12 декември 2021 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ електроника ай-известната глобална навигационна система (Global Positioning System – GPS), първоначално наречена Navstar GPS, е спътниково базирана радионавигационна система – проект, стартиран от министерството на отбраната на САЩ през 1973 г. Първият прототипен спътник е изстрелян през 1978 г., а пълната конфигурация от 24 спътника започва да работи през 1993 г. До неотдавна единствена алтернатива, днес тя е една от няколкото действащи и бъдещи глобални навигационни системи (Global Navigation Satellite Systems – GNSS), които осигуряват прецизна геолокация и времева информация за наземни или намиращи се близко до земната повърхност обекти, имащи пряка видимост до 4 или повече сателита от системата. Нови проекти на NASA и други космически агенции разработват използването на GNSS дори за спътникова навигация, както и за навигация около и на Луната. Точността на основните параметри, осигурявани от GPS системата – местоположение, скорост и време, може да бъде ограничавана. И въпреки че това ограничение (SA – Selective availability или Dilution of Precision, DOP) e перманентно отменено през 2000 г., фактически то може и се въвежда по всяко време и на всяко място от оператора на системата. Това е фактор за разработката и пускането в действие и от други страни на собствени системи – BeiDou – Китай, Galileo – Европейски съюз, ГЛОНАСС – Русия, NavIC – Индия и QZSS – Япония (Табл. 1). Тук ще разглеждаме GNSS компоненти, които работятс публичните (некодирани и с по-малка точност) GNSS канали. За подобряване на времето на стартиране на GPS модулите се използватАGNSS (Assisted GNSS) системи – като данни и изчисления от предишна работа, или при наличност на интернет достъп – чрез извличане на нужната информация от безплатни сървъри, осигурени от производителя. Така времето за стартиране се съкращава до 30 пъти, достигайки до една или няколко секунди. За допълнително подобряване на точността се използват сателитно базирани системи (Satellite Based Augmentation Systems – SBAS) и земно базирани като RTK (Real time kinematic positioning) и DGPS (Differential GPS). SBAS системите подобряват точността чрез локални корекции (йоносферни, времеви и за орбитата), изправност на системата (бърза детекция и индикация на грешки), наличност на системата (ако сигнал за разстояние се излъчва от съответния SBAS спътник). Много важно за точността на подобни системи е използването на антени с голяма площ/висока чувствителност, както и осигуряването на максимална видимост към сателитите. В практиката RTK системите обикновенно работят с една или няколко статични и с точно определено местоположение базови станции (RTK basestation) и една или няколко мобилни, разположени върху движещите се обекти (RTK rover). Базовата станция излъчва към мобилните информация за местопoложението си и съоветната изчислена грешка, а мобилните станции сравняват приетото и собственото си локално измерване. Това помага за коригиране на различни грешки – атмосферни и други, при приемането на GNSS сигнала и осигурява точност до няколко сантиметра или дори по-малко (Фиг. 1). Съвременни компоненти за глобално позициониране GNSS - част I Димитър Колев Фиг. 1. Принцип на RTK система Н
RkJQdWJsaXNoZXIy Mzc3Mjk=