yerin cazibə sahəsinə dair məlumatlar, atmosfer modelləri, habelə koordinat sistemləri və istifadə olunan vaxt haqqında yüksək dəqiqlikli məlumatlar verilir. tələb olunur.
Geosentrik koordinat sistemləri mənşəyi Yerin kütlə mərkəzi ilə üst-üstə düşən koordinat sistemləridir. Onlara ümumi yerüstü və ya qlobal da deyilir.
Qlobal koordinat sistemlərini qurmaq və saxlamaq üçün kosmik geodeziyanın dörd əsas üsulundan istifadə olunur:
- çox uzun əsas radio interferometriyası (VLBI),
- kosmik gəmi lazer diapazonu (SLR),
- Doppler ölçmə sistemləri (DORIS),
- GLONASS və digər GNSS kosmik gəmilərinin naviqasiya ölçüləri.
Beynəlxalq Yer Koordinat Sistemi (ITRF) yerüstü koordinat sistemidir.
Müasir naviqasiya peyk sistemləri müxtəlif, adətən milli koordinat sistemlərindən istifadə edir.
Zaman sistemləri
Həll olunan vəzifələrə uyğun olaraq iki növ zaman sistemi istifadə olunur: astronomik və atomik.
Astronomik zaman sistemləri Yerin gündəlik fırlanmasına əsaslanır. Astronomik vaxt şkalalarının qurulması üçün standart, vaxtın ölçüldüyü səma sferasının nöqtəsindən asılı olaraq günəş və ya ulduz günüdür.
Universal vaxt UT(Universal Time) Qrinviç meridianında orta günəş vaxtıdır.
Koordinasiya edilmiş Universal Saat UTC atom vaxtı ilə sinxronlaşdırılır və mülki vaxtın əsaslandığı beynəlxalq standartdır.
Atom vaxtı(TAI) - ölçülməsi bir enerji vəziyyətindən digərinə keçid zamanı atomlar və ya molekullar tərəfindən yayılan elektromaqnit vibrasiyalarına əsaslanan vaxt. 1967-ci ildə Baş Çəkilər və Ölçülər Konfransında atom saniyəsi sezium-133 atomunun 2S1/2 əsas vəziyyətinin F=4, M=0 və F=3, M=0 yüksək incə səviyyələri arasında keçidi təmsil edir. , xarici sahələr tərəfindən narahat edilmir və bu tezliyə bu keçid 9,192,631,770 Hertz dəyəri ilə təyin olunur.
Peyk radionaviqasiya sistemi bütün Yerə yaxın məkanı əhatə edən əhatə dairəsinə malik məkan-zaman sistemidir və öz sistem vaxtında işləyir. GNSS-də alt sistemlərin vaxt sinxronizasiyası probleminə mühüm yer verilir. Bütün naviqasiya peyklərindən gələn siqnalların emissiyasının verilmiş ardıcıllığını təmin etmək üçün vaxt sinxronizasiyası da vacibdir. Bu, passiv məsafəölçən (psevdorangefinder) ölçmə üsullarından istifadə etməyə imkan verir. Yerüstü komanda-ölçü kompleksi bütün naviqasiya kosmik gəmilərinin vaxt şkalalarının uzlaşdırılması və korreksiyası (birbaşa və alqoritmik) vasitəsilə sinxronizasiyasını təmin edir.
Naviqasiya radio siqnalları
Naviqasiya radio siqnalları
Peyk radionaviqasiya sistemlərində istifadə olunan siqnalların növləri və parametrləri seçilərkən bütün tələblər və şərtlər nəzərə alınır. Siqnallar siqnalın çatma (gecikmə) vaxtının və onun Doppler tezliyinin ölçülməsində yüksək dəqiqliyi və naviqasiya mesajının düzgün dekodlanmasının yüksək ehtimalını təmin etməlidir. Həmçinin, müxtəlif naviqasiya kosmik gəmilərindən gələn siqnalların istehlakçıların naviqasiya avadanlığı ilə etibarlı şəkildə fərqləndirilməsi üçün siqnallar aşağı səviyyəli çarpaz korrelyasiya səviyyəsinə malik olmalıdır. Bundan əlavə, GNSS siqnalları aşağı səviyyəli diapazondan kənar radiasiya ilə ayrılmış tezlik diapazonundan ən səmərəli istifadə etməli və yüksək səs-küy toxunulmazlığına malik olmalıdır.
Hindistan NAVIC sistemi istisna olmaqla, demək olar ki, bütün mövcud naviqasiya peyk sistemləri siqnalları ötürmək üçün L diapazonundan istifadə edir.
Müxtəlif naviqasiya peyk sistemləri tərəfindən işğal edilmiş poliqonlar
Modulyasiya növləri
Peyk naviqasiya sistemləri inkişaf etdikcə, istifadə olunan radio siqnal modulyasiyasının növləri dəyişdi.
Əksər naviqasiya sistemləri əvvəlcə yalnız ikili (iki mövqeli) faza modulyasiyası olan siqnallardan istifadə edirdi - FM-2 (BPSK). Hazırda peyk naviqasiyası BOC (Binary Offset Carrier) siqnalları adlanan modulyasiya funksiyalarının yeni sinfinə keçidə başlayıb.
BOC siqnalları ilə PM-2 ilə siqnallar arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki, modulyasiya edən PSP BOC siqnalının simvolu düzbucaqlı video impuls deyil, müəyyən sabit sayda dövrlər daxil olmaqla, mendereli salınım seqmentidir. Buna görə də, BOC modulyasiya edilmiş siqnallar çox vaxt meander səs-küyünə bənzər siqnallar adlanır.
BOC modulyasiya edilmiş siqnalların istifadəsi potensial ölçmə dəqiqliyini və gecikmə həllini artırır. Eyni zamanda ənənəvi və yeni siqnallardan istifadə edən naviqasiya sistemləri birlikdə işləyərkən qarşılıqlı müdaxilənin səviyyəsi azalır.
Naviqasiya mesajı
Hər bir peyk yerüstü idarəetmə stansiyalarından naviqasiya məlumatını alır və bu, naviqasiya mesajının bir hissəsi kimi istifadəçilərə geri ötürülür. Naviqasiya mesajı istifadəçinin yerini müəyyən etmək və onun vaxt miqyasını milli istinadla sinxronlaşdırmaq üçün lazım olan müxtəlif növ məlumatları ehtiva edir.
Naviqasiya mesajı məlumatının növləri
- Peyk koordinatlarını kifayət qədər dəqiqliklə hesablamaq üçün lazım olan efemeris məlumatı
- Naviqasiya ölçmələri zamanı kosmik gəminin vaxt ofsetini nəzərə almaq üçün sistem vaxt şkalası ilə müqayisədə bortda vaxt şkalasının fərqliliyində səhv
- İstehlakçıların sinxronizasiya problemini həll etmək üçün naviqasiya sisteminin vaxt şkalası ilə milli vaxt şkalası arasında uyğunsuzluq
- Müəyyən edilmiş nasazlıqları olan peyklərin naviqasiya həllindən tez xaric edilməsi üçün peykin vəziyyəti haqqında məlumat ilə uyğunluq göstəriciləri
- Peyk hərəkətinin uzunmüddətli təxmini proqnozu və ölçmə planlaşdırılması üçün bürcdəki bütün peyklərin orbitləri və vəziyyəti haqqında məlumatı əks etdirən almanax
- İonosferdə siqnalın yayılmasının gecikməsi ilə bağlı naviqasiya ölçmə xətalarını kompensasiya etmək üçün tək tezlikli qəbuledicilər üçün tələb olunan ionosfer model parametrləri
- Müxtəlif koordinat sistemlərində istehlakçı koordinatlarının dəqiq yenidən hesablanması üçün yerin fırlanma parametrləri
Uyğunluq atributları nasazlıq aşkar edildikdə saniyələr ərzində yenilənir. Efemerlər və vaxt parametrləri, bir qayda olaraq, hər yarım saatda bir dəfədən çox olmayaraq yenilənir. Üstəlik, müxtəlif sistemlər üçün yeniləmə müddəti çox fərqlidir və almanax gündə bir dəfədən çox olmayaraq yeniləndiyi halda dörd saata çata bilər.
Tərkibinə görə naviqasiya mesajı operativ və qeyri-operativ informasiyaya bölünür və rəqəmsal informasiya axını (DI) şəklində ötürülür. Əvvəlcə bütün naviqasiya peyk sistemləri “superframe/frame/line/word” strukturundan istifadə edirdi. Bu strukturla DI axını davamlı təkrarlanan super kadrlar şəklində formalaşır, super kadr bir neçə çərçivədən, çərçivə bir neçə sətirdən ibarətdir.
“Superframe/frame/line/word” strukturuna uyğun olaraq BEIDOU, GALILEO (E6 istisna olmaqla), GPS (LNAV data, L1) və QLONASS tezlik bölgüsü siqnallarından siqnallar yaradıldı. Sistemdən asılı olaraq, super çərçivələrin, çərçivələrin və xətlərin ölçüləri fərqli ola bilər, lakin formalaşma prinsipi oxşar olaraq qalır.
İndi əksər siqnallar çevik simli strukturdan istifadə edir. Bu strukturda naviqasiya mesajı müxtəlif növ xətlərin dəyişən axını kimi formalaşır. Hər bir sətir tipinin özünəməxsus strukturu var və xüsusi növ məlumatı ehtiva edir (yuxarıda sadalanan). YAP axından növbəti sətri seçir, onun tipini müəyyənləşdirir və tipə uyğun olaraq bu sətirdə olan məlumatları seçir.
Naviqasiya mesajının çevik sətir strukturu məlumat ötürmə kanalının tutumundan daha səmərəli istifadə etməyə imkan verir. Lakin çevik simli struktura malik naviqasiya mesajının əsas üstünlüyü onun geriyə uyğunluq prinsipini qoruyaraq təkamül yolu ilə modernləşdirilməsinin mümkünlüyüdür. Bu məqsədlə, NAP tərtibatçıları üçün ICD xüsusi olaraq bildirir ki, naviqasiya mesajındakı NAP naməlum növ sətirlərlə qarşılaşırsa, o zaman onlara məhəl qoymamalıdır. Bu, GNSS modernləşdirilməsi prosesi zamanı əvvəldən mövcud olan sim növlərinə yeni tipli sətirlər əlavə etməyə imkan verir. Daha əvvəl buraxılmış NAP, yeni tipli xətlərə məhəl qoymur və buna görə də GNSS-in modernləşdirilməsi prosesində tətbiq olunan yeniliklərdən istifadə etmir, lakin onun performansı pozulmur.
QLONASS kod bölgüsü siqnal mesajları simli quruluşa malikdir.
Dəqiqliyin azalmasına təsir edən amillər
İstehlakçının koordinatlarını, sürətini və vaxtını təyin etməsinin düzgünlüyü kateqoriyalara bölünə bilən bir çox amillərdən təsirlənir:
- Kosmik kompleks avadanlıq tərəfindən təqdim edilən sistem səhvləri
Peykin bort avadanlığının və yerüstü GNSS idarəetmə kompleksinin işləməsi ilə əlaqəli səhvlər əsasən vaxt tezliyi və efemer dəstəyinin qeyri-kamilliyi ilə əlaqədardır.
- Kosmik gəmidən istehlakçıya siqnalın yayılması yolu boyunca yaranan səhvlər
Səhvlər radio siqnallarının Yer atmosferində yayılma sürətinin onların vakuumda yayılma sürətindən fərqi, həmçinin sürətin atmosferin müxtəlif təbəqələrinin fiziki xüsusiyyətlərindən asılılığı ilə əlaqədardır.
- İstehlakçı avadanlıqlarında yaranan səhvlər
Aparat xətaları AP-də radiosiqnalın aparat gecikməsində sistematik xətalara və səs-küy və istehlakçı dinamikasından yaranan dalğalanma xətalarına bölünür.
Bundan əlavə, naviqasiya peyklərinin və istehlakçının nisbi mövqeyi naviqasiya vaxtının təyin edilməsinin düzgünlüyünə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.
Sözdə həndəsi amilΓ Σ və ya həndəsə əmsalı. İngilis dilli ədəbiyyatda GDOP təyinatı istifadə olunur - Həndəsi dəqiqliyin aldadılması.
Həndəsi amil Γ Σ ölçmə dəqiqliyinin neçə dəfə azaldığını göstərir və aşağıdakı parametrlərdən asılıdır:
- G p kosmosda GNSS istehlakçısının yerini təyin etmək düzgünlüyünün həndəsi amilidir.
PDOP-a uyğundur - Dəqiqliyin mövqeyi aldatma. - G g, GNSS istehlakçısının üfüqi yerləşməsinin müəyyən edilməsinin düzgünlüyünün həndəsi amilidir.
HDOP-a uyğundur - Dəqiqliyin üfüqi yanılması. - Гв GNSS istehlakçısının şaquli yerini təyin etmək düzgünlüyünün həndəsi amilidir.
VDOP ilə uyğun gəlir - Dəqiqliyin şaquli aldadılması. - Гт GNSS istehlakçısının saat oxunuşunun korreksiyasının təyin edilməsinin düzgünlüyünün həndəsi amilidir.
TDOP-a uyğundur - Dəqiqliyin zaman aldadıcısı.
Təkmilləşdirilmiş naviqasiya dəqiqliyi
Hazırda mövcud olan qlobal naviqasiya peyk sistemləri (GNSS) GPS və QLONASS geniş istehlakçıların naviqasiya xidmətlərinə olan ehtiyaclarını ödəməyə imkan verir. Ancaq yüksək naviqasiya dəqiqliyi tələb edən bir sıra vəzifələr var. Bu vəzifələrə aşağıdakılar daxildir: təyyarənin qalxması, yaxınlaşması və enməsi, sahil sularında naviqasiya, helikopterlərin və avtomobillərin naviqasiyası və s.
Naviqasiya təyinlərinin dəqiqliyini artırmaq üçün klassik üsul diferensial (nisbi) təyinetmə rejimindən istifadə etməkdir.
Diferensial rejim istehlakçı qəbuledicisi (mobil və ya mobil) ilə eyni vaxtda eyni peyklərdən siqnal qəbul edən koordinatları məlum olan nöqtələrdə yerləşən bir və ya bir neçə əsas qəbuledicinin istifadəsini nəzərdə tutur.
Naviqasiya təsbitlərinin dəqiqliyinin artırılması istehlakçı və əsas qəbuledicilərin naviqasiya parametrlərinin ölçü xətalarının korrelyasiya olması hesabına əldə edilir. Ölçülmüş parametrlərdə fərqlər formalaşdırarkən, bu səhvlərin əksəriyyəti kompensasiya edilir.
Diferensial metod istinad nöqtəsinin koordinatları haqqında biliklərə əsaslanır - idarəetmə və düzəliş stansiyası (CCS) və ya naviqasiya peyklərinin yalançı diapazonlarını müəyyən etmək üçün düzəlişlərin hesablana biləcəyi istinad stansiyaları sistemi. İstehlakçı avadanlıqlarında bu düzəlişlər nəzərə alınarsa, hesablamaların, xüsusən də koordinatların dəqiqliyi onlarla dəfə artırıla bilər.
Böyük bir bölgə üçün diferensial rejimi təmin etmək üçün - məsələn, Rusiya, Avropa ölkələri, ABŞ üçün - geostasionar peyklərdən istifadə edərək düzəldici diferensial düzəlişlərin ötürülməsi həyata keçirilir. Bu yanaşmanı həyata keçirən sistemlərə geniş boşluqlu diferensial sistemlər deyilir.
GPS peyk naviqasiyası uzun müddət yerləşdirmə sistemlərinin yaradılması üçün standart olmuşdur və müxtəlif izləyicilərdə və naviqatorlarda fəal şəkildə istifadə olunur. Arduino layihələrində GPS nəzəri əsaslar haqqında bilik tələb etməyən müxtəlif modullardan istifadə etməklə inteqrasiya olunur. Ancaq əsl mühəndis bu texnologiyanın imkanlarını və məhdudiyyətlərini daha yaxşı başa düşmək üçün GPS-in prinsipini və işini başa düşməkdə maraqlı olmalıdır.
GPS əməliyyat sxemi
GPS, ABŞ Müdafiə Nazirliyi tərəfindən hazırlanmış və dəqiq koordinatları və vaxtı təyin edən peyk naviqasiya sistemidir. İstənilən hava şəraitində dünyanın istənilən yerində işləyir. GPS üç hissədən ibarətdir - peyklər, Yerdəki stansiyalar və siqnal qəbulediciləri.
Peyk naviqasiya sisteminin yaradılması ideyası ötən əsrin 50-ci illərində yaranıb. Sovet peyklərinin buraxılışını müşahidə edən amerikalı bir qrup alim peyk yaxınlaşdıqca siqnalın tezliyinin artdığını və uzaqlaşdıqca azaldığını müşahidə etdi. Bu, Yerdəki koordinatlarını bilən peykin mövqeyini və sürətini ölçməyin mümkün olduğunu başa düşməyə imkan verdi və əksinə. Peyklərin aşağı Yer orbitinə buraxılması naviqasiya sisteminin inkişafında böyük rol oynadı. Və 1973-cü ildə DNSS (NavStar) proqramı yaradıldı, bu proqram çərçivəsində peyklər orta Yer orbitinə buraxıldı. Proqram GPS adını eyni 1973-cü ildə aldı.
GPS sistemi hazırda təkcə hərbi sahədə deyil, mülki məqsədlər üçün də istifadə olunur. GPS üçün bir çox tətbiq sahəsi var:
- Mobil əlaqə;
- Plitələrin tektonikası - plitələrin dalğalanmalarının izlənməsi;
- Seysmik aktivliyin təyini;
- Nəqliyyatın peyklə izlənilməsi – siz nəqliyyatın mövqeyini, sürətini izləyə və onların hərəkətinə nəzarət edə bilərsiniz;
- Geodeziya – torpaq sahələrinin dəqiq sərhədlərinin müəyyən edilməsi;
- kartoqrafiya;
- naviqasiya;
- Oyunlar, coğrafi etiketləmə və digər əyləncə sahələri.
Sistemin ən mühüm çatışmazlığı müəyyən şərtlərdə siqnal qəbul edə bilməməsi hesab edilə bilər. GPS işləmə tezlikləri desimetr dalğa uzunluğu diapazonundadır. Bu, yüksək buludlar və sıx ağac yarpaqları səbəbindən siqnal səviyyəsinin azala biləcəyinə səbəb olur. Radio mənbələri, tıxaclar və nadir hallarda hətta maqnit qasırğaları da normal siqnal ötürülməsinə mane ola bilər. Məlumatların təyin edilməsinin dəqiqliyi qütb bölgələrində pisləşəcək, çünki peyklər Yerdən aşağı qalxır.
GPS olmadan naviqasiya
Alınan tənliklərə düzəlişlər peykin hesablanmış və faktiki mövqeyi arasındakı uyğunsuzluqla edilir. Bunun nəticəsində yaranan xəta efemer adlanır və 1 ilə 5 metr arasında dəyişir. Müdaxilə, atmosfer təzyiqi, rütubət, temperatur, ionosfer və atmosferin təsiri də öz töhfəsini verir. Bütün səhvlərin cəmi xətanı 100 metrə çatdıra bilər. Bəzi səhvləri riyazi olaraq aradan qaldırmaq olar.
Bütün səhvləri azaltmaq üçün diferensial GPS rejimindən istifadə edin. Orada qəbuledici radio kanalı vasitəsilə baza stansiyasından koordinatlara bütün lazımi düzəlişləri alır. Son ölçmə dəqiqliyi 1-5 metrə çatır. Diferensial rejimdə alınan məlumatları düzəltmək üçün 2 üsul var - bu, koordinatların özlərinin düzəldilməsi və naviqasiya parametrlərinin düzəldilməsidir. Birinci üsuldan istifadə etmək əlverişsizdir, çünki bütün istifadəçilər eyni peyklərdən istifadə etməlidirlər. İkinci halda, yeri təyin edən avadanlıqların mürəkkəbliyi əhəmiyyətli dərəcədə artır.
Ölçmə dəqiqliyini 1 sm-ə qədər artıran sistemlərin yeni sinfi var ki, peyklərə istiqamətlər arasındakı bucaq dəqiqliyə böyük təsir göstərir. Daha böyük bucaq altında, yer daha dəqiqliklə müəyyən ediləcək.
Ölçmə dəqiqliyi ABŞ Müdafiə Nazirliyi tərəfindən süni şəkildə azaldıla bilər. Bunun üçün naviqasiya cihazlarında xüsusi S/A rejimi quraşdırılıb - məhdud giriş. Dəqiq koordinatların müəyyən edilməsində düşmənə üstünlük verməmək üçün rejim hərbi məqsədlər üçün hazırlanıb. 2000-ci ilin may ayından etibarən məhdudiyyətli giriş rejimi ləğv edilmişdir.
Bütün səhv mənbələri bir neçə qrupa bölmək olar:
- Orbit hesablamalarında səhv;
- Qəbuledici ilə əlaqəli səhvlər;
- maneələrdən siqnalın çoxsaylı əks olunması ilə bağlı səhvlər;
- İonosfer, troposfer siqnalının gecikmələri;
- Peyklərin həndəsəsi.
Əsas xüsusiyyətlər
GPS sisteminə 24 süni Yer peyki, yerüstü izləmə stansiyaları şəbəkəsi və naviqasiya qəbulediciləri daxildir. Müşahidə stansiyaları orbital parametrləri müəyyən etmək və izləmək, ballistik xüsusiyyətləri hesablamaq, hərəkət trayektoriyalarından kənarlaşmaları tənzimləmək və kosmik gəmidəki avadanlığa nəzarət etmək üçün tələb olunur.
GPS naviqasiya sistemlərinin xüsusiyyətləri:
- Peyklərin sayı – 26, 21 əsas, 5 ehtiyat;
- Orbital təyyarələrin sayı – 6;
- Orbit hündürlüyü - 20.000 km;
- Peyklərin istismar müddəti 7,5 ildir;
- İş tezlikləri – L1=1575,42 MHz; L2=12275,6 MHz, güc müvafiq olaraq 50 Vt və 8 Vt;
- Naviqasiya təyininin etibarlılığı 95% -dir.
Naviqasiya qəbuledicilərinin bir neçə növü var - portativ, stasionar və təyyarə. Qəbuledicilər də bir sıra parametrlərlə xarakterizə olunur:
- Kanalların sayı – müasir qəbuledicilər 12 kanaldan 20 kanala qədər istifadə edir;
- Anten növü;
- Kartoqrafiya dəstəyinin mövcudluğu;
- Ekran növü;
- Əlavə funksiyalar;
- Müxtəlif texniki xüsusiyyətlər - materiallar, güc, nəmdən qorunma, həssaslıq, yaddaş tutumu və s.
Naviqatorun iş prinsipi ondan ibarətdir ki, ilk növbədə cihaz naviqasiya peyki ilə əlaqə yaratmağa çalışır. Bağlantı qurulan kimi almanax ötürülür, yəni eyni naviqasiya sistemi daxilində yerləşən peyklərin orbitləri haqqında məlumat. Dəqiq mövqe əldə etmək üçün tək bir peyklə əlaqə kifayət etmir, ona görə də qalan peyklər öz efemerlərini naviqatora ötürürlər ki, bu da kənarlaşmaları, pozulma əmsallarını və digər parametrləri müəyyən etmək üçün zəruridir.
GPS naviqatorunun soyuq, isti və isti başlanğıcı
Naviqatoru ilk dəfə yandırdığınız zaman və ya uzun fasilədən sonra uzun bir gözləmə məlumatları qəbul etməyə başlayır. Uzun gözləmə müddəti naviqatorun yaddaşında almanax və efemerlərin olmaması və ya köhnəlməsi ilə əlaqədardır, buna görə də cihaz məlumatları əldə etmək və ya yeniləmək üçün bir sıra hərəkətlər etməlidir. Gözləmə müddəti və ya soyuq başlanğıc vaxtı müxtəlif göstəricilərdən - qəbuledicinin keyfiyyətindən, atmosferin vəziyyətindən, səs-küydən, görünmə zonasındakı peyklərin sayından asılıdır.
İşə başlamaq üçün naviqator aşağıdakıları etməlidir:
- Peyk tapın və onunla əlaqə qurun;
- Almanaxı qəbul edin və yaddaşda saxlayın;
- Peykdən efemerləri qəbul edin və onu yadda saxlayın;
- Daha üç peyk tapın və onlarla əlaqə qurun, onlardan efemerlər alın;
- Efemer və peyk yerlərindən istifadə edərək koordinatları hesablayın.
Yalnız bütün bu dövrü keçdikdən sonra cihaz işləməyə başlayacaq. Bu cür işə salınma deyilir soyuq başlanğıc.
İsti başlanğıc soyuq başlanğıcdan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Naviqatorun yaddaşında artıq müvafiq almanax və efemer var. Almanak məlumatları 30 gün, efemeris məlumatları 30 dəqiqə etibarlıdır. Belə çıxır ki, cihaz qısa müddətə söndürülüb. İsti başlanğıc ilə alqoritm daha sadə olacaq - cihaz peyklə əlaqə qurur, zəruri hallarda efemeri yeniləyir və yeri hesablayır.
İsti bir başlanğıc var - bu halda almanax aktualdır, lakin efemeri yeniləmək lazımdır. Bu, isti başlanğıcdan bir az daha çox vaxt tələb edir, lakin soyuq başlanğıcdan əhəmiyyətli dərəcədə azdır.
Evdə hazırlanmış GPS modullarının alınmasına və istifadəsinə məhdudiyyətlər
Rusiya qanunvericiliyi istehsalçılardan qəbuledicinin aşkarlanmasının dəqiqliyini azaltmağı tələb edir. Kobud olmayan dəqiqliklə işləmək yalnız istifadəçinin xüsusi lisenziyası olduqda edilə bilər.
Rusiya Federasiyasında gizli şəkildə məlumat əldə etmək üçün nəzərdə tutulmuş xüsusi texniki vasitələr (STS NPI) qadağandır. Bunlara nəqliyyat vasitələrinin və digər obyektlərin hərəkətinə məxfi nəzarət üçün istifadə edilən GPS izləyiciləri daxildir. Qanunsuz texniki qurğunun əsas xüsusiyyəti onun məxfiliyidir. Buna görə, bir cihaz satın almadan əvvəl, gizli funksiyalar üçün onun xüsusiyyətlərini, görünüşünü diqqətlə öyrənməlisiniz, həmçinin lazımi uyğunluq sertifikatlarını nəzərdən keçirməlisiniz.
Cihazın hansı formada satıldığı da önəmlidir. Söküldükdə, cihaz STS NPI-yə aid olmaya bilər. Ancaq yığıldıqda, hazır cihaz artıq qadağan edilmiş kimi təsnif edilə bilər.
