Hari ini, mungkin tidak ada orang yang belum pernah mendengar tentang GPS. Namun, tidak semua orang memiliki pemahaman yang lengkap tentang apa itu. Dalam artikel ini kita akan mencoba mencari tahu apa itu sistem penentuan posisi global, terdiri dari apa dan bagaimana cara kerjanya.
Sejarah
Sistem navigasi GPS adalah bagian dari kompleks Navstar, dikembangkan dan dioperasikan oleh Departemen Pertahanan AS. Proyek kompleks mulai dilaksanakan pada tahun 1973. Dan sudah pada awal 1978, setelah pengujian yang sukses, mereka mulai mengoperasikannya. Pada tahun 1993, 24 satelit telah diluncurkan di sekitar Bumi, sepenuhnya menutupi permukaan planet kita. Bagian sipil dari jaringan militer Navstar dikenal sebagai GPS, yang merupakan singkatan dari Global Positioning System ("sistem penentuan posisi global").
Dasarnya terdiri dari satelit yang bergerak dalam enam orbit melingkar. Lebarnya hanya satu setengah meter, dan panjangnya sedikit lebih dari lima meter. Berat dalam hal ini adalah sekitar delapan ratus empat puluh kilogram. Semuanya memberikan kinerja penuh di mana saja di planet kita.
Pelacakan dilakukan dari stasiun kontrol utama, yang terletak di negara bagian Colorado. Ada Pangkalan Angkatan Udara Schriver - pasukan luar angkasa kelima puluh.
Ada lebih dari sepuluh stasiun pelacakan di Bumi. Mereka ditemukan di Pulau Ascension, Hawaii, Kwajalein, Diego Garcia, Colorado Springs, Cape Canaveral dan tempat-tempat lain, yang jumlahnya bertambah setiap tahun. Semua informasi yang diterima dari mereka diproses di stasiun utama. Data yang diperbarui diunggah setiap dua puluh empat jam.
Pemosisian global ini adalah sistem satelit yang dioperasikan oleh Departemen Pertahanan AS. Ia bekerja dalam segala cuaca dan terus-menerus mengirimkan informasi.
Prinsip operasi
GPS sistem penentuan posisi global bekerja berdasarkan komponen berikut:
- trilaterasi satelit;
- rentang satelit;
- referensi waktu yang tepat;
- lokasi;
- koreksi.
Mari kita lihat lebih dekat.
Trilateration adalah penghitungan jarak data tiga satelit, sehingga memungkinkan untuk menghitung lokasi titik tertentu.
Ranging berarti jarak ke satelit, dihitung berdasarkan waktu yang diperlukan sinyal radio untuk bergerak dari satelit ke penerima, dengan mempertimbangkan kecepatan cahaya. Untuk menentukan waktu, kode pseudo-acak dibuat, berkat penerima dapat memperbaiki penundaan kapan saja.
Gambar berikut menunjukkan arahtergantung pada akurasi jam. Satelit memiliki jam atom yang akurat hingga satu nanodetik. Namun, karena biayanya yang tinggi, mereka tidak digunakan di mana-mana.
Satelit terletak pada ketinggian lebih dari dua puluh ribu kilometer dari Bumi, persis seperti yang diperlukan untuk pergerakan yang stabil di orbit dan penyempitan hambatan atmosfer.
Selama pengoperasian sistem penentuan posisi global di dunia, kesalahan dibuat yang sulit untuk dihilangkan. Hal ini disebabkan lewatnya sinyal melalui troposfer dan ionosfer, di mana kecepatannya menurun, yang menyebabkan kegagalan pengukuran.
Komponen sistem pemetaan
Ada banyak produk sistem penentuan posisi global dan aplikasi pemetaan GIS. Berkat mereka, data geografis dengan cepat dibentuk dan diperbarui. Komponen dari produk ini adalah penerima GPS, perangkat lunak dan perangkat penyimpanan data.
Penerima dapat membuat perhitungan dengan frekuensi kurang dari satu detik dan akurasi puluhan sentimeter hingga lima meter, beroperasi dalam mode diferensial. Mereka berbeda satu sama lain dalam ukuran, kapasitas memori, dan jumlah saluran pelacakan.
Saat seseorang berdiri di satu tempat atau bergerak, penerima menerima sinyal dari satelit dan membuat perhitungan tentang lokasinya. Hasil dalam bentuk koordinat ditampilkan di layar.
Pengontrol adalah komputer portabel yang menjalankan perangkat lunak yang diperlukan untuk mengumpulkan data. Perangkat lunak mengontrol pengaturan penerima. Drive memilikiberbagai dimensi dan jenis perekaman data.
Setiap sistem dilengkapi dengan perangkat lunak. Setelah Anda mengunggah informasi dari drive ke komputer Anda, program ini meningkatkan akurasi data menggunakan metode pemrosesan khusus yang disebut "koreksi diferensial". Perangkat lunak memvisualisasikan data. Ada yang bisa diedit secara manual, ada yang bisa dicetak, dan lain sebagainya.
GPS global positioning - sistem yang membantu mengumpulkan informasi untuk masuk ke database, dan perangkat lunak mengekspornya ke program GIS.
Koreksi diferensial
Metode ini secara signifikan meningkatkan akurasi data yang dikumpulkan. Dalam hal ini, salah satu penerima terletak pada titik koordinat tertentu, dan penerima lainnya mengumpulkan informasi yang tidak diketahui.
Koreksi diferensial diterapkan dalam dua cara.
- Yang pertama adalah koreksi diferensial waktu nyata, di mana kesalahan setiap satelit dihitung dan dilaporkan oleh stasiun utama. Data yang diperbarui diterima oleh rover, yang menampilkan data yang telah diperbaiki.
- Yang kedua - koreksi diferensial dalam pasca-pemrosesan - terjadi ketika stasiun utama menulis koreksi langsung ke file di komputer. Berkas asli diproses bersama dengan yang diperbarui, kemudian diperoleh yang dikoreksi secara berbeda.
Sistem pemetaan Trimble mampu menggunakan kedua metode tersebut. Jadi, jika mode real-time terganggu, maka tetap memungkinkan untuk menggunakannya di pasca-pemrosesan.
Aplikasi
GPSditerapkan di berbagai daerah. Misalnya, sistem penentuan posisi global banyak digunakan dalam industri sumber daya alam, di mana ahli geologi, ahli biologi, rimbawan, dan ahli geografi menggunakannya untuk merekam posisi dan informasi tambahan. Ini juga merupakan area infrastruktur dan pengembangan perkotaan di mana arus lalu lintas dan sistem utilitas dikendalikan.
GPS-sistem penentuan posisi global juga banyak digunakan dalam pertanian, menggambarkan, misalnya, fitur bidang. Dalam ilmu sosial, sejarawan dan arkeolog menggunakannya untuk menavigasi dan merekam situs bersejarah.
Cakupan sistem pemetaan GPS tidak terbatas pada ini. Mereka dapat digunakan dalam aplikasi lain di mana koordinat yang tepat, waktu dan informasi lainnya diperlukan.
Penerima GPS
Ini adalah penerima radio yang menentukan posisi antena berdasarkan informasi tentang waktu tunda sinyal radio dari satelit Navstar.
Pengukuran dibentuk dengan akurasi tiga hingga lima meter, dan jika ada sinyal dari stasiun bumi - hingga satu milimeter. Navigator GPS tipe komersial pada sampel lama memiliki akurasi seratus lima puluh meter, dan pada sampel baru - hingga tiga meter.
Berdasarkan penerima, pencatat GPS, pelacak GPS, dan navigator GPS dibuat.
Peralatan bisa custom atau profesional. Keduaberbeda dalam kualitas, mode operasi, frekuensi, sistem navigasi, dan harga.
Penerima khusus mampu melaporkan koordinat yang tepat, waktu, ketinggian, arah yang ditentukan pengguna, kecepatan saat ini, informasi jalan. Informasi ditampilkan di telepon atau komputer yang terhubung dengan perangkat.
Navigator GPS: peta
Peta meningkatkan kualitas navigator. Mereka datang dalam jenis vektor dan raster.
Varian vektor menyimpan data tentang objek, koordinat, dan informasi lainnya. Mereka dapat menampilkan medan alami dan banyak objek seperti hotel, pompa bensin, restoran, dll., karena tidak mengandung gambar, memakan lebih sedikit ruang dan bekerja lebih cepat.
Jenis raster adalah yang paling sederhana. Mereka mewakili gambar daerah dalam koordinat geografis. Foto satelit dapat diambil atau peta jenis kertas - dipindai.
Saat ini, ada sistem navigasi yang dapat ditambahkan oleh pengguna dengan objek mereka.
Pelacak GPS
Penerima radio semacam itu menerima dan mentransmisikan data untuk mengontrol dan melacak pergerakan berbagai objek yang dilampirkan. Ini termasuk penerima yang menentukan koordinat, dan pemancar yang mengirimkannya ke pengguna yang berada di kejauhan.
Pelacak GPS masuk:
- pribadi, digunakan secara individu;
- mobil, terhubung ke onboardjaringan otomatis.
Digunakan untuk menentukan lokasi berbagai objek (orang, kendaraan, hewan, barang, dan sebagainya).
Perangkat ini dapat digunakan untuk menekan sinyal yang membentuk interferensi pada frekuensi di mana pelacak beroperasi.
GPS-logger
Radio ini mampu beroperasi dalam dua mode:
- penerima GPS biasa;
- logger, merekam informasi tentang jalur yang telah dilalui.
Mereka bisa:
- portabel, dilengkapi dengan baterai isi ulang berukuran kecil;
- mobil, didukung oleh jaringan terpasang.
Dalam model penebang modern, dimungkinkan untuk merekam hingga dua ratus ribu poin. Disarankan juga untuk menandai setiap titik di jalan Anda.
Perangkat aktif digunakan dalam pariwisata, olahraga, pelacakan, kartografi, geodesi, dan sebagainya.
Pemosisian global hari ini
Berdasarkan informasi yang diberikan, dapat disimpulkan bahwa sistem tersebut sudah digunakan di mana-mana, dan cakupannya cenderung lebih luas.
Pemosisian global mencakup sektor konsumen. Penggunaan inovasi teknis terbaru menjadikan sistem ini salah satu yang paling dicari di segmen pasar ini.
Bersamaan dengan GPS, GLONASS sedang dikembangkan di Rusia, dan Galileo di Eropa.
Pada saat yang sama, penentuan posisi global bukannya tanpa kekurangan. Misalnya, di apartemen gedung beton bertulang, di terowongan atau ruang bawah tanah, tentukan lokasi yang tepatmustahil. Badai magnetik dan sumber radio di darat dapat mengganggu penerimaan normal. Peta navigasi dengan cepat menjadi usang.
Kelemahan terbesar adalah bahwa sistem ini sepenuhnya bergantung pada Departemen Pertahanan AS, yang setiap saat dapat, misalnya, mengaktifkan gangguan atau mematikan bagian sipil sama sekali. Oleh karena itu, sangat penting bahwa selain sistem penentuan posisi global GPS dan GLONASS, dan Galileo juga berkembang.
