Tagi

, , , , ,

Istnieja 2 czestotliwosci ktore sa wielokrotnoscia czestotliwosci wytwarzanych przez owady:

 f1 = 1575,42 MHz (zwana L1) oraz f2 = 1227,6 MHz (zwana L2)

sa to czestotliwosci uzywane globalnie na calej ziemi przez satelity oraz nadajniki telefonii komorkowej GSM. Powoduje to w konsekwencji wymieranie owadow (pszczoły).

 

Działanie GPS

Pozycja odbiornika wyznaczana jest dzięki pomiarowi czasu dotarcia sygnału radiowego z satelitów do odbiornika. Znając prędkość rozchodzenia się fali elektromagnetycznej oraz dokładny czas wysłania sygnału, jesteśmy w stanie obliczyć odległość między satelitą, a odbiornikiem.
Podstawowa koncepcja nawigacji satelitarnej

Podstawowa idea, która umożliwia działanie nawigacji satelitarnej opiera się na wiedzy o odległościach pomiędzy odbiornikiem, a satelitami znajdującymi się na orbitach okołoziemskich. Aby wyznaczyć pozycję punktu (odbiornika) wymagana jest znajomość odległości między odbiornikiem, a minimum trzema satelitami.

Jeżeli znamy odległość między jednym satelitą, a odbiornikiem jesteśmy w stanie określić, że odbiornik znajduje się „gdzieś” na powierzchni sfery o promieniu równym zmierzonej odległości.

Jeżeli znamy odległość między dwiema satelitami, a odbiornikiem jesteśmy w stanie określić, że punkt (odbiornik) znajduje się na okręgu, który tworzą dwie przecinające się sfery o promieniach równych odległością między odbiornikiem, a poszczególnymi satelitami.

Znajomość odległości od trzech satelitów powoduje, że istnieją tylko dwa punkty, gdzie może znajdować się odbiornik (punkty te tworzą się w miejscach przecięcia trzech sfer o promieniach równych odległościom od poszczególnych satelitów). Jeden z tych punktów możemy wykluczyć jako, że znajduje się zbyt wysoko, lub porusza się zbyt szybko.
Struktura sygnału

Satelita przesyła sygnał składający się z dwóch częstotliwości nośnych f1 = 1575,42 MHz (zwana L1) oraz f2 = 1227,6 MHz (zwana L2). Częstotliwości te powstają za pomocą zegara atomowego, który generuje stałą częstotliwość 10.23MHz (zwaną L). Następnie częstotliwości ta mnożona jest przez 154 (w celu uzyskania częstotliwości L1), lub przez 120 (w celu uzyskania częstotliwości L2).

Na tak powstałe fale nośne nakładane są trzy kody binarne.
Kod C/A modulujący częstotliwość L1 – jest to sygnał binarny nadawany z częstotliwością 1.023 MHz. Jego sekwencja powtarza się co 1023 bity (duże podobieństwo do szumu). Sekwencja ta jest inna dla każdego satelity.
Kod P (Precise) modulujący częstotliwoµci: L1 i L2 – jest również sygnałem binarnym nadawanym z częstotliwością 10.23 MHz. Jego sekwencja powtarza się co 267 dni.
Depesza nawigacyjna – zawiera informację o układzie satelitów na niebie (tzw. almanach), informację o ich teoretycznej drodze oraz odchyleń od niej (tzw. efemeryda), a także dane o stanie satelitów, aktualne współczynniki do obliczenia opóźnienia jonosferycznego i dane do obliczenia czasu UTC.

Sygnał GPS
Metody pomiaru pseudoodległości
Metoda kodowa

Metoda kodowa wykorzystuje do pomiaru pseudoodległości kod C/A oraz kod P. W tym samym czasie satelita wysyła, a odbiornik generuje identyczny kod (C/A, lub kod P). Odbiornik po otrzymaniu kodu (C/A, lub kod P) z satelity porównuje go z kodem, który przed momentem wygenerował. W oparciu o zmierzone przesunięcie kodu wygenerowanego przez odbiornik względem kodu otrzymanego z satelity, wylicza się czas w jakim sygnał dotarł do odbiornika. Ostatnim krokiem umożliwiającym zmierzenie pseudoodległości między satelitą a odbiornikiem jest obliczeniem iloczynu wyliczonego czasu oraz prędkości rozchodzenia się fali elektromagnetycznej.
d = c * Δt, gdzie

d – pseudoodległość,
c – prędkość fali elektromagnetycznej,
Δt – t2 – t1 (czas otrzymania sygnału-czas nadania sygnału).

Pomiar pseudoodległości metodą kodową

Do rozwiązania problemu 4 niewiadomych (x, y, z i t) konieczny jest pomiar 4 pseudoodległości (4 satelity). Współrzędne mogą być obliczone na każdą epokę niezależnie.
Metoda fazowa

Metoda fazowa polega na pomiarze różnicowym faz na jednej lub dwóch częstotliwościach L1 i L2. Jest to pomiar fazy sygnału przychodzącego φ.
d = Nλ + λφ, gdzie

d – pseudoodległoµć,
N – całkowita liczba pełnych długości fal mieszczących się w odległości satelita – Ziemia,
λ – długość fali, na której pracuje,
φ – pomierzona faza sygnału przychodzącego
Metoda fazowa zapewnia dokładność w granicach kilku milimetrów. Ta metoda posiada jednak kilka wad. Jedną z nich jest konieczność wyznaczenia nieoznaczoności fazy N. Dopiero przy pomiarze z 4 satelitów oraz dopiero dla 3 epok możliwe jest rozwiązanie (wyznaczenie pozycji) 12 obserwacji (12 długości do satelitów) i 10 niewiadomych. Nie ma możliwości, by użyć tę metodę w zastosowaniach kinematycznych, chyba że niewiadome nieoznaczoności fazy zostaną wyznaczone na początku pomiaru na podstawie metod statycznych i nie wystąpią utraty cykli. Jeżeli zostanie utracona łączność z satelitą to na nowo musimy inicjalizować instrument (tzn. wyznaczać N). Niezbędne są szybkie metody inicjalizacji (np. On-The-Fly).

Reklamy