Introduktion till globala positioneringssystem

Har du någonsin tappat din plånbok och inte hittat den eller några av dina tillhörigheter du har missat och inte kunnat spåra? Det är här en global positioneringssystem kan komma ut och få dig att jubla. Idag är GPS en term som inte behöver mycket introduktion. GPS har varit en enorm del av vårt dagliga liv, från sökning till resor, lokalisering till att nå och från att hitta till spårning och anslutning. Sedan det amerikanska försvarsdepartementet startades 1973 i USA, har GPS redan gjort sin betydande plats i mänskligheten och har utan tvekan bevisat sin betydelse för var och en av oss.

GPS, som namnet antyder, Global Positioning System, berättar positionen för varje objekt globalt, dvs i förhållande till hela denna planet, planeten Jorden med hjälp av satellitnavigationssystem där en mängd satelliter som kretsar runt jorden är vana vid hitta ett objekt. Det låter dig veta var ett specifikt objekt exakt befinner sig för närvarande eller var beläget i det förflutna, dess hastighet åt gången, hela dagen, oavsett väderförhållanden, var som helst i världen.

Ursprungligen utvecklad för användning av USA: s militärtjänster gjordes den offentligt tillgänglig till en mycket låg kostnad. Idag är GPS-mottagare kopplade till alla typer av kommersiella produkter som mobiltelefoner, smartphones, klockor, bilar, cyklar osv. GPS har faktiskt gjorts så billigt att du bara kan använda det för ett litet objekt för att spåra det.

Arbeta med GPS (Global Positioning System)

GPS använder matematikprincipen ”trilateration” för att bestämma ett objekts position och det är ett system med mer än 30 satelliter som kretsar runt jorden.

De enheter som deltar i arbetet med GPS är:

  1. Satelliter (rymdsegmentet)
  2. Kontrollsystem (drivs av den amerikanska militären)
  3. signaler
  4. Signalmottagare (användarsegment - civila och militära användare med sina GPS-enheter med antenn)
  • Satelliternas position är känd från signalerna som de sänder till mottagaren.
  • Dessa signaler tas emot av de mottagare som är anslutna i de objekt som ska placeras.
  • Den viktiga punkten här är att minst fyra satelliter krävs för att få den exakta platsen för mottagaren på jorden.
  • 3 satelliter används för att spåra platsen.
  • Den fjärde satelliten används för att bekräfta satelliternas målplats.
  • GPS-mottagaren tar informationen från satelliten och använder metoden för triangulering för att bestämma användarens exakta position.

Fördelar och nackdelar med GPS

Nedan ges fördelar och nackdelar med Global Positioning Systems:

fördelar

  • Ett bra verktyg för militära, civila och kommersiella användare
  • Förarlösa bilar, Fordonsspårningssystem, GPS-baserade navigationssystem ger oss sväng för sväng & punkt till punkt-riktningar
  • GPS har en mycket snabb hastighet för att spåra ett objekt

nackdelar

  • Exakthetsproblem i stadsområden
  • Svaga signaler (så att det inte används mycket i vatten, inomhus eller täta områden)

Fel i globala positioneringssystem

GPS involverar satelliter, mottagare, signalöverföring mellan satelliter och mottagare. Så fel kan uppstå i någon av de ovannämnda tre enheterna.

  • Fel i signalutbredning

Som vi vet måste signalerna från GPS-satelliterna som kretsar runt jorden nå mottagaren och för det måste signalerna färdas genom jordens atmosfär. Först går signalerna via Ionosfären (den översta delen av atmosfären), sedan genom Troposfären (lägsta delen av atmosfären). Således påverkas en GPS-signal två gånger av atmosfären på grund av att det finns ett intervall av fel från noll till 30 meter i signalerna.

  • Satellitfel

Det första felet är satellitpositionfelet. Eftersom satelliternas position är en förutsägelse beräknad från de tidigare observationerna av satelliterna av GPS-kontrollstationerna, kan inte förutsägelserna göras med absolut noggrannhet, förutsägelserna är felaktiga.

Således är positionerna för satelliter som ingår i ”satellitmeddelandet” inte exakta på grund av att den beräknade objektplatsen ibland är felaktig.

För det andra finns det satellitklockfel. Eftersom atomklockorna som används i satelliterna inte är perfekta är mätningen av restid som tas av signalerna för att nå mottagarna, och området mellan satellit och mottagare är skadat.

  • Fel som uppstår hos mottagaren

Fyra huvudfel uppstår vid mottagaränden eller dess antenn:

1. Mottagarklockfel: En mottagare har också en klocka för att jämföra med klockan inuti satelliten för mätning av signalens restid. Den här klockan har fel som benämns ”mottagarklockfel”.

2. Mätbuller : Detta beror på typen av "linjal" som används för avståndsmätningar. GPS-signaler har 3 linjaler

  • Grov förvärvskod (C / A) -kod
  • P-kod
  • Transportfas

Dessa linjaler tillåter precision av några meter, några decimeter och några millimeter.

3. Flervägsfel: Dessa uppstår på grund av reflektion av signaler från byggnader eller andra föremål som stör de direkta signalerna som sänds av satelliter.

4. Fel i antennrörelsen: Dessa uppstår på grund av rörelse av antennens elektriska referenspunkt eller fascentrum medan signalerna tas emot från olika riktningar.

Begränsningar av globala positioneringssystem

Nedan följer några begränsningar av GPS:

1. Mottagning av signaler

Eftersom GPS-mottagaren kräver kontinuerlig signalmottagning från minst 4 GPS-satelliter, om det finns vatten, väggar, jord eller andra hinder i signalens resväg, kan inte signalerna tränga igenom dessa hinder. I sådana fall är GPS-satelliternas GPS-synlighet mycket begränsad. Precis som i stadsområden med stora skyskrapor saknas signalerna under en lång tid.

2. Noggrannhet

Alla system som involverar mätning har möjlighet till misstag. GPS är inte annorlunda än så. Eftersom mycket mätning är involverat i GPS finns det många möjligheter till felaktighet när det gäller att ge den exakta platsen för ett objekt.

3. Integritet

En mottagare begär information från satelliter, de skickar signaler som kallas ”satellitmeddelanden” till mottagaren som innehåller kodad information om satellitens avstånd från mottagaren, satelliternas position etc. När en mottagare får en kombinerad mätning från fyra satelliter kan den för att visa sin plats. Men om satellitpositionen beräknas fel eller räckvidden är fel, resulterar detta i en felaktig mottagarposition. Signalerna som är involverade i sådana problem benämns "felaktiga signaler". Dessa signaler påverkar integriteten på den plats som tillhandahålls användaren. En användare är inte medveten om att positionen är korrekt eller inte. Således rekommenderas det mycket att övervaka GPS-datorns integritet.

Slutsats

Det kan dras slutsatsen att beroende på GPS är bra men man bör alltid kontrollera noggrannheten i GPS-resultat. Det kan också observeras att noggrannheten kan ökas men till kostnader. Trots alla begränsningar och fel är GPS fortfarande det bästa positioneringssystemet idag.

Rekommenderade artiklar

Detta har varit en guide till Global Positioning Systems. Här diskuterar vi introduktion, arbete, begränsningar fördelar och nackdelar med GPS. Du kan också titta på följande artiklar för att lära dig mer–

  1. Vad är inbäddade system?
  2. Vad är systemdesign?
  3. Artificiell intelligensapplikationer
  4. Vad är vårmoln?

Kategori:

Mjukvaruutveckling