GPS технология

[KamAZadjiq]

Съвременните самолетни военни жипиеси осигуряват точност около 30 сантиметра по мястото, един порядък по-лоша по височина, и приблизително толкова по скорост. Интервалите на обновяването на данните са от 2 минути до няколко секунди. Това НЕ позволява да летят само с такава навигация. Не е достатъчно точно. На цивилните самолети всичко е още един порядък по-лошо.

Имам следния въпрос относно принципа на работа на гпс системата. Самата точност на определяне местоположението от апарата, от системата като цяло или от нивото на достъп/приоритет на потребителя в самата система зависи?

[Стефан]

До: GPS технология

И от двете.
Системата работи без запитване от потребителите и излъчва постоянно. Военният канал излъчва на една честота код с някаква дължина, цивилният на друга, и кодът е по-къс.
Кодовете съдържат алманасите на спътниците и собствено навигационната информация. Алманахът е код, с който спътникът се намесва в работата на приемника и сверява часовника му. Навигационните параметри са четирите псевдодалечини.
Висококласната апаратура има четири антени и всяка следи по един спътник. Четат едновременно, нарочни следящи филтри режат смущенията. Това съкращава времето за определяне на мястото. Малките прости имат една антена, тя чете спътниците последователно и много пъти, докато отреже грешките. Това увеличава времето на обсервация и прави по принцип невъзможно определянето с много висока точност. Диференциалната система подобрява нещата общо взето само ако е близко, на прост релеф и пряка видимост.
Всичко е ужасна каша. Влияят движението на спътниците, грешките на наземните станции, релативистичните ефекти, нееднородностите на гравитационното поле на Земята, Луната и планетите, грешките в разпространението на сигнала от времето на денонощието, метеото, слънчевата активност, още десетки фактори. Най - много - геометричният фактор на спътника. Колко под него е приемникът. Всичко се отчита разбира се, доколкото е възможно. За да се закрепи някак работата, се обръщат към грубите собствени канали на бордовите датчици. В портативните на практика няма какво повече да сложиш от магнитен компас и барометър. В големите използват и разните скоростомери и акселерометри, и най-важното - разните построители на вертикалата.

[sparkybg]

До: GPS технология

И.... където може наземни станции.

[Goblin]

До: GPS технология

Почвам с малко отклонение - едно време колкото пъти се качех на покрива на Близнаците да позяпам, всеки път си казвах "добре де, някой луд ако вземе да забие един самолет тука, какво ще стане ?" и всеки път сам си отговарях "абе щом аз съм се сетил - явно и те са се сетили и си имат някакви предпазни мерки". Ама не би. Та сега да питам - когато спътник засече граждански гпс да се движи с 850км/ч, не му ли светва някаква червена лампа някъде ? От къде на къде ще се движи с такава скорост, и въобще този общодостъпен граждански гпс на самолет ли е качен, или на нещо друго летящо и натоварено с не много приятен товар ?

Просто ми е любопитно. Все си мисля че е логично да има някакво наблюдение над такива прояви ? Или спътника си обслужва всичко наред ?

[persuader]

До: GPS технология

Може би не съм те разбрал (тамън ставам).

Но спътника не може да засече граждански гпс - той е просто приемник приема каквото чуе и не излъчва нищо (гпс-а) се едно веф-че :>
по-странното е как тези които им е работата не са засекли граждански самолет движещ се извън курса с общо зето ясна траектория и не са му пратили 2-3 ракети от пво-тата около манхатън ...
а може би са засекли....

[Goblin]

До: GPS технология

За близнаците правилно си ме разбрал, баш за тях говорех. Виж за гпс-а съм съвсем бос, все си мислех че по някакъв начин самия гпс се идентифицира на спътника както телефон на клетка но така като се замисля си прав, все забравям че е само приемник. И все пак винаги ме е глождило. Не е работа това гражданска навигационна система да може да реагира при такива скорости, просто няма причина. Дето се вика при това положение по-добре да сложат някаква тапа в самия гпс...
А за самолета че не са го засекли - идея си нямаш какви заходи имат тия полети тука. Всеки самолет цепи яко право натам, и отбива встрани 2-3 минути преди да стигне до Манхатън - един от главните заходи е точно юг-север, право към южната част на Манхатън където бяха. И да са го засекли, точно са имали време да се почешат по тила. То чудото е че някой наистина не се е праснал преди това по случайност, а не че не са успели да спрат тези които са искали да се праснат. По местните мащаби, летището им за вътрешни полети (Ла Гуардия) е все едно в София да беше де да знам, в центъра на Овча Купел или Красна Поляна примерно.

[Ясен]

До: GPS технология

Спътникът не знае нищо за устройствата, които го използват! Той е само предавател! Е, приема данни и команди от Земята, но по други канали. Не през навигационните.

Грубо казано, спътникът през цялото време бърбори:
Ние сме 35 спътника, но два от нас не са наред, та не ги слушайте! Аз съм номер 5(примерно). Нашите орбитални параметри са: (све по списку, викат му алманах). В момента, доколкото ни съобщават от наземните станции, проходимостта на атмосферата за нашите радиовълни е: (следва табличка с данни, викат и WAAS). Точно време при мене: година, месец, ден, минута, секунда, хилядна и още по-точно, на който му се слуша! За неразбралите повтарям: и почва отначало.

Бърбори (почти) еднакво по два канала, единия кодиран , за да не го чуват всички, другия на всеослушание. От време на време спуска и още една табличка, списък на местата, където приборите са длъжни да работят зле или да не работят хич. Кодът за кодирания канал е известен само на НЯКОИ приемници. Двата канала могат да носят различна информация, а понякога некодирания го изключват съвсем, за назидание на тези, които не знаят кода за другия.

Приемникът пък е само слушател в купона на навигацията:
Надава ухо за приказките на спътниците. Прави сметки от разликите във точното време, което е чул от няколко спътника и тяхното положение според алманаха. Получава предварителен резултат. С този предварителен резултат гледа в табличката с WAAS данните, коригира времената от спътниците и пак го смята. Получава почти крайния резултат. После, ако е "сериозен" приемник, сверява резултата с табличката на забранените зони, и ако е там, му вкарва 100-200-1000 метра изкуствена грешка, която сам си измисля. Ако приемникът е "несериозен", руски, китайски или hand-made, последния момент от изчисленията понякога се пропуска. Познава се какъв е приемникът, с разходка из Вашингтон.

Начини да не работи "целата схема"
1. Отгоре да са я изключили - не могат да го направят за малък район, даже и да изключват спътниците над него, защото те са високо. Общо взето спират навигацията на 1-2 континента. Понякога го правят.
2. Да си в табличката със забранени зони, а приемникът да е склонен да я проверява, преди да ти каже резултата
3. Наблизо да има предавател в правилната честотна лента. Спътниците имат малка мощност (100 вата?) и са много далече, а камионът с големия генератор може да е съвсем наблизо.
4. Всякакви причини, обединени с определението "не нарочно"

Добавка: ГЛОНАСС е абсолютно същото. Имат дребни разлики в протокола на излъчването, честотите, попълване на броя спътници и политическия контрол.
Добавка 2: умишлената грешка вече се вкарва по нов начин - с грешни времена отгоре.

[Венцислав Петров]

До: GPS технология

Поздравления на автора за толкова ясното и перфектно, научно популярно изложение за същността на GPS технологията... Съветвам всеки който не е наясно с общите принципи за работа на GPS да го прочете много внимателно!

[Ясен]

До: GPS технология

...Не е работа това гражданска навигационна система да може да реагира при такива скорости, просто няма причина. Дето се вика при това положение по-добре да сложат някаква тапа в самия гпс...

Всъщност, цивилните GPS при самолетни скорости работят зле по чисто технически причини. Тапи в самия GPS приемник има, но те са само едно добро пожелание към всички производители. Шанс да контролираш производителите какво слагат в софтуера и какво - не, няма. Спецификациите са публични и всеки грамотен в тази област човек може да си направи GPS от достъпни компненти. От друга страна, вече има и ГЛОНАСС. Също с публична документация, достатъчна да си направиш приемник. Даже и комбиниран можеш да си направиш.

[Goblin]

До: GPS технология

Голямо мерси
Като никога ми стана ясно от пръв път, което говори за качеството на обяснението

[Стефан]

До: GPS технология

Едно от важните свойства на системата е че работи без запитване от потребителите. Единствения начин те да са произволен брой. За сравнение системата Такан, която осигурява високоточна локална навигация и работи в диалогов режим с бордовете които летят благодарение на нея, може да води едновременно хиляда приемника. Смята се че това е малко.
От несанкциониран достъп се пази със смяна на идентификационния код. Избира се един от 1029 възможни, и всеки приемник който не знае как да го открие и прочете ослепява. Изкуствената грешка или занижената точност се въвеждат от Земята. Или се влошава точността на корекцията на часовника, или нещо друго в алманаха. Това може да се прави на интервали от 30 до 2 минути, така че системата да започне да лъже съсредоточено над достатъчно малък район. Когато бомбардираха Югославия, грешките бяха много големи примерно до София, а на изток работеше обичайно. Колко ще бъде повлияно зависи и от приемника. По-умните цивилни също могат да компенсират това донякъде.
Първото поколение спътници бяха 50 ватови, сегашните са 200. Мощността на предавателите не може да се увеличи много освен заради енергетиката на спътника, и заради взаимното смущаване на сигналите. То не е пренебрежимо и за 50 вата. Всъщност, и военния и цивилния канал работят на две честоти едновременно. На едната тече алманаха, другата е 100 пъти по-ниска и по нея вървят навигационните параметри. И двете се смущават от средата в която се разпространяват, и за намаляване на грешката следящите филтри имат извънредно тясна полоса на пропускане - даже само 2 Херца. Едновременно с това се вземат мерки за стесняване на диаграмата на насоченост на антените. Така задачата за преднамерено смущаване на процеса става достатъчно тежка. Толкова повече, че бордовите станции за РЕП помагат, като търсят и пеленгират станциите за смущения. Това е друга история, но така или иначе силно защитените цели се атакуват без жпс-а. В прицелите се запомнят последните местоположения от преди началото на смущението, и каквото стане. Така безпилотните устройства се оказват всъщност неточни. В пилотираните точното прицелване и навигация става по другите бордови канали.
Ето примерно така жпса се оказва не добра система за микронавигация, и в частност за каране на джипове в планината Проблемите са три - интервалите на обновяване на информацията, грешката от отразените сигнали, и принципиалното отсъствие на информация за азимута. Тя може да се вземе например от системата Азтран, но това е друга апаратура и друга история

[Veni1]

До: GPS технология

Ясене, благодаря ти!!!

Отлично обяснение, просто чудесна лекция с чувство на лек академичен хумор.

Много точно и хубаво!!

[davc]

От: GPS технология

Видях тази тема през връзка от онази за точността. Имам един въпрос, може би лаишки, но който не знае - пита. Не става въпрос конкретно за GPS като технология, а за финансирането. Не вярвам американците да поемат целия масраф и от алтруизъм да предоставят услугата на целокупното човечество. Нещо вноски от производителите на "маймунките" ли, или как?

[chavdarlk]

От: GPS технология

Почти позна, "вноската" е включена в стойността на GPS чиповете.

[Ясен]

От: GPS технология

Видях тази тема през връзка от онази за точността. Имам един въпрос, може би лаишки, но който не знае - пита. Не става въпрос конкретно за GPS като технология, а за финансирането. Не вярвам американците да поемат целия масраф и от алтруизъм да предоставят услугата на целокупното човечество. Нещо вноски от производителите на "маймунките" ли, или как?

До преди 10-ина години събираха вноски. После спряха - ползите за тях от безплатното и широко използваното надвишават всякакви разумни вноски. Руснаците нямат и намерение да искат пари за тяхното.

И едните, и другите, за военни и изобщо държавни цели вече са заделили вагона с пари. Влиянието и/или изземването на влияние от другия, го получават безплатно, а ползите за транспорта се отразяват на хазната по косвени начини.