Глобальная система позиционирования
Страна/страны происхождения | Соединенные Штаты |
---|---|
Оператор(ы) | Космические силы США |
Тип | Военный, гражданский |
Статус | Оперативный |
Покрытие | Глобальный |
Точность | 30–500 см (0,98–16 футов) |
Размер созвездия | |
Номинальные спутники | 24 |
Текущие используемые спутники | 38 (32 в рабочем состоянии) |
Первый запуск | 22 февраля 1978 г |
Всего запусков | 75 |
Орбитальные характеристики | |
Режим(ы) | 6 MEO самолетов |
Высота орбиты | 20 180 км (12 540 миль) |
Орбитальный период | 1 ⁄ или 11 sd часов 58 минут |
Период повторного посещения | 1 звездный день |
Другие детали | |
Расходы | 12 миллиардов долларов [ 1 ] (начальное созвездие) 1,84 миллиарда долларов в год (2023 г.) [ 1 ] (эксплуатационные расходы) |
Веб-сайт | gps.gov |
Геодезия |
---|
Система глобального позиционирования ( GPS ), первоначально Navstar GPS , [ 2 ] — спутниковая радионавигационная система, принадлежащая правительству США и эксплуатируемая Космическими силами США . [ 3 ] Это одна из глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS), которая предоставляет о геолокации и информацию в времени GPS-приемнику любой точке Земли или вблизи нее, где есть беспрепятственная прямая видимость для четырех или более спутников GPS. [ 4 ] Он не требует от пользователя передачи каких-либо данных и работает независимо от приема телефона или Интернета, хотя эти технологии могут повысить полезность информации о местоположении GPS. Он предоставляет возможности критического позиционирования военным, гражданским и коммерческим пользователям по всему миру. Хотя правительство Соединенных Штатов создало, контролирует и обслуживает систему GPS, к ней свободно доступен каждый, у кого есть GPS-приемник. [ 5 ]
Обзор
[ редактировать ]Проект GPS был начат Министерством обороны США в 1973 году. Первый прототип космического корабля был запущен в 1978 году, а полная группировка из 24 спутников вступила в строй в 1993 году.
После того, как рейс 007 Korean Air Lines был сбит, когда он по ошибке вошел в советское воздушное пространство, президент Рональд Рейган объявил, что система GPS будет доступна для гражданского использования с 16 сентября года 1983 ; [ 6 ] однако первоначально это гражданское использование было ограничено средней точностью 100 метров (330 футов) за счет использования избирательной доступности (SA), преднамеренной ошибки, внесенной в данные GPS (которую военные приемники могли исправить).
По мере того, как гражданское использование GPS росло, необходимость устранения этой ошибки возрастала. Система SA была временно отключена во время войны в Персидском заливе , поскольку нехватка военных устройств GPS означала, что многие американские солдаты использовали гражданские устройства GPS, отправленные из дома. В 1990-х годах дифференциальные системы GPS Береговой охраны США , Федерального управления гражданской авиации и аналогичных агентств в других странах начали транслировать локальные поправки GPS, уменьшая эффект как деградации SA, так и атмосферных воздействий (которые также корректировали военные приемники). Военные США также разработали методы локального подавления GPS, а это означает, что возможность глобального ухудшения работы системы больше не нужна. В результате президент Билл Клинтон подписал закон, предписывающий отключить выборочную доступность 1 мая 2000 года ; [ 7 ] а в 2007 году правительство США объявило, что следующее поколение спутников GPS вообще не будет включать эту функцию.
Достижения в области технологий и новые требования к существующей системе теперь привели к усилиям по модернизации GPS и внедрению следующего поколения спутников GPS Block III и системы оперативного управления следующего поколения (OCX). [ 8 ] который был одобрен Конгрессом США в 2000 году. Когда функция выборочной доступности была прекращена, точность GPS составляла около 5 метров (16 футов). Приемники GPS, использующие диапазон L5, имеют гораздо более высокую точность - 30 сантиметров (12 дюймов), в то время как приемники для высокотехнологичных приложений, таких как инженерное дело и топографическая съемка, имеют точность в пределах см ( 3/4 дюйма 2 ) и может даже обеспечивать точность до субмиллиметра при длительных измерениях. [ 7 ] [ 9 ] [ 10 ] Потребительские устройства, такие как смартфоны, могут иметь точность до 4,9 м (16 футов) или выше при использовании со вспомогательными службами, такими как позиционирование по Wi-Fi . [ 11 ]
По состоянию на июль 2023 г. [update]18 спутников GPS транслируют сигналы L5, которые считаются предоперационными, прежде чем они будут транслироваться полным набором из 24 спутников в 2027 году. [ 12 ]
История
[ редактировать ]Проект GPS был запущен в США в 1973 году для преодоления ограничений предыдущих навигационных систем. [ 13 ] объединение идей нескольких предшественников, включая секретные инженерные исследования 1960-х годов. Министерство обороны США разработало систему, которая первоначально использовала 24 спутника для использования военными США, и стала полностью работоспособной в 1993 году. Гражданское использование было разрешено с 1980-х годов. Роджеру Л. Истону из Военно-морской исследовательской лаборатории , Ивану А. Геттингу из Аэрокосмической корпорации и Брэдфорду Паркинсону из Лаборатории прикладной физики . Его изобретение приписывают [ 14 ] Работа Глэдис Уэст по созданию математической геодезической модели Земли считается важной в развитии вычислительных методов определения положения спутников с точностью, необходимой для GPS. [ 15 ] [ 16 ]
Конструкция GPS частично основана на аналогичных наземных радионавигационных системах, таких как LORAN и Decca Navigator , разработанных в начале 1940-х годов.
В 1955 году Фридвардт Винтерберг предложил провести тест общей теории относительности — обнаружить замедление времени в сильном гравитационном поле с помощью точных атомных часов, размещенных на орбите внутри искусственных спутников. Специальная и общая теории относительности предсказали, что часы на спутниках GPS, наблюдаемые на Земле, идут на 38 микросекунд быстрее в день, чем на Земле. Конструкция GPS компенсирует эту разницу; потому что без этого в расчетных координатах GPS будут накапливаться ошибки до 10 километров в день (6 миль в день). [ 17 ]
Предшественники
[ редактировать ]Когда Советский Союз запустил свой первый искусственный спутник ( «Спутник-1 ») в 1957 году, два американских физики, Уильям Гайер и Джордж Вайффенбах, из Джона Хопкинса (APL) Университета Лаборатории прикладной физики решили контролировать его радиопередачи. [ 18 ] Через несколько часов они поняли, что благодаря эффекту Доплера они могут точно определить, где находится спутник на своей орбите. Директор APL предоставил им доступ к UNIVAC для выполнения необходимых тяжелых расчетов.
В начале следующего года Фрэнк МакКлюр, заместитель директора APL, попросил Гайера и Вайффенбаха исследовать обратную задачу: определение местоположения пользователя по данным спутника. (В то время военно-морской флот разрабатывал ракету «Поларис» , запускаемую с подводных лодок, которая требовала от них знания местоположения подводной лодки.) Это побудило их и APL разработать систему TRANSIT . [ 19 ] В 1959 году ARPA (переименованная в DARPA в 1972 году) также сыграла роль в TRANSIT. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]
ТРАНЗИТ впервые был успешно испытан в 1960 году. [ 23 ] Он использовал группировку из пяти спутников и мог обеспечивать навигационную точность примерно раз в час.
В 1967 году ВМС США разработали спутник Timation , который доказал возможность размещения точных часов в космосе — технологии, необходимой для GPS.
В 1970-х годах появилась наземная навигационная система «ОМЕГА» , основанная на фазовом сравнении передачи сигналов от пар станций. [ 24 ] стала первой в мире радионавигационной системой. Ограничения этих систем привели к необходимости создания более универсального навигационного решения с большей точностью.
Хотя существовали широкие потребности в точной навигации в военном и гражданском секторах, почти ни одна из них не рассматривалась как оправдание миллиардов долларов, которые потребовались бы на исследования, разработку, развертывание и эксплуатацию группировки навигационных спутников. Во время «холодной войны» гонки вооружений ядерная угроза существованию Соединённых Штатов была единственной необходимостью, которая, по мнению Конгресса Соединённых Штатов, оправдывала эти затраты. Именно этот сдерживающий эффект и послужил причиной финансирования GPS. Это также причина сверхсекретности того времени. Ядерная триада ВМС США состояла из баллистических ракет подводных лодок (БРПЛ) ВВС США (ВВС США) , стратегических бомбардировщиков и межконтинентальных баллистических ракет (МБР). считалось жизненно важным для политики ядерного сдерживания Точное определение позиции запуска БРПЛ, которое , повышало силу .
Точная навигация позволит подводным лодкам США с баллистическими ракетами точно определить свое положение до запуска своих БРПЛ. [ 25 ] ВВС США, располагающие двумя третями ядерной триады, также предъявляли требования к более точной и надежной навигационной системе. ВМС США и ВВС США параллельно разрабатывали собственные технологии для решения, по сути, одной и той же проблемы.
Для повышения живучести МБР было предложено использовать мобильные пусковые платформы (сравнимы с советскими СС-24 и СС-25 ), поэтому необходимость фиксации стартовой позиции имела сходство с ситуацией с БРПЛ.
В 1960 году ВВС предложили радионавигационную систему под названием MOSAIC (мобильная система точного управления межконтинентальными баллистическими ракетами), которая по сути представляла собой трехмерный ЛОРАН. Последующее исследование «Проект 57» было проведено в 1963 году, и «именно в этом исследовании родилась концепция GPS». В том же году эта концепция получила развитие как Проект 621Б, который обладал «многими качествами, которые вы сейчас видите в GPS». [ 26 ] и пообещал повысить точность бомбардировщиков ВВС, а также межконтинентальных баллистических ракет.
Обновления из системы Navy TRANSIT были слишком медленными для высоких скоростей работы ВВС. Лаборатория военно-морских исследований (NRL) продолжала совершенствовать свои спутники синхронизации (навигации по времени), первый из которых был запущен в 1967 году, второй — в 1969 году, третий — в 1974 году и вывел на орбиту первые атомные часы , а четвертый — в 1977 году. [ 27 ]
Еще один важный предшественник GPS пришел из другого подразделения вооруженных сил США. В 1964 году армия Соединенных Штатов вывела на орбиту свой первый спутник последовательного сопоставления дальности ( SECOR ), используемый для геодезической съемки. [ 28 ] Система SECOR включала в себя три наземных передатчика в известных местах, которые отправляли сигналы на спутниковый транспондер на орбите. Четвертая наземная станция, находящаяся в неопределенном положении, сможет затем использовать эти сигналы для точного определения своего местоположения. Последний спутник SECOR был запущен в 1969 году. [ 29 ]
Разработка
[ редактировать ]Благодаря этим параллельным разработкам в 1960-х годах стало понятно, что превосходную систему можно разработать путем синтеза лучших технологий 621B, Transit, Timation и SECOR в мультисервисной программе. ошибки орбитального положения спутников, вызванные, среди прочего, изменениями гравитационного поля и рефракции радара Необходимо было устранить . Команда, возглавляемая Гарольдом Л. Джури из аэрокосмического подразделения Pan Am во Флориде с 1970 по 1973 год, использовала для этого ассимиляцию данных в реальном времени и рекурсивную оценку, уменьшая систематические и остаточные ошибки до управляемого уровня, чтобы обеспечить точную навигацию. [ 30 ]
Во время выходных, посвященных Дню труда в 1973 году, на встрече около двенадцати офицеров в Пентагоне обсуждался вопрос создания оборонной навигационной спутниковой системы (DNSS) . Именно на этой встрече был создан настоящий синтез, который стал НГМ. Позже в том же году программа DNSS получила название «Навстар». [ 31 ] Navstar часто ошибочно считают аббревиатурой «Навигационная система, использующая время и дальность», но никогда не рассматривалась как таковая в Объединенном офисе программы GPS (TRW, возможно, когда-то выступала за другую навигационную систему, в которой использовалась бы эта аббревиатура). [ 32 ] Поскольку отдельные спутники были связаны с названием Navstar (как и в случае с предшественниками Transit и Timation), для идентификации созвездия спутников Navstar использовалось более полное имя, Navstar-GPS . [ 33 ] В период с 1978 по 1985 год было запущено десять прототипов спутников « Блок I » (дополнительный блок был уничтожен в результате неудачного запуска). [ 34 ]
Влияние ионосферы на радиопередачу исследовалось в геофизической лаборатории Кембриджской исследовательской лаборатории ВВС , переименованной в Лабораторию геофизических исследований ВВС (AFGRL) в 1974 году. AFGRL разработала модель Клобучара для расчета ионосферных поправок к местоположению GPS. [ 35 ] Следует отметить работу, проделанную австралийским ученым-космонавтом Элизабет Эссекс-Коэн в AFGRL в 1974 году. Она занималась искривлением путей радиоволн ( атмосферной рефракции ), пересекающих ионосферу от спутников NavSTAR. [ 36 ]
После того, как рейс 007 Korean Air Lines , Боинг 747 , на борту которого находились 269 человек, был сбит советским самолетом-перехватчиком после отклонения в запрещенном воздушном пространстве из-за навигационных ошибок, [ 37 ] В окрестностях Сахалина и островов Монерон президент Рональд Рейган издал директиву, согласно которой GPS была свободно доступна для гражданского использования, как только она будет достаточно развита, в качестве общего блага. [ 38 ] Первый спутник Block II был запущен 14 февраля 1989 года. [ 39 ] а 24-й спутник был запущен в 1994 году. Стоимость программы GPS на данный момент, не включая стоимость пользовательского оборудования, но включая затраты на запуск спутников, оценивается в 5 миллиардов долларов США (что эквивалентно 10 миллиардам долларов США в 2023 году). [ 40 ]
Первоначально сигнал самого высокого качества был зарезервирован для военного использования, а сигнал, доступный для гражданского использования, намеренно ухудшался в соответствии с политикой, известной как выборочная доступность . Ситуация изменилась 1 мая 2000 года, когда президент Билл Клинтон подписал политическую директиву об отключении выборочной доступности, чтобы обеспечить гражданским лицам ту же точность, которая была предоставлена военным. Директива была предложена министром обороны США Уильямом Перри в связи с повсеместным ростом услуг дифференциальной GPS со стороны частного сектора для повышения точности гражданских целей. Более того, американские военные разрабатывали технологии, позволяющие лишить потенциальных противников услуг GPS на региональной основе. [ 41 ] Выборочная доступность была удалена из архитектуры GPS, начиная с GPS-III.
С момента ее развертывания в США было реализовано несколько улучшений службы GPS, включая новые сигналы для гражданского использования и повышенную точность и целостность для всех пользователей, сохраняя при этом совместимость с существующим оборудованием GPS. Модернизация спутниковой системы является постоянной инициативой Министерства обороны США посредством серии приобретений спутников для удовлетворения растущих потребностей военных, гражданского населения и коммерческого рынка.
По состоянию на начало 2015 года высококачественные GPS-приемники службы стандартного позиционирования (SPS) обеспечивали горизонтальную точность более 3,5 метров (11 футов). [ 7 ] хотя на эту точность могут влиять многие факторы, такие как качество приемника и антенны, а также атмосферные проблемы.
GPS принадлежит и управляется правительством США как национальный ресурс. Министерство обороны является управляющим GPS. Межведомственный исполнительный совет GPS (IGEB) курировал вопросы политики GPS с 1996 по 2004 год. После этого президентским указом в 2004 году был создан Национальный исполнительный комитет по космическому позиционированию, навигации и синхронизации для консультирования и координации федеральных департаментов и агентств по вопросам, касающимся GPS и связанные с ним системы. [ 42 ] Исполнительный комитет совместно возглавляют заместители министров обороны и транспорта. В его состав входят должностные лица эквивалентного уровня из Государственного департамента, Министерства торговли и внутренней безопасности, Объединенного комитета начальников штабов и НАСА . Компоненты исполнительного аппарата президента участвуют в работе исполнительного комитета в качестве наблюдателей, а председатель Федеральной комиссии по связи участвует в качестве связующего звена.
По закону Министерство обороны США обязано «поддерживать стандартную службу позиционирования (как определено в федеральном плане радионавигации и спецификации сигналов стандартной службы позиционирования), которая будет доступна на постоянной, всемирной основе», и «разрабатывать меры по предотвращению враждебное использование GPS и ее дополнений без неоправданного нарушения или ухудшения гражданского использования».
Сроки и модернизация
[ редактировать ]Блокировать | Запуск период |
Запуски спутников | В настоящее время на орбите и здоровый | |||
---|---|---|---|---|---|---|
Успех | Отказ | В подготовка |
Планируется | |||
я | 1978–1985 | 10 | 1 | 0 | 0 | 0 |
II | 1989–1990 | 9 | 0 | 0 | 0 | 0 |
ИМА | 1990–1997 | 19 | 0 | 0 | 0 | 0 |
БИХ | 1997–2004 | 12 | 1 | 0 | 0 | 7 |
ИИР-М | 2005–2009 | 8 | 0 | 0 | 0 | 7 |
ИИФ | 2010–2016 | 12 | 0 | 0 | 0 | 12 |
IIIА | 2018– | 6 | 0 | 4 | 0 | 6 |
IIIF | — | 0 | 0 | 0 | 22 | 0 |
Общий | 76 | 2 | 4 | 22 | 32 | |
(Последнее обновление: 3 сентября 2023 г.) США-203 из Блока ИИР-М нездоров. |
- В 1972 году Центральный испытательный центр инерциального наведения ВВС США (авиабаза Холломан) провел опытно-конструкторские летные испытания четырех прототипов GPS-приемников в Y-конфигурации над ракетным полигоном Уайт-Сэндс с использованием наземных псевдоспутников. [ 47 ]
- В 1978 году был запущен первый экспериментальный GPS-спутник Block-I. [ 34 ]
- В 1983 году, после того как советский самолет-перехватчик сбил гражданский авиалайнер KAL 007 , который вторгся в запрещенное воздушное пространство из-за навигационных ошибок, в результате чего погибли все 269 человек на борту, президент США Рональд Рейган объявил, что GPS будет доступна для гражданского использования, как только она будет завершена. [ 48 ] [ 49 ] хотя еще в 1979 году было публично известно, что код CA (грубый код/код сбора данных) будет доступен гражданским пользователям. [ 50 ] [ 51 ]
- К 1985 году для проверки концепции было запущено еще десять экспериментальных спутников Block-I.
- Начиная с 1988 года командование и управление этими спутниками было передано из Онидзука AFS , Калифорния, во 2-ю эскадрилью управления спутниками (2SCS), расположенную на базе ВВС Фалькон в Колорадо-Спрингс, Колорадо . [ 52 ] [ 53 ]
- 14 февраля 1989 года был запущен первый современный спутник Block-II.
- Война в Персидском заливе с 1990 по 1991 год была первым конфликтом, в котором военные широко использовали GPS. [ 54 ]
- В 1991 году проект DARPA по созданию миниатюрного приемника GPS успешно завершился, заменив предыдущие военные приемники весом 16 кг (35 фунтов) полностью цифровым портативным приемником GPS весом 1,25 кг (2,8 фунта). [ 21 ]
- В 1991 году была основана TomTom , голландский производитель спутниковой навигации.
- В 1992 году 2-е космическое крыло , первоначально управлявшее системой, было дезактивировано и заменено 50-м космическим крылом .
- К декабрю 1993 года GPS достигла начальной эксплуатационной готовности (IOC) с полной группировкой (24 спутника) и предоставлением службы стандартного позиционирования (SPS). [ 55 ]
- Полная эксплуатационная готовность (FOC) была объявлена Космическим командованием ВВС (AFSPC) в апреле 1995 года, что означает полную доступность безопасной военной службы точного позиционирования (PPS). [ 55 ]
- В 1996 году, признавая важность GPS для гражданских пользователей, а также для военных, президент США Билл Клинтон издал политическую директиву. [ 56 ] объявление GPS системой двойного назначения и создание Межведомственного исполнительного совета GPS для управления ею как национальным достоянием.
- В 1998 году вице-президент США Эл Гор объявил о планах модернизировать GPS двумя новыми гражданскими сигналами для повышения точности и надежности пользователя, особенно в отношении авиационной безопасности, а в 2000 году Конгресс США санкционировал эти усилия, назвав их GPS III. .
- 2 мая 2000 г. «Выборочная доступность» была прекращена в результате указа 1996 г., что позволило гражданским пользователям получать сигнал без ухудшения качества по всему миру.
- В 2004 году правительство США подписало соглашение с Европейским сообществом о сотрудничестве в области GPS и европейской системы Galileo .
- В 2004 году президент США Джордж Буш обновил национальную политику и заменил исполнительный совет Национальным исполнительным комитетом по космическому позиционированию, навигации и времени. [ 57 ]
- В ноябре 2004 года компания Qualcomm объявила об успешных испытаниях системы GPS для мобильных телефонов . [ 58 ]
- В 2005 году был запущен первый модернизированный спутник GPS, который начал передавать второй гражданский сигнал (L2C) для повышения производительности пользователей. [ 59 ]
- 14 сентября 2007 г. устаревшая система управления наземным сегментом на базе мэйнфрейма была переведена на новый План развития архитектуры. [ 60 ]
- США 19 мая 2009 года Счетная палата правительства опубликовала отчет, предупреждающий, что некоторые спутники GPS могут выйти из строя уже в 2010 году. [ 61 ]
- 21 мая 2009 года Космическое командование ВВС развеяло опасения по поводу сбоя GPS, заявив: «Существует лишь небольшой риск, что мы не продолжим превышать наши стандарты производительности». [ 62 ]
- 11 января 2010 года обновление наземных систем управления вызвало несовместимость программного обеспечения с 8000–10 000 военными приемниками, произведенными подразделением Trimble Navigation Limited из Саннивейл, Калифорния. [ нужны разъяснения ] [ 63 ]
- 25 февраля 2010 г. [ 64 ] ВВС США заключили контракт с компанией Raytheon на разработку системы оперативного управления GPS следующего поколения (OCX), которая позволит повысить точность и доступность навигационных сигналов GPS и станет важной частью модернизации GPS.
Награды
[ редактировать ]10 февраля 1993 года Национальная ассоциация аэронавтики выбрала команду GPS победителями трофея Роберта Дж. Кольера 1992 года , самой престижной авиационной награды США. В эту команду входят исследователи из Военно-морской исследовательской лаборатории, ВВС США, Аэрокосмической корпорации , Rockwell International Corporation и компании IBM Federal Systems. Эта награда присуждается им «за наиболее значительное достижение в области безопасной и эффективной навигации и наблюдения за воздушными и космическими аппаратами с момента внедрения радионавигации 50 лет назад».
Два разработчика GPS получили Национальной инженерной академии премию Чарльза Старка Дрейпера за 2003 год:
- Иван Геттинг , почетный президент корпорации и инженер Массачусетского технологического института , заложил основу для GPS, усовершенствовав Радиопомощь наземную радиосистему времен Второй мировой войны под названием LORAN действия для дальнего ( навигации Аэрокосмической ) .
- Брэдфорд Паркинсон , профессор аэронавтики и астронавтики в Стэнфордском университете , задумал нынешнюю спутниковую систему в начале 1960-х годов и разработал ее совместно с ВВС США. Паркинсон прослужил в ВВС двадцать один год, с 1957 по 1978 год, и вышел в отставку в звании полковника.
Разработчик GPS Роджер Л. Истон получил Национальную медаль технологий 13 февраля 2006 года. [ 65 ]
Фрэнсис X. Кейн (полковник ВВС США в отставке) был введен в Зал славы пионеров космической и ракетной техники ВВС США на авиабазе Лэкленд в Сан-Антонио, штат Техас, 2 марта 2010 г. за его роль в разработке космических технологий и инженерных разработках. Концепция проектирования ГНС выполнена в рамках проекта 621Б.
В 1998 году технология GPS была занесена в Космического фонда Зал славы космических технологий . [ 66 ]
4 октября 2011 года Международная астронавтическая федерация (IAF) вручила Глобальной системе позиционирования (GPS) награду в честь 60-летия, номинированную членом IAF, Американским институтом аэронавтики и астронавтики (AIAA). Комитет по наградам и наградам IAF признал уникальность программы GPS и образцовую роль, которую она сыграла в построении международного сотрудничества на благо человечества. [ 67 ]
6 декабря 2018 года Глэдис Уэст была введена в Зал славы пионеров космической и ракетной техники ВВС в знак признания ее работы над чрезвычайно точной геодезической моделью Земли, которая в конечном итоге использовалась для определения орбиты созвездия GPS. [ 68 ]
12 февраля 2019 года четыре члена-основателя проекта были награждены Премией королевы Елизаветы в области инженерии, а председатель совета по награждению заявил: «Инженерия — это основа цивилизации; другой основы не существует; она заставляет вещи происходить. И это именно то, что сделали сегодняшние лауреаты – они сделали вещи возможными. Они в значительной степени переписали инфраструктуру нашего мира». [ 69 ]
Принципы
[ редактировать ]Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Март 2015 г. ) |
Спутники GPS несут очень стабильные атомные часы , которые синхронизированы друг с другом и с эталонными атомными часами на наземных станциях управления; любое отклонение часов на борту спутников от эталонного времени, поддерживаемого на наземных станциях, регулярно корректируется. [ 70 ] Так как скорость радиоволн ( скорость света ) [ 71 ] постоянна и не зависит от скорости спутника, временная задержка между передачей сигнала спутником и его приемом наземной станцией пропорциональна расстоянию от спутника до наземной станции. Благодаря информации о расстоянии, собранной с нескольких наземных станций, координаты местоположения любого спутника в любое время могут быть рассчитаны с большой точностью.
Каждый спутник GPS хранит точную запись своего положения и времени и непрерывно передает эти данные. На основе данных, полученных от нескольких спутников GPS , GPS-приемник конечного пользователя может рассчитать свое собственное четырехмерное положение в пространстве-времени ; Однако, как минимум, четыре спутника должны находиться в поле зрения приемника, чтобы он мог вычислить четыре неизвестных величины (три координаты положения и отклонение собственных часов от спутникового времени). [ 72 ]
Более подробное описание
[ редактировать ]Каждый спутник GPS постоянно передает сигнал ( несущую волну с модуляцией ), который включает в себя:
- Псевдослучайный код (последовательность единиц и нулей) , известный получателю. Путем выравнивания по времени версии кода, сгенерированной приемником, и версии кода, измеренной приемником, время прибытия (TOA) определенной точки в кодовой последовательности, называемой эпохой, можно найти на шкале времени часов приемника.
- Сообщение, которое включает время передачи (TOT) эпохи кода (в шкале времени GPS) и положение спутника в это время.
Концептуально приемник измеряет TOA (по собственным часам) четырех спутниковых сигналов. Из TOA и TOT приемник формирует четыре значения времени полета (TOF), которые (с учетом скорости света) примерно эквивалентны дальностям между приемником и спутником плюс разница во времени между приемником и спутниками GPS, умноженная на скорость света. которые называются псевдодиапазонами. Затем приемник вычисляет свое трехмерное положение и отклонение часов на основе четырех TOF.
На практике положение приемника (в трехмерных декартовых координатах с началом в центре Земли) и смещение часов приемника относительно времени GPS вычисляются одновременно с использованием уравнений навигации для обработки TOF.
Местоположение решения, ориентированного на Землю, обычно преобразуется в широту , долготу и высоту относительно эллипсоидальной модели Земли. Затем высоту можно преобразовать в высоту относительно геоида , которая по сути является средним уровнем моря. Эти координаты могут отображаться, например, на движущейся карте , или записываться или использоваться какой-либо другой системой, например системой наведения транспортного средства.
Пользовательско-спутниковая геометрия
[ редактировать ]Хотя концептуальные разницы во времени прибытия (TDOA) обычно не формируются явно при обработке приемника, они определяют геометрию измерения. Каждый TDOA соответствует гиперболоиду вращения (см. Мультилатерация ). Линия, соединяющая два задействованных спутника (и ее продолжения), образует ось гиперболоида. Приемник расположен в точке пересечения трех гиперболоидов. [ 73 ] [ 74 ]
Иногда неправильно говорят, что местоположение пользователя находится на пересечении трёх сфер. Хотя это проще визуализировать, это имеет место только в том случае, если приемник имеет часы, синхронизированные с часами спутников (т. е. приемник измеряет истинную дальность до спутников, а не разницу дальностей). Пользователь, имеющий часы, синхронизированные со спутниками, получает заметные преимущества в производительности. Прежде всего, для расчета местоположения необходимы только три спутника. Если бы неотъемлемой частью концепции GPS было то, что всем пользователям необходимо было иметь при себе синхронизированные часы, можно было бы развернуть меньшее количество спутников, но стоимость и сложность пользовательского оборудования увеличились бы.
Ресивер в непрерывном режиме
[ редактировать ]Приведенное выше описание представляет собой ситуацию запуска приемника. Большинство приемников имеют алгоритм отслеживания , иногда называемый трекером , который объединяет наборы спутниковых измерений, собранных в разное время — по сути, используя тот факт, что последовательные положения приемников обычно расположены близко друг к другу. После обработки набора измерений трекер прогнозирует местоположение приемника, соответствующее следующему набору спутниковых измерений. Когда собираются новые измерения, приемник использует схему взвешивания для объединения новых измерений с прогнозом трекера. В общем, трекер может (а) улучшить точность положения и времени приемника, (б) отклонить неверные измерения и (в) оценить скорость и направление приемника.
Недостатком трекера является то, что изменения скорости или направления могут быть вычислены только с задержкой, и это полученное направление становится неточным, когда расстояние, пройденное между двумя измерениями положения, падает ниже или близко к случайной ошибке измерения положения. Устройства GPS могут использовать измерения доплеровского сдвига полученных сигналов для точного расчета скорости. [ 75 ] В более продвинутых навигационных системах в дополнение к GPS используются дополнительные датчики, такие как компас или инерциальная навигационная система .
Ненавигационные приложения
[ редактировать ]Для точной навигации GPS требуется наличие четырех или более спутников. Решение навигационных уравнений дает положение приемника, а также разницу между временем, отображаемым на бортовых часах приемника, и истинным временем суток, тем самым устраняя необходимость в более точных и, возможно, непрактичных часах на основе приемника. . Приложения для GPS, такие как передача времени , синхронизация сигналов светофора и синхронизация базовых станций сотовых телефонов , используют эту дешевую и очень точную синхронизацию. Некоторые приложения GPS используют это время для отображения или, за исключением базовых расчетов положения, не используют его вообще.
Хотя для нормальной работы требуется четыре спутника, в особых случаях их может быть меньше. Если одна переменная уже известна, приемник может определить ее положение, используя только три спутника. Например, корабль в открытом океане обычно имеет известную высоту, близкую к 0 м , а высота самолета может быть известна. [ а ] Некоторые приемники GPS могут использовать дополнительные подсказки или предположения, такие как повторное использование последней известной высоты, счисление пути , инерциальная навигация или включение информации от компьютера автомобиля, чтобы определить (возможно, ухудшенное) положение, когда видно менее четырех спутников. [ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]
Структура
[ редактировать ]Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Март 2015 г. ) |
Текущая GPS состоит из трех основных сегментов. Это космический сегмент, сегмент управления и пользовательский сегмент. [ 51 ] Космические силы США развивают, обслуживают и управляют космическими сегментами и сегментами управления. Спутники GPS передают сигналы из космоса, и каждый приемник GPS использует эти сигналы для расчета своего трехмерного местоположения (широта, долгота и высота) и текущего времени. [ 79 ]
Космический сегмент
[ редактировать ]Космический сегмент (КС) состоит из 24–32 спутников или космических аппаратов (КА), находящихся на средней околоземной орбите , а также включает в себя адаптеры полезной нагрузки для ускорителей, необходимые для их запуска на орбиту. Первоначально проект GPS предусматривал 24 космических корабля, по восемь каждый на трех примерно круговых орбитах . [ 80 ] но это было изменено до шести орбитальных плоскостей по четыре спутника в каждой. [ 81 ] Шесть плоскостей орбиты имеют наклон Земли примерно 55° (наклон относительно экватора ) и разделены прямым восхождением восходящего узла на 60° (угол вдоль экватора от точки отсчета до пересечения орбиты). [ 82 ] Орбитальный период составляет половину звездных суток , т. е . 11 часов 58 минут, так что спутники проходят над одними и теми же местами. [ 83 ] или почти те же места [ 84 ] каждый день. Орбиты расположены так, что как минимум шесть спутников всегда находятся в пределах прямой видимости со всей поверхности Земли (см. анимацию справа). [ 85 ] Результатом достижения этой цели является то, что четыре спутника расположены на каждой орбите неравномерно (90°). В общих чертах угловая разница между спутниками на каждой орбите составляет 30 °, 105 °, 120 ° и 105 ° друг от друга, что в сумме составляет 360 °. [ 86 ]
На орбите на высоте примерно 20 200 км (12 600 миль); радиус орбиты примерно 26 600 км (16 500 миль), [ 87 ] каждый космический корабль совершает два полных оборота за каждый звездный день , повторяя каждый день один и тот же наземный маршрут . [ 88 ] Это было очень полезно во время разработки, поскольку даже при наличии всего четырех спутников правильное выравнивание означает, что все четыре спутника видны из одной точки в течение нескольких часов каждый день. В военных операциях повторение наземного маршрута может использоваться для обеспечения хорошего покрытия в зонах боевых действий.
По состоянию на февраль 2019 г. [update], [ 89 ] В созвездии GPS 31 спутник , 27 из которых используются в данный момент, а остальные находятся в режиме ожидания. 32-й был запущен в эксплуатацию в 2018 году, но по состоянию на июль 2019 года все еще находится на стадии оценки. Еще больше выведенных из эксплуатации спутников находятся на орбите и доступны в качестве запасных частей. Дополнительные спутники повышают точность вычислений GPS-приемника, обеспечивая избыточные измерения. С увеличением количества спутников группировка была изменена на неравномерную. Было показано, что такое расположение повышает точность, но также повышает надежность и доступность системы по сравнению с единой системой при выходе из строя нескольких спутников. [ 90 ] Благодаря расширенной группировке девять спутников обычно видны в любое время из любой точки Земли с чистым горизонтом, что обеспечивает значительную избыточность по сравнению с минимум четырьмя спутниками, необходимыми для позиции.
Контрольный сегмент
[ редактировать ]Сегмент управления (CS) состоит из:
- главная станция управления (MCS),
- альтернативная главная станция управления,
- четыре выделенные наземные антенны и
- шесть специализированных станций мониторинга.
MCS также может получить доступ к наземным антеннам спутниковой сети управления (SCN) (для дополнительных возможностей управления и контроля) и NGA ( Национальное агентство геопространственной разведки станциям мониторинга ). Траектории полета спутников отслеживаются специальными станциями мониторинга Космических сил США на Гавайях, атолле Кваджалейн , острове Вознесения , Диего-Гарсия , Колорадо-Спрингс, Колорадо и мысе Канаверал , а также общими станциями мониторинга NGA, работающими в Англии, Аргентине, Эквадоре, Бахрейне. , Австралия и Вашингтон, округ Колумбия. [ 91 ] Информация отслеживания отправляется в MCS на базе космических сил Шривер в 25 км (16 миль) к востоку-юго-востоку от Колорадо-Спрингс, которая находится в ведении 2-й эскадрильи космических операций (2 SOPS) Космических сил США. Затем 2 SOPS регулярно связываются с каждым спутником GPS, предоставляя навигационные обновления, используя выделенные или общие (AFSCN) наземные антенны (выделенные наземные антенны GPS расположены в Кваджалейне , острове Вознесения , Диего-Гарсии и мысе Канаверал ). Эти обновления синхронизируют атомные часы на борту спутников с точностью до нескольких наносекунд и корректируют эфемериды внутренней орбитальной модели каждого спутника. Обновления создаются с помощью фильтра Калмана , который использует данные наземных станций мониторинга, информацию о космической погоде и различные другие входные данные. [ 92 ]
Когда орбита спутника корректируется, он помечается как неработоспособный , поэтому приемники его не используют. После маневра инженеры отслеживают новую орбиту с земли, загружают новые эфемериды и снова отмечают исправность спутника.
Сегмент управления операциями (OCS) в настоящее время служит сегментом управления записью. Он обеспечивает эксплуатационные возможности, которые поддерживают пользователей GPS и поддерживают работоспособность и производительность GPS в соответствии со спецификациями.
OCS успешно заменила устаревший мейнфрейм 1970-х годов на базе ВВС Шривер в сентябре 2007 года. После установки система помогла обеспечить модернизацию и обеспечить основу для новой архитектуры безопасности, которая поддерживала вооруженные силы США.
OCS будет продолжать оставаться рекордной наземной системой управления до появления нового сегмента — системы управления операциями GPS следующего поколения. [ 8 ] (OCX), полностью разработан и функционален. Министерство обороны США заявило, что новые возможности, предоставляемые OCX, станут краеугольным камнем для революционного изменения возможностей GPS, позволяя Космическим силам США значительно улучшить оперативные услуги GPS для боевых сил США, гражданских партнеров и множества внутренних и международных пользователей. [ 93 ] [ 94 ] Программа GPS OCX также позволит сократить затраты, сроки и технические риски. Он предназначен для обеспечения 50% [ 95 ] экономия затрат на поддержание деятельности за счет эффективной архитектуры программного обеспечения и логистики, ориентированной на производительность. Кроме того, ожидается, что GPS OCX будет стоить на миллионы меньше, чем стоимость модернизации OCS, но при этом обеспечит в четыре раза больше возможностей.
Программа GPS OCX представляет собой важнейшую часть модернизации GPS и обеспечивает значительные улучшения в обеспечении информации по сравнению с текущей программой GPS OCS.
- OCX будет иметь возможность контролировать и управлять устаревшими спутниками GPS, а также спутниками следующего поколения GPS III, обеспечивая при этом полный спектр военных сигналов.
- Создан на основе гибкой архитектуры, которая может быстро адаптироваться к меняющимся потребностям сегодняшних и будущих пользователей GPS, обеспечивая немедленный доступ к данным GPS и состоянию созвездия посредством защищенной, точной и надежной информации.
- Предоставляет бойцу более надежную, полезную и прогнозируемую информацию для повышения осведомленности о ситуации.
- Обеспечивает новые модернизированные сигналы (L1C, L2C и L5) и поддерживает M-код, чего не может сделать устаревшая система.
- Обеспечивает значительные улучшения в обеспечении безопасности информации по сравнению с текущей программой, включая обнаружение и предотвращение кибератак, а также изоляцию, сдерживание и функционирование во время таких атак.
- Поддерживает более громкие возможности и возможности управления и контроля почти в реальном времени.
14 сентября 2011 г. [ 96 ] ВВС США объявили о завершении предварительного анализа проекта GPS OCX и подтвердили, что программа OCX готова к следующему этапу разработки. Программа GPS OCX пропустила важные этапы и перенесла ее запуск на 2021 год, на 5 лет позже первоначального срока. По данным Счетной палаты правительства, в 2019 году крайний срок до 2021 года выглядел шатким. [ 97 ]
Реализация проекта по-прежнему откладывалась в 2023 году, и его первоначальный сметный бюджет (по состоянию на июнь 2023 года) превысил 73%. [ 98 ] [ 99 ] В конце 2023 года Фрэнк Калвелли, помощник министра ВВС по космическим приобретениям и интеграции, заявил, что проект, по оценкам, будет запущен где-то летом 2024 года. [ 100 ]
Пользовательский сегмент
[ редактировать ]Сегмент пользователей (США) состоит из сотен тысяч военных пользователей США и их союзников безопасной службы точного позиционирования GPS, а также десятков миллионов гражданских, коммерческих и научных пользователей службы стандартного позиционирования. Как правило, приемники GPS состоят из антенны, настроенной на частоты, передаваемые спутниками, приемников-процессоров и высокостабильных часов (часто кварцевого генератора ). Они также могут включать в себя дисплей для предоставления пользователю информации о местоположении и скорости.
Приемники GPS могут иметь вход для дифференциальных поправок в формате RTCM SC-104. Обычно это порт RS-232 со скоростью 4800 бит/с. На самом деле данные передаются с гораздо меньшей скоростью, что ограничивает точность сигнала, отправляемого с использованием RTCM. [ нужна ссылка ] Приемники с внутренними приемниками DGPS могут превосходить те, которые используют внешние данные RTCM. [ нужна ссылка ] По состоянию на 2006 год [update]Даже недорогие устройства обычно включают в себя приемники глобальной системы расширения (WAAS).
Многие GPS-приемники могут передавать данные о местоположении на ПК или другое устройство по протоколу NMEA 0183 . Хотя этот протокол официально определен Национальной ассоциацией морской электроники (NMEA), [ 101 ] ссылки на этот протокол были собраны из общедоступных источников, что позволяет инструментам с открытым исходным кодом, таким как gpsd, читать протокол, не нарушая законов об интеллектуальной собственности. [ нужны разъяснения ] Существуют также другие проприетарные протоколы, такие как протоколы SiRF и MTK . Приемники могут взаимодействовать с другими устройствами, используя такие методы, как последовательное соединение, USB или Bluetooth .
Приложения
[ редактировать ]Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Март 2015 г. ) |
Хотя изначально GPS был военным проектом, он считается технологией двойного назначения , что означает, что он также имеет важное гражданское применение.
GPS стала широко распространенным и полезным инструментом для торговли, научных целей, отслеживания и наблюдения. Точное время GPS облегчает повседневные действия, такие как банковские операции, операции с мобильными телефонами и даже контроль электросетей, обеспечивая хорошо синхронизированное ручное переключение. [ 79 ]
Гражданский
[ редактировать ]Многие гражданские приложения используют один или несколько из трех основных компонентов GPS: абсолютное местоположение, относительное движение и передачу времени.
- Любительское радио : синхронизация часов необходима для нескольких цифровых режимов, таких как FT8 , FT4 и JS8; также используется с APRS для отчетов о местоположении; часто имеет решающее значение при обеспечении связи в чрезвычайных ситуациях и при стихийных бедствиях.
- Атмосфера : изучение задержек в тропосфере (восстановление содержания водяного пара) и задержек в ионосфере (восстановление количества свободных электронов). [ 102 ] Восстановление смещений земной поверхности вследствие нагрузки атмосферным давлением. [ 103 ]
- Астрономия : данные как позиционной, так и часовой синхронизации используются в астрометрии и небесной механике , а также в точном определении орбиты. [ 104 ] GPS также используется как в любительской астрономии с использованием небольших телескопов, так и в профессиональных обсерваториях для поиска внесолнечных планет .
- Автоматизированное транспортное средство : применение местоположения и маршрутов для легковых и грузовых автомобилей, чтобы они могли работать без водителя-человека.
- Картография : как гражданские, так и военные картографы широко используют GPS.
- Сотовая телефония : синхронизация часов обеспечивает передачу времени, что имеет решающее значение для синхронизации его кодов расширения с другими базовыми станциями для облегчения передачи обслуживания между ячейками и поддержки гибридного определения местоположения GPS/сотовой связи для мобильных экстренных вызовов и других приложений. Первые телефоны со встроенным GPS были выпущены в конце 1990-х годов. США В 2002 году Федеральная комиссия по связи (FCC) санкционировала эту функцию либо в трубке, либо в вышках (для использования в триангуляции), чтобы службы экстренной помощи могли обнаружить абонентов службы экстренной помощи. Сторонние разработчики программного обеспечения позже получили доступ к API-интерфейсам GPS от Nextel при запуске, за ним последовали Sprint в 2006 году и вскоре после этого Verizon .
- Синхронизация часов : точность сигналов времени GPS (±10 нс) [ 105 ] уступает только атомным часам, на которых они основаны, и используется в таких приложениях, как GPS-дисциплинированные генераторы .
- Помощь при стихийных бедствиях / экстренные службы : многие службы экстренной помощи зависят от GPS для определения местоположения и времени.
- с GPS Радиозонды и сбрасываемые зонды : измеряют и рассчитывают атмосферное давление, скорость и направление ветра на высоте до 27 км (89 000 футов) от поверхности Земли.
- Радиозатмение для целей науки о погоде и атмосфере. [ 106 ]
- Отслеживание автопарка : используется для идентификации, обнаружения и ведения отчетов о контактах с одним или несколькими транспортными средствами автопарка в режиме реального времени.
- Геодезия : определение параметров ориентации Земли, включая суточное и субсуточное движение полюсов, [ 107 ] и изменчивость продолжительности дня, [ 108 ] Центр масс Земли - движение геоцентра, [ 109 ] и параметры гравитационного поля низкой степени. [ 110 ]
- Геозенс : системы слежения за транспортными средствами , системы слежения за людьми и системы слежения за домашними животными используют GPS для обнаружения устройств, прикрепленных к человеку, транспортному средству или домашнему животному или переносимых им. Приложение может обеспечивать непрерывное отслеживание и отправлять уведомления, если цель покидает обозначенную (или «огороженную») зону. [ 111 ]
- Геотегирование : применяет координаты местоположения к цифровым объектам, таким как фотографии (в данных Exif ) и другим документам, например, для создания наложений на карты с помощью таких устройств, как Nikon GP-1.
- GPS-отслеживание самолетов
- GPS для горнодобывающей промышленности : использование RTK GPS значительно улучшило некоторые операции по добыче полезных ископаемых, такие как бурение, экскавация, отслеживание транспортных средств и геодезия. RTK GPS обеспечивает точность позиционирования на уровне сантиметра. [ 112 ] [ 113 ]
- Анализ данных GPS : можно объединить данные GPS от нескольких пользователей, чтобы понять модели движения, общие траектории и интересные места. [ 114 ] Данные GPS сегодня используются в транспортной и аварийно-спасательной технике для прогнозирования мобильности в обычных ситуациях и ситуациях эвакуации (например, ураганах, лесных пожарах, землетрясениях). [ 115 ] [ 116 ] [ 117 ] [ 118 ]
- GPS-туры : местоположение определяет, какой контент отображать; например, информация о приближающейся достопримечательности.
- Психическое здоровье : отслеживание психического здоровья и коммуникабельности. [ 119 ]
- Навигация : навигаторы ценят точные цифровые измерения скорости и ориентации, а также точные положения в реальном времени с поддержкой коррекции орбиты и часов. [ 120 ]
- Определение орбиты низкоорбитальных спутников с установленным на борту GPS-приемником, например GOCE , [ 121 ] ГРЕЙС , Джейсон-1 , Джейсон-2 , TerraSAR-X , TanDEM-X , ЧЕМПИОН , Страж-3 , [ 122 ] и некоторые кубсаты, например CubETH .
- Векторные измерения : GPS обеспечивает высокоточную временную метку измерений энергосистемы, что позволяет вычислять вектора .
- Отдых : например, геокэшинг , геодашинг , рисование GPS , разметка маршрутов и другие виды мобильных игр с определением местоположения , такие как Pokémon Go .
- Системы отсчета : реализация и уплотнение наземных систем отсчета. [ 123 ] в рамках Глобальной системы геодезических наблюдений. Совместное размещение в космосе спутниковой лазерной локации [ 124 ] и микроволновые наблюдения [ 125 ] для получения глобальных геодезических параметров. [ 126 ] [ 127 ]
- Робототехника : самонавигационные, автономные роботы, использующие датчики GPS, [ 128 ] которые вычисляют широту, долготу, время, скорость и курс.
- Спорт : используется в футболе и регби для контроля и анализа тренировочной нагрузки. [ 129 ]
- Геодезия : геодезисты используют абсолютные местоположения для создания карт и определения границ собственности.
- Тектоника : GPS позволяет осуществлять прямое измерение разломов при землетрясениях . Между землетрясениями GPS можно использовать для измерения земной коры . движения и деформации [ 130 ] для оценки накопления сейсмической деформации для создания сейсмической опасности . карт
- Телематика : технология GPS, интегрированная с компьютерами и технологиями мобильной связи в автомобильных навигационных системах .
Ограничения на гражданское использование
[ редактировать ]Правительство США контролирует экспорт некоторых гражданских приемников. Все приемники GPS, способные работать на высоте более 60 000 футов (18 км) над уровнем моря и на скорости 1 000 узлов (500 м/с; 2 000 км/ч; 1 000 миль в час), или спроектированные или модифицированные для использования с беспилотными ракетами и самолетами, классифицируются как боеприпасы. (оружие) — что означает, что для них требуются экспортные лицензии Государственного департамента . [ 131 ] Это правило применимо даже к чисто гражданским подразделениям, которые получают только частоту L1 и код C/A (грубый/приобретение).
Отключение работы сверх этих пределов освобождает ствольную коробку от классификации как боеприпаса. Интерпретации поставщиков различаются. Правило касается работы как на заданной высоте, так и на заданной скорости, но некоторые приемники перестают работать даже в неподвижном состоянии. Это вызвало проблемы с запуском некоторых любительских радиозондов, которые регулярно достигают 30 км (100 000 футов).
Эти ограничения применяются только к единицам или компонентам, экспортируемым из США. Растет торговля различными компонентами, включая устройства GPS из других стран. Они продаются без ITAR .
Военный
[ редактировать ]По состоянию на 2009 год военные приложения GPS включают:
- Навигация. Солдаты используют GPS для поиска целей даже в темноте или на незнакомой территории, а также для координации движения войск и снабжения. В вооруженных силах США командиры используют Digital Assistant командира , а нижние чины используют Digital Assistant солдата . [ 132 ]
- Координация радиочасов со скачкообразной перестройкой частоты. Военные радиосистемы, использующие режимы скачкообразной перестройки частоты , такие как SINCGARS и HAVEQUICK , требуют, чтобы все радиостанции в сети имели одинаковый входной сигнал времени на свои внутренние часы (+/-4 секунды в случае SINCGARS) для находиться на правильной частоте в данный момент времени. Военные GPS-приемники, такие как прецизионный легкий GPS-приемник (PLGR) и усовершенствованный GPS-приемник обороны (DAGR), используются радистами в радиосети для правильного ввода точного времени на внутренние часы радиостанции. Более современные военные радиостанции имеют внутренние GPS-приемники, которые автоматически синхронизируют внутренние часы.
- Отслеживание целей: различные системы военного вооружения используют GPS для отслеживания потенциальных наземных и воздушных целей, прежде чем пометить их как враждебные. [ нужна ссылка ] Эти системы вооружения передают координаты цели высокоточным боеприпасам, что позволяет им точно поражать цели. Военные самолеты, особенно летательные аппараты класса «воздух-земля» , используют GPS для поиска целей.
- Наведение ракет и снарядов: GPS позволяет точно наводить на цель различное боевое оружие, включая межконтинентальные баллистические ракеты , крылатые ракеты , высокоточные боеприпасы и артиллерийские снаряды . Встроенные GPS-приемники, способные выдерживать ускорение до 12 000 g. [ 133 ] или около 118 км/с 2 (260 000 миль в час / с) были разработаны для использования в 155-миллиметровых (6,1 дюйма) гаубичных снарядах. [ 134 ]
- Поиск и спасение.
- Разведка: движением патруля можно управлять более тщательно.
- Спутники GPS несут набор детекторов ядерного взрыва, состоящий из оптического датчика, называемого бхангметром , рентгеновского датчика, дозиметра и датчика электромагнитного импульса (ЭМИ) (W-сенсор), которые составляют большую часть территории Соединенных Штатов. Система обнаружения ядерного взрыва . [ 135 ] [ 136 ] Генерал Уильям Шелтон заявил, что будущие спутники могут отказаться от этой функции в целях экономии денег. [ 137 ]
Навигация типа GPS была впервые использована на войне во время войны в Персидском заливе в 1991 году , до того, как GPS была полностью разработана в 1995 году, для помощи коалиционным силам в навигации и выполнении маневров во время войны. Война также продемонстрировала уязвимость GPS к помехам , когда иракские войска установили на вероятных целях устройства глушения, которые излучали радиопомехи, нарушая прием слабого сигнала GPS. [ 138 ]
Уязвимость GPS к помехам представляет собой угрозу, которая продолжает расти по мере роста оборудования и опыта создания помех. [ 139 ] [ 140 ] Сообщалось, что сигналы GPS на протяжении многих лет глушились много раз в военных целях. Похоже, что Россия преследует несколько целей такого подхода, таких как запугивание соседей и одновременное подрыв доверия к их зависимости от американских систем, продвижение своей альтернативы ГЛОНАСС, срыв западных военных учений и защита активов от дронов. [ 141 ] Китай использует помехи, чтобы отпугнуть американские самолеты наблюдения вблизи спорных островов Спратли . [ 142 ] Северная Корея провела несколько крупных операций по подавлению помех вблизи своей границы с Южной Кореей и на море, что нарушило полеты, морские и рыболовные операции. [ 143 ] Вооруженные силы Ирана нарушили работу GPS гражданского авиалайнера, рейса PS752 , когда тот сбил самолет. [ 144 ] [ 145 ]
Во время российско-украинской войны боеприпасы с GPS-наведением, предоставленные Украине странами НАТО, значительно чаще выходили из строя из-за российской радиоэлектронной борьбы. Эффективность поражения целей артиллерийскими снарядами «Эскалибур» снизилась с 70% до 6%, поскольку Россия адаптировала свои действия по радиоэлектронной борьбе. [ 146 ]
Хронометраж
[ редактировать ]Дополнительные секунды
[ редактировать ]Хотя большинство часов определяют время по всемирному координированному времени (UTC), атомные часы на спутниках настроены на время GPS . Разница в том, что время GPS не корректируется в соответствии с вращением Земли, поэтому оно не содержит новых дополнительных секунд или других поправок, которые периодически добавляются к UTC. Время GPS было установлено в соответствии с UTC в 1980 году, но с тех пор оно отклонилось. Отсутствие поправок означает, что время GPS остается на постоянном смещении относительно Международного атомного времени (TAI) (TAI – GPS = 19 секунд). В бортовые часы вносятся периодические поправки, чтобы обеспечить их синхронизацию с наземными часами. [ 77 ] : Раздел 1.2.2
Сообщение GPS-навигации включает разницу между временем GPS и временем UTC. По состоянию на январь 2017 г. [update] Время GPS на 18 секунд опережает время UTC из-за дополнительной секунды, добавленной к UTC 31 декабря 2016 года. [ 147 ] Приемники вычитают это смещение из времени GPS для расчета UTC и значений конкретного часового пояса. Новые устройства GPS могут не показывать правильное время UTC до тех пор, пока не получат сообщение о смещении UTC. Поле смещения GPS-UTC может содержать 255 дополнительных секунд (восемь бит).
Точность
[ редактировать ]Время GPS теоретически имеет точность около 14 наносекунд из-за отклонения часов относительно международного атомного времени , которое испытывают атомные часы в передатчиках GPS. [ 148 ] Большинство приемников теряют некоторую точность в интерпретации сигналов и имеют точность лишь около 100 наносекунд. [ 149 ] [ 150 ]
Релятивистские поправки
[ редактировать ]GPS реализует две основные поправки к своим сигналам времени для релятивистских эффектов: одну для относительной скорости спутника и приемника, используя специальную теорию относительности, и одну для разницы в гравитационном потенциале между спутником и приемником, используя общую теорию относительности. Ускорение спутника также можно рассчитать независимо как поправку, в зависимости от цели, но обычно эффект уже учитывается в первых двух поправках. [ 151 ] [ 152 ]
Формат
[ редактировать ]В отличие от формата года, месяца и дня в григорианском календаре , дата GPS выражается в виде номера недели и числа секунд в неделе. Номер недели передается в виде десятибитного поля в навигационных сообщениях C/A и P(Y), поэтому он снова становится нулевым каждые 1024 недели (19,6 года). Нулевая неделя GPS началась в 00:00:00 UTC (00:00:19 TAI) 6 января 1980 г., а номер недели снова стал нулевым впервые в 23:59:47 UTC 21 августа 1999 г. (00 :00:19 ТАИ, 22 августа 1999 г.). Это произошло во второй раз в 23:59:42 UTC 6 апреля 2019 года. Чтобы определить текущую дату по григорианскому календарю, GPS-приемнику необходимо предоставить приблизительную дату (с точностью до 3584 дней), чтобы правильно преобразовать сигнал даты GPS. Чтобы решить эту проблему в будущем, в модернизированном сообщении гражданской навигации GPS (CNAV) будет использоваться 13-битное поле, которое повторяется только каждые 8 192 недели (157 лет), то есть до 2137 года (157 лет после нулевой недели GPS).
Коммуникация
[ редактировать ]Навигационные сигналы, передаваемые спутниками GPS, кодируют различную информацию, включая положение спутников, состояние внутренних часов и работоспособность сети. Эти сигналы передаются на двух отдельных несущих частотах, общих для всех спутников в сети. Используются две разные кодировки: общедоступная кодировка, обеспечивающая навигацию с более низким разрешением, и зашифрованная кодировка, используемая военными США. [ 153 ]
Формат сообщения
[ редактировать ]Формат GPS-сообщения Подрамники Описание 1 Спутниковые часы,
соотношение времени по GPS2–3 Эфемериды
(точная орбита спутника)4–5 Компонент альманаха
(обзор спутниковой сети,
исправление ошибок)
Каждый спутник GPS непрерывно передает навигационное сообщение на частотах L1 (C/A и P/Y) и L2 (P/Y) со скоростью 50 бит в секунду (см. скорость передачи данных ). Каждое полное сообщение занимает 750 секунд ( 12 + 1 ⁄ минуты) для завершения. Структура сообщения имеет базовый формат кадра длиной 1500 бит, состоящего из пяти подкадров, причем каждый подкадр имеет длину 300 бит (6 секунд). Подкадры 4 и 5 перекоммутируются по 25 раз каждый, так что для полного сообщения данных требуется передача 25 полных кадров. Каждый подкадр состоит из десяти слов длиной 30 бит каждое. Таким образом, если 300 бит в подкадре умножить на 5 подкадров в кадре на 25 кадров в сообщении, длина каждого сообщения составит 37 500 бит. При скорости передачи 50 бит/с это дает 750 секунд для передачи всего сообщения альманаха (GPS) . Каждый 30-секундный кадр начинается ровно на той минуте или полминуты, которые указывают атомные часы на каждом спутнике. [ 154 ]
Первый подкадр каждого кадра кодирует номер недели и время внутри недели. [ 155 ] а также данные о исправности спутника. Второй и третий подкадры содержат эфемериды – точную орбиту спутника. Четвертый и пятый подкадры содержат альманах , который содержит приблизительную информацию об орбите и состоянии максимум 32 спутников в группировке, а также данные, связанные с коррекцией ошибок. Таким образом, чтобы получить точное местоположение спутника из этого переданного сообщения, приемник должен демодулировать сообщение от каждого спутника, который он включает в свое решение, в течение 18–30 секунд. Чтобы собрать все переданные альманахи, получатель должен демодулировать сообщение в течение 732–750 секунд или 12 + 1/2 минуты . [ 156 ]
Все спутники вещают на одних и тех же частотах, кодируя сигналы с использованием уникального множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), чтобы приемники могли отличать отдельные спутники друг от друга. В системе используются два различных типа кодирования CDMA: код грубого обнаружения (C/A), доступный широкой публике, и точный код (P(Y)), который зашифрован таким образом, что только военные США и другие Страны НАТО, которым был предоставлен доступ к коду шифрования, могут получить к нему доступ. [ 157 ]
Эфемериды обновляются каждые 2 часа и достаточно стабильны в течение 4 часов, с возможностью обновления каждые 6 часов или дольше в неноминальных условиях. Альманах обновляется обычно каждые 24 часа. Кроме того, данные за несколько последующих недель загружаются в случае обновлений передачи, которые задерживают загрузку данных. [ нужна ссылка ]
Спутниковые частоты
[ редактировать ]Обзор частоты GPS [ 158 ] : 607 Группа Частота Описание Л1 1575,42 МГц Коды грубого обнаружения (C/A) и коды точности шифрования (P(Y)), а также гражданские коды L1 ( L1C ) и военные (M) на спутниках Block III и более новых. Л2 1227,60 МГц Код P(Y), а также коды L2C и военные коды на спутниках Block IIR-M и более новых. Л3 1381,05 МГц Используется для обнаружения ядерного взрыва (NUDET). Л4 1379,913 МГц Изучается на предмет дополнительной ионосферной коррекции. Л5 1176,45 МГц Используется в качестве сигнала гражданской безопасности (SoL) на спутниках Block IIF и более новых.
Все спутники вещают на одних и тех же двух частотах: 1,57542 ГГц (сигнал L1) и 1,2276 ГГц (сигнал L2). Спутниковая сеть использует технологию расширения спектра CDMA. [ 158 ] : 607 где данные сообщения с низкой скоростью передачи данных кодируются с помощью высокоскоростной псевдослучайной последовательности (PRN), которая различна для каждого спутника. Получатель должен знать коды PRN для каждого спутника, чтобы восстановить фактические данные сообщения. Код C/A для гражданского использования передает данные со скоростью 1,023 миллиона чипов в секунду, тогда как код P для использования в военных целях США передает со скоростью 10,23 миллиона чипов в секунду. Фактическая внутренняя опорная частота спутников составляет 10,22999999543 МГц для компенсации релятивистских эффектов . [ 159 ] [ 160 ] которые заставляют наблюдателей на Земле воспринимать иную привязку времени по сравнению с передатчиками на орбите. Несущая L1 модулируется как кодами C/A, так и P, тогда как несущая L2 модулируется только кодом P. [ 86 ] Код P может быть зашифрован как так называемый код P(Y), который доступен только для военной техники с соответствующим ключом дешифрования. Коды C/A и P(Y) сообщают пользователю точное время суток.
Сигнал L3 на частоте 1,38105 ГГц используется для передачи данных со спутников на наземные станции. Эти данные используются Системой обнаружения ядерных детонаций США (NUDET) (USNDS) для обнаружения, определения местоположения и сообщения о ядерных взрывах (NUDET) в атмосфере Земли и ближнем космосе. [ 161 ] Одним из способов применения является обеспечение соблюдения договоров о запрещении ядерных испытаний.
Полоса L4 на частоте 1,379913 ГГц изучается для дополнительной ионосферной коррекции. [ 158 ] : 607
Полоса частот L5 на частоте 1,17645 ГГц была добавлена в процессе модернизации GPS . Эта частота попадает в защищенный на международном уровне диапазон для воздушной навигации, обещающий незначительные помехи или их полное отсутствие при любых обстоятельствах. Первый спутник Block IIF, передающий этот сигнал, был запущен в мае 2010 года. [ 162 ] 5 февраля 2016 года был запущен 12-й и последний спутник Block IIF. [ 163 ] L5 состоит из двух компонентов несущей, которые находятся в квадратуре по фазе друг с другом. Каждый компонент несущей представляет собой двухфазный ключ (BPSK), модулированный отдельной последовательностью битов. «L5, третий гражданский сигнал GPS, в конечном итоге будет поддерживать приложения безопасности человеческой жизни в авиации и обеспечит повышенную доступность и точность». [ 164 ]
Этот раздел необходимо обновить . ( май 2021 г. ) |
был предоставлен условный отказ В 2011 году компании LightSquared от предоставления услуг наземного широкополосного доступа в диапазоне L1. Хотя LightSquared подала заявку на лицензию на работу в диапазоне 1525–1559 еще в 2003 году и была вынесена на общественное обсуждение, FCC попросила LightSquared сформировать исследовательскую группу с сообществом GPS для тестирования GPS-приемников и выявления проблем, которые могут возникают из-за большей мощности сигнала наземной сети LightSquared. Сообщество GPS не возражало против приложений LightSquared (ранее MSV и SkyTerra) до ноября 2010 года, когда LightSquared подала заявку на изменение своего разрешения на использование вспомогательного наземного компонента (ATC). Эта заявка (SAT-MOD-20101118-00239) представляла собой запрос на передачу на несколько порядков большей мощности в той же полосе частот для наземных базовых станций, по сути перепрофилируя то, что должно было быть «тихим районом» для сигналов из космоса, как эквивалент сотовой сети. Тестирование, проведенное в первой половине 2011 года, показало, что влияние диапазона нижних 10 МГц на устройства GPS минимально (затрагивается менее 1% от общего числа устройств GPS). Верхние 10 МГц, предназначенные для использования LightSquared, могут оказывать некоторое влияние на устройства GPS. Существует некоторая обеспокоенность тем, что это может серьезно ухудшить сигнал GPS для многих потребительских целей. [ 165 ] [ 166 ] Журнал Aviation Week сообщает, что последние испытания (июнь 2011 г.) подтверждают «значительные помехи» GPS системой LightSquared. [ 167 ]
Демодуляция и декодирование
[ редактировать ]Поскольку все спутниковые сигналы модулируются на одной и той же несущей частоте L1, после демодуляции сигналы необходимо разделить. Это делается путем присвоения каждому спутнику уникальной двоичной последовательности , известной как код Голда . Сигналы декодируются после демодуляции с использованием добавления кодов Голда, соответствующих спутникам, контролируемым приемником. [ 168 ] [ 169 ]
Если информация альманаха была получена ранее, приемник выбирает спутники для прослушивания по их PRN, уникальным номерам в диапазоне от 1 до 32. Если информация альманаха отсутствует в памяти, приемник входит в режим поиска до тех пор, пока не будет получена блокировка. на одном из спутников. Для получения захвата необходимо, чтобы от приемника до спутника была беспрепятственная прямая видимость. Затем приемник может получить альманах и определить спутники, которые ему следует прослушивать. Обнаружив сигнал каждого спутника, он идентифицирует его по отдельному шаблону кода C/A. Перед первой оценкой положения может возникнуть задержка до 30 секунд из-за необходимости считывания данных эфемерид.
Обработка навигационного сообщения позволяет определить время передачи и положение спутника в этот момент. Для получения дополнительной информации см. «Демодуляция и декодирование», «Дополнительно» .
Уравнения навигации
[ редактировать ]Постановка задачи
[ редактировать ]Приемник использует сообщения, полученные от спутников, для определения положения спутников и времени отправки. Компоненты , y и z положения спутника и отправленного времени ( s ) обозначаются как [ xi , yi , zi , si x ], где нижний индекс i обозначает спутник и имеет значение 1, 2, . .., n , где n ≥ 4. Когда время приема сообщения, указанное часами бортового приемника, , истинное время приема , где b — отклонение часов приемника от гораздо более точных часов GPS, используемых спутниками. Смещение часов приемника одинаково для всех принимаемых спутниковых сигналов (при условии, что все спутниковые часы идеально синхронизированы). Время прохождения сообщения составляет , где s i — спутниковое время. Предполагая, что сообщение передается со скоростью света c , пройденное расстояние равно .
Для n спутников должны удовлетворяться следующие уравнения:
где d i — геометрическое расстояние или дальность между приемником и спутником i (значения без индексов — это компоненты x, y и z положения приемника):
Определение псевдодальностей как , мы видим, что это предвзятые версии истинного диапазона:
Поскольку в уравнениях есть четыре неизвестных [ x, y, z, b ] — три компонента положения GPS-приемника и смещения часов — для попытки решения этих уравнений необходимы сигналы как минимум от четырех спутников. Их можно решить алгебраическими или численными методами. Существование и уникальность решений GPS обсуждаются Абеллом и Чаффи. [ 73 ] Когда n больше четырех, эта система переопределена и метод подгонки необходимо использовать .
Величина ошибок в результатах варьируется в зависимости от местоположения принимаемых спутников на небе, поскольку определенные конфигурации (когда принимаемые спутники находятся близко друг к другу на небе) вызывают большие ошибки. Приёмники обычно рассчитывают текущую оценку ошибки в вычисленной позиции. Это делается путем умножения основного разрешения приемника на величины, называемые коэффициентами геометрического размытия положения (GDOP), рассчитываемые на основе относительных направлений неба используемых спутников. [ 172 ] Местоположение приемника выражается в определенной системе координат, например широте и долготе, с использованием WGS 84 геодезической системы координат или системы, зависящей от страны. [ 173 ]
Геометрическая интерпретация
[ редактировать ]Уравнения GPS могут быть решены численными и аналитическими методами. Геометрические интерпретации могут улучшить понимание этих методов решения.
Сферы
[ редактировать ]Измеренные диапазоны, называемые псевдодальностями, содержат ошибки часов. В упрощенной идеализации, в которой дальности синхронизированы, эти истинные дальности представляют собой радиусы сфер, каждая из которых сосредоточена на одном из передающих спутников. Тогда решение положения приемника находится на пересечении поверхностей этих сфер; см. трилатерацию (в более общем смысле, мультилатерацию истинного диапазона). Требуются сигналы как минимум от трех спутников, и их три сферы обычно пересекаются в двух точках. [ 174 ] Одна из точек — это местоположение приемника, а другая быстро перемещается при последовательных измерениях и обычно не находится на поверхности Земли.
На практике, помимо смещения часов, существует множество источников неточностей, включая случайные ошибки, а также потенциальную потерю точности из-за вычитания близких друг к другу чисел, если центры сфер расположены относительно близко друг к другу. Это означает, что положение, рассчитанное только по трем спутникам, вряд ли будет достаточно точным. Данные с большего количества спутников могут помочь из-за тенденции к нейтрализации случайных ошибок, а также из-за большего разброса между центрами сфер. Но в то же время другие сферы вообще не будут пересекаться в одной точке. Таким образом, ближайшее пересечение вычисляется, как правило, с помощью метода наименьших квадратов. Чем больше сигналов доступно, тем точнее будет аппроксимация.
Гиперболоиды
[ редактировать ]псевдодальность между приемником и спутником i и псевдодальность между приемником и спутником j Если вычесть , p i - p j , общее смещение часов приемника ( b ) уравновешивается, что приводит к разнице расстояний d i - d j . Геометрическое место точек, имеющих постоянную разницу расстояний до двух точек (здесь, двух спутников), представляет собой гиперболу на плоскости и гиперболоид вращения (точнее, двуполостный гиперболоид ) в трехмерном пространстве (см. Мультилатерация ). Таким образом, по результатам четырех измерений псевдодальностей приемник можно разместить на пересечении поверхностей трех гиперболоидов, каждый с фокусами на паре спутников. При наличии дополнительных спутников многочисленные пересечения не обязательно уникальны, и вместо этого ищется наиболее подходящее решение. [ 73 ] [ 74 ] [ 175 ] [ 176 ] [ 177 ] [ 178 ]
Вписанная сфера
[ редактировать ]Положение приемника можно интерпретировать как центр вписанной сферы (внутренней сферы) радиуса bc , определяемого смещением часов приемника b (масштабируемым скоростью света c ). Расположение внутрисферы таково, что она соприкасается с другими сферами. Описывающие сферы центрированы на спутниках GPS, радиусы которых равны измеренным псевдодальностьм p i . Эта конфигурация отличается от описанной выше, в которой радиусы сфер представляли собой несмещенные или геометрические диапазоны d i . [ 177 ] : 36–37 [ 179 ]
Гиперконусы
[ редактировать ]Часы в приемнике обычно не такого качества, как часы на спутниках, и не будут точно синхронизированы с ними. Это создает псевдодальности с большими различиями по сравнению с истинными расстояниями до спутников. Поэтому на практике разница во времени между часами приемника и временем спутника определяется как неизвестное смещение часов b . Затем уравнения решаются одновременно для положения приемника и смещения тактового сигнала. Пространство решений [ x, y, z, b ] можно рассматривать как четырехмерное пространство-время , и необходимы сигналы как минимум от четырех спутников. В этом случае каждое из уравнений описывает гиперконус (или сферический конус), [ 180 ] с острием, расположенным на спутнике, и основанием в виде сферы вокруг спутника. Приемник находится на пересечении четырех и более таких гиперконусов.
Методы решения
[ редактировать ]Наименьшие квадраты
[ редактировать ]Если доступно более четырех спутников, в расчете могут использоваться четыре лучших или более четырех одновременно (вплоть до всех видимых спутников), в зависимости от количества каналов приемника, возможностей обработки и геометрического снижения точности (GDOP).
Использование более четырех предполагает переопределенную систему уравнений без единственного решения; такая система может быть решена методом наименьших квадратов или методом взвешенных наименьших квадратов. [ 170 ]
Итеративный
[ редактировать ]Как уравнения для четырех спутников, так и уравнения наименьших квадратов для более четырех спутников являются нелинейными и требуют специальных методов решения. Распространенный подход заключается в итерации линеаризованной формы уравнений, такой как алгоритм Гаусса – Ньютона .
Первоначально GPS была разработана с учетом использования численного метода наименьших квадратов, т. е. до того, как были найдены решения в замкнутой форме.
Закрытая форма
[ редактировать ]Одно решение приведенной выше системы уравнений в замкнутой форме было разработано С. Бэнкрофтом. [ 171 ] [ 181 ] Его свойства хорошо известны; [ 73 ] [ 74 ] [ 182 ] в частности, сторонники утверждают, что он превосходит с низким ВВП . итеративные методы наименьших квадратов в ситуациях [ 181 ]
Метод Бэнкрофта является алгебраическим, а не численным, и может использоваться для четырех и более спутников. При использовании четырех спутников ключевыми этапами являются обращение матрицы 4х4 и решение квадратного уравнения с одной переменной. Метод Бэнкрофта дает одно или два решения для неизвестных величин. Когда их два (обычно так), только один является разумным решением для околоземного пространства. [ 171 ]
Когда приемник использует для решения более четырех спутников, Бэнкрофт использует обобщенное обратное (т. е. псевдообратное) для поиска решения. Было доказано, что итерационные методы, такие как подход алгоритма Гаусса – Ньютона для решения переопределенных нелинейных задач наименьших квадратов, обычно обеспечивают более точные решения. [ 183 ]
Лейк и др. (2015) утверждает, что «решение Бэнкрофта (1985) является очень ранним, если не первым, решением в закрытой форме». [ 184 ] Позже были опубликованы и другие решения в закрытой форме: [ 185 ] [ 186 ] хотя их принятие на практике неясно.
Источники ошибок и анализ
[ редактировать ]Анализ ошибок GPS исследует источники ошибок в результатах GPS и ожидаемый размер этих ошибок. GPS корректирует ошибки часов приемника и другие эффекты, но некоторые остаточные ошибки остаются неисправленными. Источники ошибок включают измерения времени прибытия сигнала, численные расчеты, атмосферные эффекты (ионосферные/тропосферные задержки), данные эфемерид и часов, многолучевые сигналы, а также естественные и искусственные помехи. Величина остаточных ошибок от этих источников зависит от геометрического снижения точности. Искусственные ошибки могут возникнуть в результате постановки помех устройствам и представлять угрозу для кораблей и самолетов. [ 187 ] или из-за преднамеренного ухудшения сигнала из-за избирательной доступности, которая ограничивала точность до ≈ 6–12 м (20–40 футов), но была отключена с 1 мая 2000 года. [ 188 ] [ 189 ]
Повышение точности и съемка
[ редактировать ]Эта статья требует внимания специалиста по географии . Конкретная проблема заключается в следующем: возможно дублирование ссылок на один и тот же фазовый материал, особенно. между RTK и отслеживанием фазы несущей. ( март 2020 г. ) |
Улучшение GNSS относится к методам, используемым для повышения точности информации о местоположении, предоставляемой глобальной системой позиционирования или другими глобальными навигационными спутниковыми системами в целом, сетью спутников, используемых для навигации.
Методы повышения точности основаны на интеграции внешней информации в процесс расчета. Существует множество таких систем, и они обычно называются или описываются в зависимости от того, как датчик GPS получает информацию. Некоторые системы передают дополнительную информацию об источниках ошибок (например, дрейф часов, эфемериды или ионосферная задержка ), другие обеспечивают прямые измерения того, насколько сигнал был отключен в прошлом, а третья группа предоставляет дополнительную навигационную информацию или информацию о транспортном средстве, которую необходимо интегрировать. в процесс расчета.Нормативные вопросы спектра, касающиеся GPS-приемников
[ редактировать ]В Соединенных Штатах приемники GPS регулируются правилами Федеральной комиссии по связи (FCC), часть 15 . Как указано в руководствах к устройствам с поддержкой GPS, продаваемым в США, как устройство, соответствующее Части 15, оно «должно принимать любые получаемые помехи, включая помехи, которые могут вызвать нежелательную работу». [ 190 ] Что касается, в частности, устройств GPS, FCC заявляет, что производители приемников GPS «должны использовать приемники, которые разумно дискриминируют прием сигналов за пределами выделенного им спектра». [ 191 ] В течение последних 30 лет приемники GPS работали в диапазоне мобильной спутниковой службы и без каких-либо проблем дискриминировали прием мобильных спутниковых служб, таких как Inmarsat.
Спектр, выделенный для использования GPS L1 FCC, составляет от 1559 до 1610 МГц, в то время как спектр, выделенный для использования в режиме «спутник-земля», принадлежащий Lightsquared, является диапазоном мобильной спутниковой службы. [ 192 ] С 1996 года FCC разрешила лицензировать использование спектра, соседнего с диапазоном GPS от 1525 до 1559 МГц, компании Вирджинии LightSquared из . 1 марта 2001 года FCC получила заявку от предшественника LightSquared, Motient Services, на использование выделенных им частот для интегрированной спутниково-наземной службы. [ 193 ] В 2002 году Совет отрасли GPS США заключил соглашение о внеполосных излучениях (OOBE) с LightSquared, чтобы предотвратить передачу сигналов наземных станций LightSquared в соседний диапазон GPS от 1559 до 1610 МГц. [ 194 ] В 2004 году FCC приняла соглашение OOBE, разрешив LightSquared развернуть вспомогательную наземную сеть для своей спутниковой системы, известную как вспомогательные компоненты башни (ATC): «Мы разрешим MSS ATC при условии, что добавленный наземный компонент остается вспомогательным к основному предложению MSS. Мы не намерены и не позволим, чтобы наземный компонент стал отдельной услугой». [ 195 ] Это разрешение было рассмотрено и одобрено Межведомственным консультативным комитетом по радио США, в который входят Министерство сельского хозяйства США , Космические силы США, Армия США, Береговая охрана США , Федеральное управление гражданской авиации , Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). (НАСА), Департамент США по внутренних дел и Министерство транспорта США . [ 196 ]
В январе 2011 года FCC условно разрешила оптовым клиентам LightSquared, таким как Best Buy , Sharp и C Spire , приобретать у LightSquared только интегрированные наземные спутниковые услуги и перепродавать эту интегрированную услугу на устройствах, оборудованных только для используйте наземный сигнал, используя выделенные LightSquared частоты от 1525 до 1559 МГц. [ 197 ] В декабре 2010 года производители GPS-приемников выразили Федеральной комиссии по связи обеспокоенность тем, что сигнал LightSquared будет мешать работе GPS-приемников. [ 165 ] хотя политические соображения FCC, приведшие к принятию приказа от января 2011 года, не касались каких-либо предлагаемых изменений максимального количества наземных станций LightSquared или максимальной мощности, на которой эти станции могли работать. Приказ от января 2011 года ставит окончательное разрешение в зависимость от исследований проблем помех GPS, проводимых рабочей группой под руководством LightSquared при участии представителей отрасли GPS и федерального агентства. 14 февраля 2012 года FCC инициировала процедуру отмены постановления LightSquared об условном отказе на основании заключения NTIA о том, что в настоящее время не существует практического способа уменьшить потенциальные помехи GPS.
Производители GPS-приемников разрабатывают GPS-приемники для использования спектра за пределами выделенного GPS диапазона. В некоторых случаях приемники GPS рассчитаны на использование спектра до 400 МГц в любом направлении от частоты L1 1575,42 МГц, поскольку мобильные спутниковые службы в этих регионах ведут вещание из космоса на землю и на уровнях мощности, соизмеримых с мобильными спутниковыми службами. . [ 198 ] В соответствии с правилами Части 15 FCC, на GPS-приемники не распространяется гарантия защиты от сигналов за пределами выделенного GPS спектра. [ 191 ] Вот почему GPS работает рядом с диапазоном мобильной спутниковой службы, а также почему диапазон мобильной спутниковой службы работает рядом с GPS. Симбиотическая взаимосвязь распределения спектра гарантирует, что пользователи обоих диапазонов могут работать совместно и свободно.
В феврале 2003 года FCC приняла правила, которые позволили лицензиатам мобильной спутниковой службы (MSS), таким как LightSquared, построить небольшое количество вспомогательных наземных вышек в своем лицензированном спектре, чтобы «способствовать более эффективному использованию наземного беспроводного спектра». [ 199 ] В этих правилах 2003 года FCC заявила: «Предварительно ожидается, что наземная [коммерческая служба мобильной радиосвязи ('CMRS')] и MSS ATC будут иметь разные цены, покрытие, прием и распространение продуктов; поэтому эти две услуги выглядят в лучшем случае являться несовершенными заменителями друг друга, работающими преимущественно в разных сегментах рынка... МСС УВД вряд ли будет напрямую конкурировать с наземными CMRS за одну и ту же клиентскую базу...". В 2004 году FCC уточнила, что наземные вышки будут вспомогательными, отметив: «Мы разрешим MSS ATC при условии, что добавленный наземный компонент останется вспомогательным по отношению к основному предложению MSS. Мы не намерены и не будем позвольте наземному компоненту стать отдельной услугой». [ 195 ] В июле 2010 года FCC заявила, что ожидает, что LightSquared будет использовать свои полномочия для предложения интегрированной спутниково-наземной услуги для «предоставления услуг мобильной широкополосной связи, аналогичных тем, которые предоставляются наземными провайдерами мобильной связи, и усиления конкуренции в секторе мобильной широкополосной связи». [ 200 ] Производители GPS-приемников утверждают, что лицензированный спектр LightSquared от 1525 до 1559 МГц никогда не предполагался для использования для высокоскоростного беспроводного широкополосного доступа на основании постановлений FCC ATC 2003 и 2004 годов, ясно дающих понять, что вспомогательный компонент башни (ATC) фактически будет , вспомогательный по отношению к основному спутниковому компоненту. [ 201 ] Чтобы заручиться общественной поддержкой усилий по продолжению разрешения FCC 2004 года на вспомогательный наземный компонент LightSquared вместо простой наземной службы LTE в диапазоне мобильной спутниковой службы, производитель GPS-приемников Trimble Navigation Ltd. сформировал «Коалицию за спасение нашего GPS». [ 202 ]
FCC и LightSquared публично обязались решить проблему помех GPS, прежде чем сети будет разрешено работать. [ 203 ] [ 204 ] По словам Криса Дэнси из Ассоциации владельцев самолетов и пилотов , пилоты авиакомпаний, системы которых будут затронуты, «могут сбиться с курса и даже не осознавать этого». [ 205 ] Проблемы могут также повлиять на модернизацию Федеральным управлением гражданской авиации системы управления воздушным движением , рекомендации Министерства обороны США и местные службы экстренной помощи , включая службу 911 . [ 205 ]
14 февраля 2012 года Федеральная комиссия по связи (FCC) приняла решение запретить создание запланированной национальной широкополосной сети LightSquared после того, как Национальное управление по телекоммуникациям и информации (NTIA), федеральное агентство, которое координирует использование спектра военными и другими федеральными правительственными учреждениями, проинформировало о том, что «существует в настоящее время нет практического способа смягчить потенциальное вмешательство». [ 206 ] [ 207 ] LightSquared оспаривает действия FCC. [ нужно обновить ]
Подобные системы
[ редактировать ]После внедрения GPS в США другие страны также разработали свои собственные системы спутниковой навигации. Эти системы включают в себя:
- Российская глобальная навигационная спутниковая система ( ГЛОНАСС ) была разработана одновременно с GPS, но до середины 2000-х годов страдала от неполного покрытия земного шара. [ 208 ] Прием ГЛОНАСС в дополнение к GPS может быть объединен в приемнике, что позволяет использовать дополнительные спутники для более быстрого определения местоположения и повышения точности с точностью до двух метров (6,6 футов). [ 209 ] [ 210 ]
- Китайская навигационная спутниковая система BeiDou начала глобальное обслуживание в 2018 году и завершила свое полное развертывание в 2020 году. [ 211 ]
- — Навигационная спутниковая система Galileo глобальная система, разрабатываемая Европейским Союзом и другими странами-партнерами, начала работу в 2016 году. [ 212 ] и, как ожидается, будет полностью развернут к 2020 году. [ нужно обновить ]
- Японская спутниковая система «Квази-Зенит» (QZSS) представляет собой спутниковую систему расширения GPS для повышения точности GPS в Азии и Океании, а запуск спутниковой навигации, независимой от GPS, запланирован на 2023 год. [ 213 ]
- Индийская региональная навигационная спутниковая система , развернутая Индией.
См. также
[ редактировать ]- Список спутников GPS
- спутниковые блоки GPS
- GPS-сигналы
- Программное обеспечение спутниковой навигации
- GPS/ИНС
- GPS-спуфинг
- Система внутреннего позиционирования
- Локальная система расширения
- Локальная система позиционирования
- Военное изобретение
- Отслеживание мобильного телефона
- Навигационный парадокс
- Уведомление для пользователей Navstar
- S-GPS
- Геостационарный спутник-зонд
Примечания
[ редактировать ]- ^ На самом деле, маловероятно, что корабль окажется точно на высоте 0 м из-за приливов и других факторов, которые создают несоответствие между средним уровнем моря и фактическим уровнем моря. В открытом океане приливы и отливы обычно различаются примерно на 0,6 м, но есть места ближе к суше, где они могут отличаться более чем на 15 м. см. в разделе «Диапазон приливов» . Более подробную информацию и ссылки
- ^ Орбитальные периоды и скорости рассчитываются по соотношениям 4π 2 Р 3 = Т 2 ГМ и Ви 2 R = GM , где R — радиус орбиты в метрах; Т — орбитальный период в секундах; V – орбитальная скорость, м/с; G — гравитационная постоянная, примерно 6,673 × 10. −11 Нм 2 /кг 2 ; M — масса Земли, примерно 5,98 × 10. 24 кг (1,318 × 10 25 фунт).
- ^ Примерно в 8,6 раз, когда Луна находится ближе всего (т.е. 363 104 км / 42 164 км ) , в 9,6 раза, когда Луна находится дальше всего (т. е. 405 696 км / 42 164 км ) .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Финансирование программы на 2023 финансовый год» . 27 апреля 2022 г. . Проверено 24 сентября 2023 г.
- ^ Министерство транспорта США ; Федеральное управление гражданской авиации (31 октября 2008 г.). «Стандарт производительности системы глобального позиционирования (WAAS)» (PDF) . п. Б-3. Архивировано (PDF) из оригинала 27 апреля 2017 г. Проверено 3 января 2012 г.
- ^ Министерство обороны США (сентябрь 2008 г.). «Стандарт качества услуг позиционирования глобальной системы позиционирования – 4-е издание» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 27 апреля 2017 г. Проверено 21 апреля 2017 г.
- ^ Справочно-научный раздел (19 ноября 2019 г.). «Что такое GPS? Как он работает?» . Повседневные тайны . Библиотека Конгресса . Архивировано из оригинала 12 апреля 2022 года . Проверено 12 апреля 2022 г.
- ^ Национальное координационное бюро космического позиционирования, навигации и времени (22 февраля 2021 г.). «Что такое GPS?» . Архивировано из оригинала 6 мая 2021 года . Проверено 5 мая 2021 г.
- ^ Макдаффи, Жукуай (19 июня 2017 г.). «Почему военные предоставили общественности GPS» . Популярная механика . Архивировано из оригинала 28 января 2020 года . Проверено 1 февраля 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с Национальное координационное бюро по космическому позиционированию, навигации и времени (3 марта 2022 г.). «Точность GPS» . GPS.gov . Архивировано из оригинала 12 апреля 2022 года . Проверено 12 апреля 2022 г.
- ^ Jump up to: а б «Информационные бюллетени: Сегмент расширенного управления GPS (OCX)» . Лос-Анджелес.af.mil. 25 октября 2011. Архивировано из оригинала 3 мая 2012 года . Проверено 6 ноября 2011 г.
- ^ Кастренакес, Якоб (25 сентября 2017 г.). «В следующем году в некоторых телефонах GPS будет иметь точность в пределах одного фута» . Грань . Архивировано из оригинала 18 января 2018 года . Проверено 17 января 2018 г.
- ^ Мур, Сэмюэл К. (21 сентября 2017 г.). «Сверхточные GPS-чипы появятся в смартфонах в 2018 году» . IEEE-спектр . Архивировано из оригинала 18 января 2018 года . Проверено 17 января 2018 г.
- ^ «Как определить свое местоположение с помощью GPS?» . НИСТ . Национальный институт стандартов и технологий. 17 марта 2021 г. Проверено 7 марта 2022 г.
- ^ «Новые гражданские сигналы» . GPS.gov . Проверено 22 ноября 2023 г. .
- ^ Национальный исследовательский совет (США). Комитет по будущему системы глобального позиционирования; Национальная академия государственного управления (1995 год). Система глобального позиционирования: общее национальное достояние: рекомендации по техническим усовершенствованиям и усовершенствованиям . Пресса национальных академий. п. 16. ISBN 978-0-309-05283-2 . Проверено 16 августа 2013 г.
- ^ Энн Даррин; Бет Л. О'Лири (26 июня 2009 г.). Справочник по космической инженерии, археологии и наследию . ЦРК Пресс. стр. 239–240. ISBN 978-1-4200-8432-0 . Архивировано из оригинала 14 августа 2021 года . Проверено 28 июля 2021 г.
- ^ Баттерли, Амелия (20 мая 2018 г.). «100 женщин: Глэдис Уэст — «скрытая фигура» GPS» . Новости Би-би-си . Архивировано из оригинала 13 февраля 2019 года . Проверено 17 января 2019 г.
- ^ Мохдин, Аамна (19 ноября 2020 г.). «Глэдис Уэст: скрытая фигура, которая помогла изобрести GPS» . Хранитель . ISSN 0261-3077 . Проверено 29 ноября 2023 г.
- ^ Relativistische Zeitdilatation eines künstlichen Satelliten (Релятивистское замедление времени искусственного спутника . Astronautica Acta II (на немецком языке) (25). Проверено 19 октября 2014 года. Архивировано из оригинала 3 июля 2014 года . Проверено 20 октября 2014 года .
- ^ Гайер, Уильям Х.; Вайфенбах, Джордж К. (1997). «Генезис спутниковой навигации» (PDF) . Технический дайджест Johns Hopkins APL . 19 (1): 178–181. Архивировано из оригинала (PDF) 12 мая 2012 года . Проверено 9 апреля 2012 г.
- ^ Стивен Джонсон (2010), Откуда берутся хорошие идеи, естественная история инноваций , Нью-Йорк: Riverhead Books.
- ^ Хелен Э. Уорт; Мэйм Уоррен (2009). Транзит в Завтра. Пятьдесят лет космических исследований в Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 26 декабря 2020 г. Проверено 3 марта 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Екатерина Александров (апрель 2008 г.). «История GPS» . Архивировано из оригинала 24 февраля 2013 года.
- ^ DARPA: 50 лет преодоления разрыва . Апрель 2008 г. Архивировано из оригинала 6 мая 2011 г.
- ^ Хауэлл, Элизабет. «Навстар: Спутниковая сеть GPS» . SPACE.com. Архивировано из оригинала 17 февраля 2013 года . Проверено 14 февраля 2013 г.
- ^ Джерри Прок. «Омега» . Jproc.ca. Архивировано из оригинала 5 января 2010 года . Проверено 8 декабря 2009 г.
- ^ «Почему Министерство обороны разработало GPS?» . Trimble Navigation Ltd. Архивировано из оригинала 18 октября 2007 года . Проверено 13 января 2010 г.
- ^ «Прокладывая курс на глобальную навигацию» . Аэрокосмическая корпорация. Архивировано из оригинала 1 ноября 2002 года . Проверено 14 октября 2013 г.
- ^ «Руководство по системе глобального позиционирования (GPS) – временная шкала GPS» . РадиоШак. Архивировано из оригинала 13 февраля 2010 года . Проверено 14 января 2010 г.
- ^ «Geodetic Explorer – Пресс-кит» (PDF) . НАСА. 29 октября 1965 года. Архивировано (PDF) из оригинала 11 февраля 2014 года . Проверено 20 октября 2015 г.
- ^ «СЕКОР Хронология» . Энциклопедия астронавтики Марка Уэйда . Архивировано из оригинала 16 января 2010 года . Проверено 19 января 2010 г.
- ^ Жюри, HL, 1973, Применение фильтра Калмана для навигации в реальном времени с использованием синхронных спутников, Труды 10-го Международного симпозиума по космическим технологиям и науке, Токио, 945–952.
- ^ «Пересмотр развертывания MX» . au.af.mil . Архивировано из оригинала 25 июня 2017 года . Проверено 7 июня 2013 г.
- ^ Дик, Стивен; Лауниус, Роджер (2007). Социальное влияние космических полетов (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США. п. 331. ИСБН 978-0-16-080190-7 . Архивировано (PDF) из оригинала 3 марта 2013 г. Проверено 20 июля 2019 г.
- ^ Майкл Рассел Рип; Джеймс М. Хасик (2002). Революция точности: GPS и будущее воздушной войны . Издательство Военно-морского института. п. 65. ИСБН 978-1-55750-973-4 . Проверено 14 января 2010 г.
- ^ Jump up to: а б Хегарти, Кристофер Дж.; Чатр, Эрик (декабрь 2008 г.). «Эволюция глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС)». Труды IEEE . 96 (12): 1902–1917. дои : 10.1109/JPROC.2008.2006090 . ISSN 0018-9219 . S2CID 838848 .
- ^ «Сотрудник ION - г-н Джон А. Клобушар» . www.ion.org . Архивировано из оригинала 4 октября 2017 года . Проверено 17 июня 2017 г.
- ^ «Наука о GPS-сигналах» . harveycohen.net . Архивировано из оригинала 29 мая 2017 года.
- ^ «ИКАО завершает расследование по установлению фактов» . Международная организация гражданской авиации. Архивировано из оригинала 17 мая 2008 года . Проверено 15 сентября 2008 г.
- ^ «Соединенные Штаты обновляют технологию глобальной системы позиционирования» . America.gov. 3 февраля 2006. Архивировано из оригинала 9 октября 2013 года . Проверено 17 июня 2019 г.
- ^ Румерман, Джуди А. (2009). Сборник исторических данных НАСА, том VII (PDF) . НАСА. п. 136. Архивировано (PDF) из оригинала 25 декабря 2017 года . Проверено 12 июля 2017 г.
- ^ Глобальная система позиционирования Оценка национальной политики, Скотт Пейс, Джеральд П. Фрост, Ирвинг Лачоу, Дэвид Р. Фрелингер, Донна Фоссум, Дон Вассем, Моника М. Пинто, Rand Corporation, 1995 г., Приложение B. Архивировано 4 марта 2016 г., в Wayback Machine . История GPS, хронология и бюджеты
- ^ «Вопросы и ответы о GPS и выборочной доступности» (PDF) . НОАА]. Архивировано из оригинала (PDF) 21 сентября 2005 г. Проверено 28 мая 2010 г.
- ^ Стейц, Дэвид Э. «Назван Национальный консультативный совет по позиционированию, навигации и времени» . Архивировано из оригинала 13 января 2010 года . Проверено 22 марта 2007 г.
- ^ GPS Wing достигает рубежа GPS III IBR. Архивировано 23 мая 2013 г., на Wayback Machine в Inside GNSS, 10 ноября 2008 г.
- ^ «Состояние GPS-созвездия на 26.08.2015» . Архивировано из оригинала 5 сентября 2015 года . Проверено 26 августа 2015 г.
- ^ «Краткий обзор: три успешных запуска Atlas 5 за один месяц» . 31 октября 2015 года. Архивировано из оригинала 1 ноября 2015 года . Проверено 31 октября 2015 г.
- ^ «GPS-альманахи» . Navcen.uscg.gov. Архивировано из оригинала 23 сентября 2010 года . Проверено 15 октября 2010 г.
- ^ «Происхождение системы глобального позиционирования (GPS)» . Перемонтируйте систему безопасности . Архивировано из оригинала 11 февраля 2017 года . Проверено 9 февраля 2017 г.
- ^ Дитрих Шрёер; Мирко Елена (2000). Трансфер технологий . Эшгейт. п. 80. ИСБН 978-0-7546-2045-7 . Проверено 25 мая 2008 г.
- ^ Майкл Рассел Рип; Джеймс М. Хасик (2002). Революция точности: GPS и будущее воздушной войны . Издательство Военно-морского института. ISBN 978-1-55750-973-4 . Проверено 25 мая 2008 г.
- ^ Доре, Ричард (16 сентября 1979 г.). «Навстар-Глобальная система предоставит точные данные для навигации» . Ежедневный Бриз . Торранс, Калифорния . п. 91. Архивировано из оригинала 23 мая 2023 года . Проверено 23 мая 2023 г. - через Newspapers.com.
- ^ Jump up to: а б Доре, Ричард (16 сентября 1979 г.). «Спутниковые технологии – ключ к GPS» . Ежедневный Бриз . Торранс, Калифорния . п. 97. Архивировано из оригинала 23 мая 2023 года . Проверено 23 мая 2023 г. - через Newspapers.com.
- ^ «Хронология космического командования ВВС» . Космическое командование ВВС США. Архивировано из оригинала 17 августа 2011 года . Проверено 20 июня 2011 г.
- ^ «Информационный бюллетень: 2-я эскадрилья космических операций» . Космическое командование ВВС США. Архивировано из оригинала 11 июня 2011 года . Проверено 20 июня 2011 г.
- ^ Система глобального позиционирования: оценка национальной политики. Архивировано 30 декабря 2015 г., в Wayback Machine , стр. 245. РЭНД корпорация
- ^ Jump up to: а б «Система глобального позиционирования USNO NAVSTAR» . Военно-морская обсерватория США. Архивировано из оригинала 26 января 2011 года . Проверено 7 января 2011 г.
- ^ Национальное управление архивов и документации . Политика США в отношении системы глобального позиционирования. Архивировано 6 апреля 2006 г. в Wayback Machine . 29 марта 1996 г.
- ^ «Национальный исполнительный комитет по космическому позиционированию, навигации и времени» . Pnt.gov. Архивировано из оригинала 28 мая 2010 года . Проверено 15 октября 2010 г.
- ^ «Тестовые вызовы с поддержкой GPS для сетей 3G WCDMA» . 3g.co.uk. 10 ноября 2004 года. Архивировано из оригинала 27 ноября 2010 года . Проверено 24 ноября 2010 г.
- ^ «Пресс-релиз: Первый модернизированный спутник GPS, построенный компанией Lockheed Martin, успешно запущен ВВС США - 26 сентября 2005 г.» . Локхид Мартин. Архивировано из оригинала 10 августа 2017 года . Проверено 9 августа 2017 г.
- ^ «losangeles.af.mil» . losangeles.af.mil. 17 сентября 2007 года. Архивировано из оригинала 11 мая 2011 года . Проверено 15 октября 2010 г.
- ^ Джонсон, Бобби (19 мая 2009 г.). «Система GPS «близка к поломке» » . Хранитель . Лондон. Архивировано из оригинала 26 сентября 2013 года . Проверено 8 декабря 2009 г.
- ^ Курси, Дэвид (21 мая 2009 г.). «ВВС реагируют на проблемы с отключением GPS» . Новости АВС . Архивировано из оригинала 23 мая 2009 года . Проверено 22 мая 2009 г.
- ^ Эллиотт, Дэн (1 июня 2010 г.). «Проблема GPS ВВС: сбой показывает, насколько военные США полагаются на GPS» . Хаффингтон Пост . Архивировано из оригинала 11 мая 2011 года . Проверено 15 октября 2010 г.
- ^ «Объявлено о заключении контракта на сегмент GPS-контроля следующего поколения» . База ВВС Лос-Анджелеса . 25 февраля 2010. Архивировано из оригинала 23 июля 2013 года . Проверено 14 декабря 2012 г.
- ^ «Президент объявляет Роджера Истона лауреатом Национальной медали технологий» . ЭврекАлерт! . Лаборатория военно-морских исследований США . 22 ноября 2005 г. Архивировано из оригинала 11 октября 2007 г.
- ^ «Индуктивные технологии / 1998: Система глобального позиционирования (GPS)» . Зал славы космических технологий . Архивировано из оригинала 12 июня 2012 года.
- ^ Уильямс-младший, Ричард А. (5 октября 2011 г.). «Программа GPS получила международную награду» . GPS.gov . Архивировано из оригинала 13 мая 2017 года . Проверено 24 декабря 2018 г.
- ^ «Математик введен в Зал славы пионеров космоса и ракетостроения» . Космическое командование ВВС . 7 декабря 2018 года. Архивировано из оригинала 3 июня 2019 года . Проверено 3 августа 2021 г.
- ^ Амос, Джонатан (12 февраля 2019 г.). «Премия королевы Елизаветы в области инженерии: восхваление пионеров GPS» . Новости Би-би-си . Архивировано из оригинала 6 апреля 2019 года . Проверено 6 апреля 2019 г.
- ^ Нельсон, Джон (19 июня 2019 г.). «Что такое атомные часы?» . НАСА . Архивировано из оригинала 5 апреля 2023 года . Проверено 4 апреля 2023 г.
- ^ «Радиоволна | Примеры, использование, факты и диапазон» . Британника . Проверено 4 апреля 2023 г.
- ^ «JAXA | Позиционирование, чтобы узнать ваше местоположение и время» . global.jaxa.jp . Проверено 4 апреля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д Абель, Дж.С.; Чаффи, JW (1991). «Существование и уникальность GPS-решений». Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам . 27 (6). Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE): 952–956. Бибкод : 1991ITAES..27..952A . дои : 10.1109/7.104271 . ISSN 0018-9251 .
- ^ Jump up to: а б с Фанг, БТ (1992). «Комментарии Дж. С. Абеля и Дж. У. Чаффи к статье «Существование и уникальность решений GPS». Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам . 28 (4). Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE): 1163. doi : 10.1109/7.165379 . ISSN 0018-9251 .
- ^ Гревал, Мохиндер С.; Вейл, Лоуренс Р.; Эндрюс, Ангус П. (2007). Системы глобального позиционирования, инерциальная навигация и интеграция (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья. стр. 92–93 . ISBN 978-0-470-09971-1 .
- ^ Георг цур Бонсен; Дэниел Амманн; Майкл Амманн; Этьен Фави; Паскаль Фламман (1 апреля 2005 г.). «Непрерывная навигация, сочетающая GPS с счислением пути на основе датчиков» . GPS мир. Архивировано из оригинала 11 ноября 2006 года.
- ^ Jump up to: а б «Введение в пользовательское оборудование NAVSTAR GPS» (PDF) . Правительство Соединенных Штатов. Архивировано (PDF) из оригинала 10 сентября 2008 г. Проверено 22 августа 2008 г. Глава 7
- ^ «Примечания по поддержке GPS» (PDF) . 19 января 2007 г. Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2009 г. . Проверено 10 ноября 2008 г.
- ^ Jump up to: а б «Глобальная система позиционирования» . GPS.gov. Архивировано из оригинала 30 июля 2010 года . Проверено 26 июня 2010 г.
- ^ Дейли, П. (декабрь 1993 г.). «Навстар GPS и ГЛОНАСС: глобальные спутниковые навигационные системы». Журнал электроники и техники связи . 5 (6): 349–357. дои : 10.1049/ecej:19930069 .
- ^ Дана, Питер Х. (8 августа 1996 г.). «Орбитальные самолеты GPS» . Архивировано из оригинала (GIF) 26 января 2018 года . Проверено 27 февраля 2006 г.
- ^ Обзор GPS из офиса совместной программы NAVSTAR. Архивировано 16 ноября 2007 г. в Wayback Machine . Проверено 15 декабря 2006 г.
- ^ Что глобальная система позиционирования говорит нам о теории относительности. Архивировано 4 января 2007 года в Wayback Machine . Проверено 2 января 2007 г.
- ^ «Созвездие спутников GPS» . gmat.unsw.edu.au. Архивировано из оригинала 22 октября 2011 года . Проверено 27 октября 2011 г.
- ^ «USCG Navcen: Часто задаваемые вопросы по GPS» . Архивировано из оригинала 30 апреля 2011 года . Проверено 31 января 2007 г.
- ^ Jump up to: а б Томассен, Кейт. «Как работает GPS» . avionicswest.com. Архивировано из оригинала 30 марта 2016 года . Проверено 22 апреля 2014 г.
- ^ Самама, Нел (2008). Глобальное позиционирование: технологии и производительность . Джон Уайли и сыновья. п. 65 . ISBN 978-0-470-24190-5 . ,
- ^ Агнью, округ Колумбия; Ларсон, К.М. (2007). «Определение времени повторения созвездия GPS». GPS-решения . 11 (1): 71–76. дои : 10.1007/s10291-006-0038-4 . S2CID 59397640 . Эта статья с веб-сайта автора. Архивировано 16 февраля 2008 г. в Wayback Machine , с небольшими исправлениями.
- ^ «Космический сегмент» . GPS.gov. Архивировано из оригинала 18 июля 2019 года . Проверено 27 июля 2019 г.
- ^ Массатт, Пол; Уэйн Брэди (лето 2002 г.). «Оптимизация производительности посредством управления группировкой» (PDF) . Перекрестная связь : 17–21. Архивировано из оригинала 25 января 2012 года.
- ^ Общие новости GPS береговой охраны США 9–9–05
- ^ USNO Система глобального позиционирования NAVSTAR. Архивировано 8 февраля 2006 г., в Wayback Machine . Проверено 14 мая 2006 г.
- ^ «Решение Министерства обороны вдохнуло новую жизнь в важнейшую спутниковую программу OCX» . Министерство обороны США . Проверено 26 ноября 2023 г.
- ^ «GPS.gov: Система оперативного управления следующего поколения (OCX)» . www.gps.gov . Проверено 26 ноября 2023 г.
- ^ «Спутники GPS-III США» . Ежедневник оборонной промышленности. 13 октября 2011 года. Архивировано из оригинала 18 октября 2011 года . Проверено 27 октября 2011 г.
- ^ «GPS завершает разработку системы оперативного управления нового поколения PDR» . Служба новостей космического командования ВВС. 14 сентября 2011 г. Архивировано из оригинала 2 октября 2011 г.
- ^ «ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ: обновленная оценка расписания может помочь лицам, принимающим решения, устранить вероятные задержки, связанные с новой наземной системой управления» (PDF) . Счетная палата правительства США. Май 2019. Архивировано (PDF) из оригинала 10 сентября 2019 года . Проверено 24 августа 2019 г.
- ^ «GPS-станции Raytheon стоимостью 7 миллиардов долларов работают на 73% выше оценок» . Bloomberg.com . 21 июня 2023 г. . Проверено 26 ноября 2023 г.
- ^ Албон, Кортни (9 июня 2023 г.). «Космические силы видят дальнейшие задержки в работе «проблемного» наземного сегмента GPS» . C4ISRNet . Проверено 26 ноября 2023 г.
- ^ Хитченс, Тереза (7 ноября 2023 г.). «Наземная система GPS следующего поколения, как ожидается, появится в сети этим летом: Calvelli» . Прорыв защиты . Проверено 26 ноября 2023 г.
- ^ «Публикации и стандарты Национальной ассоциации морской электроники (NMEA)» . Национальная ассоциация морской электроники. Архивировано из оригинала 4 августа 2009 года . Проверено 27 июня 2008 г.
- ^ Феи, Т.; Крипяк-Грегорчик А.; Эрнандес-Бёрдс, М.; Каплон, Дж.; Пазиевски, Дж.; Вельгош, П.; Гарсия-Риго, А.; Казмирский, К.; Сосница, К.; Квасняк, Д.; Сирни, Дж.; Боси, Дж.; Пуциловский, М.; Шишко, Р.; Портасяк, К.; Оливарес-Польский, Г.; Гуляева Т.; Орус-Перес, Р. (ноябрь 2017 г.). «Воздействие и реализация ионосферных эффектов высшего порядка в точных приложениях GNSS: ионосферные эффекты высшего порядка в GNSS». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 122 (11): 9420–9 дои : 10.1002/2017JB014750 . hdl : 2117/114538 . S2CID 54069697 .
- ^ Сосьница, Кшиштоф; Таллер, Даниэла; Дах, Рольф; Ягги, Адриан; Бойтлер, Герхард (август 2013 г.). «Влияние смещений нагрузки на параметры, полученные от SLR, и на согласованность результатов GNSS и SLR» (PDF) . Журнал геодезии . 87 (8): 751–769. Бибкод : 2013JGeod..87..751S . дои : 10.1007/s00190-013-0644-1 . S2CID 56017067 . Архивировано (PDF) из оригинала 15 марта 2021 г. Проверено 2 марта 2021 г.
- ^ Бери, Грегори; Сосьница, Кшиштоф; Зайдел, Радослав (декабрь 2019 г.). «МультиГНСС-орбита с использованием лазерной локации спутникового определения» . Журнал геодезии . 93 (12): 2447–2463. Бибкод : 2019JGeod..93.2447B . дои : 10.1007/s00190-018-1143-1 .
- ^ «Общий вид передачи времени по GPS» . nist.gov. Архивировано из оригинала 28 октября 2012 года . Проверено 23 июля 2011 г.
- ^ «Использование GPS для улучшения прогнозов тропических циклонов» . ucar.edu . Архивировано из оригинала 28 мая 2015 года . Проверено 28 мая 2015 г.
- ^ Зайдел, Радослав; Сосьница, Кшиштоф; Бери, Грегори; Крыша, Рольф; Прейндж, Ларс; Казмирский, Камиль (январь 2021 г.). «Субсуточное движение полюсов по данным GPS, ГЛОНАСС и Галилео» . Журнал геодезии . 95 (1): 3. Бибкод : 2021JGeod..95....3Z . дои : 10.1007/s00190-020-01453-w . ISSN 0949-7714 .
- ^ Зайдел, Радослав; Сосьница, Кшиштоф; Бури, Гжегож; Дах, Рольф; Пранге, Ларс (июль 2020 г.). «Системные систематические ошибки параметров вращения Земли, полученные по данным GPS, ГЛОНАСС и Галилео» . GPS-решения . 24 (3): 74. Бибкод : 2020GPSS...24...74Z . дои : 10.1007/s10291-020-00989-w .
- ^ Зайдел, Радослав; Сосьница, Кшиштоф; Бури, Гжегож (январь 2021 г.). «Координаты геоцентра, полученные с помощью нескольких GNSS: взгляд на роль моделирования давления солнечной радиации» . GPS-решения . 25 (1): 1. Цифровой код : 2021GPSS...25....1Z . дои : 10.1007/s10291-020-01037-3 .
- ^ Глейзер, Сюзанна; Фриче, Матиас; Сосница, Кристофер; Родригес-Солано, Карлос Хавьер; Ван, Кан; Подумай, Рольф; Хугентоблер, Медведь; Ротачер, Маркус; Дитрих, Рейнхард (декабрь 2015 г.). «Последовательное сочетание GNSS и SLR с минимальными ограничениями» . Журнал геодезии . 89 (12): 1165–1180. Бибкод : 2015JGeod..89.1165G . дои : 10.1007/s00190-015-0842-0 . S2CID 118344484 .
- ^ Роуз, Маргарет (декабрь 2016 г.). «Что такое геофенсинг (геофенсинг)?» . WhatIs.com . Ньютон, Массачусетс: TechTarget . Проверено 26 января 2020 г.
- ^ Серп, Ян Ван (10 октября 2011 г.). GPS для геодезистов (3-е изд.). Бока-Ратон: CRC Press. дои : 10.4324/9780203305225 . ISBN 978-0-429-14911-5 .
- ^ Веше, Кристина; Эйзен, Олаф; Ортер, Ганс; Шульте, Дэниел; Штайнхаге, Дэниел (январь 2007 г.). «Топография поверхности и ледоход в районе площадки глубокого бурения EDML, Антарктида» . Журнал гляциологии . 53 (182): 442–448. Бибкод : 2007JGlac..53..442W . дои : 10.3189/002214307783258512 . ISSN 0022-1430 .
- ^ Хетарпаул, С.; Чаухан, Р.; Гупта, Словакия; Субраманиам, Л.В.; Намбияр, У. (2011). «Извлечение данных GPS для определения интересных мест». Материалы 8-го международного семинара по интеграции информации в сети .
- ^ Шивалингам, Прахаладхан; Асирватам, Дэвид; Марджани, Мохсен; Сайед Масуд, Джафар Али Ибрагим; Чакраварти, Н.С. Калян; Вирисетти, Гопинатх; Лестари, Марта Три (1 апреля 2024 г.). «Обзор моделей поведения в поездках с использованием набора данных GPS: систематический обзор литературы» . Измерение: Датчики . 32 : 101031. Бибкод : 2024MeasS..3201031S . дои : 10.1016/j.measen.2024.101031 . ISSN 2665-9174 .
- ^ Накадзима, Юу; Сиина, Хиронори; Яман, Шохей; Исида, Тору; Ямаки, Хирофуми (январь 2007 г.). «Руководство по эвакуации при стихийных бедствиях: использование многоагентного сервера и мобильных телефонов с GPS» . 2007 Международный симпозиум по приложениям и Интернету . п. 2. дои : 10.1109/SAINT.2007.13 .
- ^ Чжао, Силэй; Сюй, Имин; Ловреглио, Руджеро; Кулиговский, Эрика; Нильссон, Дэниел; Кова, Томас Дж.; Ву, Алекс; Ян, Сян (1 июня 2022 г.). «Оценка решения об эвакуации из-за лесного пожара и времени отбытия с использованием крупномасштабных данных GPS» . Транспортные исследования, часть D: Транспорт и окружающая среда . 107 : 103277. arXiv : 2109.07745 . Бибкод : 2022ТРПД..10703277Z . дои : 10.1016/j.trd.2022.103277 . ISSN 1361-9209 .
- ^ Ян, Чжо; Франц, Марк Л.; Чжу, Шаньцзян; Махмуди, Джина; Насри, Арефе; Чжан, Лэй (1 января 2018 г.). «Анализ спроса на такси в Вашингтоне, округ Колумбия, с использованием GPS и данных о землепользовании» . Журнал транспортной географии . 66 : 35–44. Бибкод : 2018JTGeo..66...35Y . дои : 10.1016/j.jtrangeo.2017.10.021 . ISSN 0966-6923 .
- ^ Браунд, Тейлор А.; Зин, Мэй; Бунстра, Тьерд В.; Вонг, Куинси Джей-Джей; Ларсен, Марк Э.; Кристенсен, Хелен; Тиллман, Габриэль; О'Ди, Бридианна (4 мая 2022 г.). «Данные датчиков смартфона для выявления и мониторинга симптомов расстройств настроения: продольное наблюдательное исследование» . JMIR психического здоровья . 9 (5): e35549. дои : 10.2196/35549 . ПМЦ 9118091 . PMID 35507385 .
- ^ Казмирский, Камиль; Зайдель, Радослав; Сосьница, Кшиштоф (октябрь 2020 г.). «Эволюция орбиты и качества синхронизации для мульти-ГНСС-решений реального времени» . GPS-решения . 24 (4): 111. Бибкод : 2020GPSS...24..111K . дои : 10.1007/s10291-020-01026-6 .
- ^ Стругарек, Дариуш; Сосьница, Кшиштоф; Ягги, Адриан (январь 2019 г.). «Характеристики орбит GOCE на основе спутниковой лазерной локации». Достижения в космических исследованиях . 63 (1): 417–431. Бибкод : 2019AdSpR..63..417S дои : 10.1016/j.asr.2018.08.033 . S2CID 125791718 .
- ^ Стругарек, Дариуш; Сосьница, Кшиштоф; Арнольд, Дэниел; Ягги, Адриан; Зайдел, Радослав; Бери, Грегори; Дрожджевский, Матеуш (30 сентября 2019 г.). «Определение глобальных геодезических параметров с использованием спутниковых измерений лазерной локации на спутниках Sentinel-3» . Дистанционное зондирование . 11 (19): 2282. Бибкод : 2019RemS...11.2282S . дои : 10.3390/rs11192282 .
- ^ Зайдел, Р.; Сосьница, К.; Дач, Р.; Бери, Г.; Прейндж, Л.; Ягги, А. (июнь 2019 г.). «Сетевые эффекты и обработка движения геоцентра при обработке нескольких GNSS» . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 124 (6): 5970–5989. Бибкод : 2019JGRB..124.5970Z . дои : 10.1029/2019JB017443 .
- ^ Сосьница, Кшиштоф; Таллер, Даниэла; Крыша, Рольф; Штайгенбергер, Питер; Бойтлер, Герхард; Арнольд, Дэниел; Ягги, Адриан (июль 2015 г.). «Спутниковая лазерная дальнометрия с GPS и ГЛОНАСС» . Журнал геодезии . 89 (7): 725–743. Бибкод : 2015JGeod..89..725S . дои : 10.1007/s00190-015-0810-8 .
- ^ Бури, Гжегож; Сосьница, Кшиштоф; Зайдел, Радослав; Стругарек, Дариуш; Хугентоблер, Урс (январь 2021 г.). «Определение точных орбит Галилео с использованием комбинированных ГНСС и зеркальных наблюдений» . GPS-решения . 25 (1): 11. Бибкод : 2021GPSS...25...11B . дои : 10.1007/s10291-020-01045-3 .
- ^ Сосьница, К.; Бери, Г.; Зайдел Р. (16 марта 2018 г.). «Вклад группировки мульти-GNSS в наземную систему отсчета, полученную с помощью SLR». Письма о геофизических исследованиях . 45 (5): 2339–2348. Бибкод : 2018GeoRL..45.2339S . дои : 10.1002/2017GL076850 . S2CID 134160047 .
- ^ Сосьница, К.; Бери, Г.; Зайдел, Р.; Стругарек, Д.; Дрожджевский, М.; Казмирски, К. (декабрь 2019 г.). «Оценка глобальных геодезических параметров с использованием зеркальных наблюдений Galileo, ГЛОНАСС, BeiDou, GPS и QZSS» . Земля, планеты и космос . 71 (1): 20. Бибкод : 2019EP&S...71...20S . дои : 10.1186/s40623-019-1000-3 .
- ^ «GPS помогает роботам выполнять работу» . www.asme.org . Архивировано из оригинала 3 августа 2021 года . Проверено 3 августа 2021 г.
- ^ «Использование технологии GPS-слежения в австралийском футболе» . 6 сентября 2012 года. Архивировано из оригинала 27 сентября 2016 года . Проверено 25 сентября 2016 г.
- ^ «Тихоокеанский северо-западный геодезический массив» . cwu.edu . Архивировано из оригинала 11 сентября 2014 года . Проверено 10 октября 2014 г.
- ^ Ассоциация по контролю над вооружениями. Режим контроля за ракетными технологиями. Архивировано 16 сентября 2008 года в Wayback Machine . Проверено 17 мая 2006 г.
- ^ Синха, Вандана (24 июля 2003 г.). «Командирские и солдатские GPS-приемники» . Gcn.com. Архивировано из оригинала 21 сентября 2009 года . Проверено 13 октября 2009 г.
- ^ «Семейство артиллерийских снарядов Экскалибур». Годовой отчет за 2003 финансовый год (PDF) (Отчет). Директор по эксплуатационным испытаниям и оценке . 2003. с. 69. Архивировано (PDF) из оригинала 18 октября 2021 года . Проверено 23 мая 2023 г.
- ^ «Точные боевые снаряды Excalibur XM982». Годовой отчет за 2010 финансовый год (PDF) (Отчет). Директор по эксплуатационным испытаниям и оценке . Декабрь 2010 г. стр. 65–66. Архивировано (PDF) из оригинала 15 ноября 2022 г. Проверено 23 мая 2023 г.
- ↑ Сандианской национальной лаборатории. Программы нераспространения и технологии контроля над вооружениями Архивировано 28 сентября 2006 г., в Wayback Machine.
- ^ Деннис Д. Маккрейди (август 1994 г.). W-сенсор GPS-детектора всплесков (отчет). Сандианские национальные лаборатории. ОСТИ 10176800 .
- ^ «ВВС США видят изменения в спутниковых программах национальной безопасности» . Aviationweek.com. 18 января 2013. Архивировано из оригинала 22 сентября 2013 года . Проверено 28 сентября 2013 г.
- ^ Гринмайер, Ларри. «GPS и первая в мире «космическая война» » . Научный американец . Архивировано из оригинала 8 февраля 2016 года . Проверено 8 февраля 2016 г.
- ^ «Помехи GPS представляют собой растущую угрозу для спутниковой навигации, позиционирования и точного времени» . www.militaryaerospace.com . 28 июня 2016. Архивировано из оригинала 6 марта 2019 года . Проверено 3 марта 2019 г.
- ^ Брункер, Майк (8 августа 2016 г.). «GPS подвергается атаке: мошенники и рабочие-мошенники ведут электронную войну» . Новости Эн-Би-Си . Архивировано из оригинала 6 марта 2019 года . Проверено 15 декабря 2021 г.
- ^ «Россия подрывает доверие мира к GPS» . 30 апреля 2018 года. Архивировано из оригинала 6 марта 2019 года . Проверено 3 марта 2019 г.
- ^ «Китай глушит GPS американских сил» . 26 сентября 2016. Архивировано из оригинала 6 марта 2019 года . Проверено 3 марта 2019 г.
- ^ Мизоками, Кайл (5 апреля 2016 г.). «Северная Корея глушит сигналы GPS» . Популярная механика . Архивировано из оригинала 6 марта 2019 года . Проверено 3 марта 2019 г.
- ^ «Представитель Ирана подтверждает загадочное нарушение сигналов GPS в Тегеране» . Иранский международный . 29 декабря 2020 года. Архивировано из оригинала 12 июля 2021 года . Проверено 12 июля 2021 г.
- ^ «Факты показывают, что Иран «намеренно» сбил украинский самолет | AvaToday» . 12 июля 2021 года. Архивировано из оригинала 12 июля 2021 года . Проверено 12 июля 2021 г.
- ^ Панелла, Крис (30 апреля 2024 г.). «Российские силы нашли дешевый способ помешать высокоточному оружию США в Украине» . Бизнес-инсайдер .
- ^ «Информационное уведомление для пользователей Navstar (NANU) 2016069» . Операционный центр GPS. Архивировано из оригинала 25 мая 2017 года . Проверено 25 июня 2017 г.
- ^ Дэвид В. Аллан; Нил Эшби; Клиффорд К. Ходж (1997). Наука хронометража (PDF) . Hewlett Packard – через проект HP Memory.
- ^ Питер Х. Дана; Брюс М. Пенрод (июль – август 1990 г.). «Роль GPS в точном распространении времени и частоты» (PDF) . GPS мир . Архивировано (PDF) из оригинала 15 декабря 2012 г. Проверено 27 апреля 2014 г. - через P Dana.
- ^ «Время GPS с точностью до 100 наносекунд» . Галеон. Архивировано из оригинала 14 мая 2012 года . Проверено 12 октября 2012 г.
- ^ Флигель, Генри Ф.; ДиЭспости, Раймонд С. (декабрь 1996 г.), Обзор GPS и теории относительности (PDF) , Эль-Сегундо, Калифорния: Аэрокосмическая корпорация, заархивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2023 г. , получено 7 декабря 2022 г.
- ^ Эшби, Нил (2003). «Относительность в системе глобального позиционирования» . Живые обзоры в теории относительности . 6 (1): 1. Бибкод : 2003LRR.....6....1A . дои : 10.12942/lrr-2003-1 . ISSN 1433-8351 . ПМЦ 5253894 . ПМИД 28163638 .
- ^ «GPS.gov: Стандарты производительности и спецификации» . www.gps.gov . Проверено 21 июня 2024 г.
- ^ «Формат спутникового сообщения» . Gpsinformation.net. Архивировано из оригинала 1 ноября 2010 года . Проверено 15 октября 2010 г.
- ^ Питер Х. Дана. «Проблемы переноса номера недели GPS» . Архивировано из оригинала 25 февраля 2013 года . Проверено 12 августа 2013 г.
- ^ «Спецификация интерфейса IS-GPS-200, редакция D: Пользовательские интерфейсы космического сегмента GPS/навигации Navstar» (PDF) . Офис совместной программы Navstar GPS. п. 103. Архивировано из оригинала (PDF) 8 сентября 2012 года.
- ^ Ричхария, Мадхавендра; Уэстбрук, Лесли Дэвид (2011). Спутниковые системы персонального применения: концепции и технологии . Джон Уайли и сыновья. п. 443. ИСБН 978-1-119-95610-5 . Архивировано из оригинала 4 июля 2014 года . Проверено 28 февраля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с Пенттинен, Юрки Т.Дж. (2015). Справочник по телекоммуникациям: Инженерные рекомендации для фиксированных, мобильных и спутниковых систем . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-1-119-94488-1 .
- ^ Мишра, Пратап; Энге, Пер (2006). Глобальная система позиционирования. Сигналы, измерения и производительность (2-е изд.). Ганга-Джамуна Пресс. п. 115. ИСБН 978-0-9709544-1-1 . Проверено 16 августа 2013 г.
- ^ Борре, Кай; М. Акос, Деннис; Бертельсен, Николай; Риндер, Питер; Йенсен, Сорен Холдт (2007). Программно-определяемый приемник GPS и Galileo. Одночастотный подход . Спрингер. стр. 18. ISBN 978-0-8176-4390-4 .
- ^ «Система обнаружения ядерного взрыва США (USNDS)» . Фас.орг . Архивировано из оригинала 10 октября 2011 года . Проверено 6 ноября 2011 г.
- ^ «Запущен первый GPS-спутник Block 2F, необходимый для предотвращения сбоя системы» . ДейлиТех . Архивировано из оригинала 30 мая 2010 года . Проверено 30 мая 2010 г.
- ^ «United Launch Alliance успешно запускает спутник GPS IIF-12 для ВВС США» . www.ulalaunch.com . Архивировано из оригинала 28 февраля 2018 года . Проверено 27 февраля 2018 г.
- ^ «ВВС успешно передают сигнал L5 со спутника GPS IIR-20(M)» . Пресс-релиз авиабазы Лос-Анджелеса. Архивировано из оригинала 21 мая 2011 года . Проверено 20 июня 2011 г.
- ^ Jump up to: а б «Система: тестовые данные предсказывают катастрофические помехи GPS вещательной компанией, уполномоченной FCC» . GPS мир. 1 марта 2011 года. Архивировано из оригинала 11 октября 2011 года . Проверено 6 ноября 2011 г.
- ^ «Коалиция за спасение нашей GPS» . Saveourgps.org. Архивировано из оригинала 30 октября 2011 года . Проверено 6 ноября 2011 г.
- ^ «Тесты LightSquared подтверждают глушение GPS» . Авиационная неделя . Архивировано из оригинала 12 августа 2011 года . Проверено 20 июня 2011 г.
- ^ «Альманахи GPS, NANUS и рекомендации по эксплуатации (включая архивы)» . Информация GPS-альманаха . Береговая охрана США. Архивировано из оригинала 12 июля 2010 года . Проверено 9 сентября 2009 г.
- ^ «Джордж М., Хамид М. и Миллер А. Генераторы кода Голда в устройствах Virtex в Интернет-архиве PDF».
- ^ Jump up to: а б раздел 4, начало на странице 15. Джеффри Блюитт: Основы техники GPS. Архивировано 22 сентября 2013 г., в Wayback Machine.
- ^ Jump up to: а б с «Системы глобального позиционирования» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2011 года . Проверено 15 октября 2010 г.
- ^ Дана, Питер Х. «Геометрическое снижение точности (GDOP) и наглядность» . Университет Колорадо в Боулдере. Архивировано из оригинала 23 августа 2005 года . Проверено 7 июля 2008 г.
- ^ Питер Х. Дана. «Положение приемника, скорость и время» . Университет Колорадо в Боулдере. Архивировано из оригинала 23 августа 2005 года . Проверено 7 июля 2008 г.
- ^ «Современная навигация» . math.nus.edu.sg. Архивировано из оригинала 26 декабря 2017 года . Проверено 4 декабря 2018 г.
- ^ Гилберт Стрэнг; Кай Борре (1997). Линейная алгебра, геодезия и GPS . СИАМ. стр. 448–449. ISBN 978-0-9614088-6-2 . Архивировано из оригинала 10 октября 2021 года . Проверено 22 мая 2018 г.
- ^ Аудун Холм (2010). Геометрия: наше культурное наследие . Springer Science & Business Media. п. 338. ИСБН 978-3-642-14441-7 . Архивировано из оригинала 10 октября 2021 года . Проверено 22 мая 2018 г.
- ^ Jump up to: а б Б. Хофманн-Велленхоф; К. Легат; М. Визер (2003). Навигация . Springer Science & Business Media. п. 36. ISBN 978-3-211-00828-7 . Архивировано из оригинала 10 октября 2021 года . Проверено 22 мая 2018 г.
- ^ Гроувс, П.Д. (2013). Принципы ГНСС, инерциальных и мультисенсорных интегрированных навигационных систем, второе издание . ГНСС/GPS. Артех Хаус. ISBN 978-1-60807-005-3 . Архивировано из оригинала 15 марта 2021 года . Проверено 19 февраля 2021 г.
- ^ Хошен Дж (1996). «Уравнения GPS и проблема Аполлония». Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам . 32 (3): 1116–1124. Бибкод : 1996ITAES..32.1116H . дои : 10.1109/7.532270 . S2CID 30190437 .
- ^ Графаренд, Эрик В. (2002). «Решения GPS: закрытые формы, критические и специальные конфигурации P4P». GPS-решения . 5 (3): 29–41. Бибкод : 2002GPSS....5...29G . дои : 10.1007/PL00012897 . S2CID 121336108 .
- ^ Jump up to: а б Бэнкрофт, С. (январь 1985 г.). «Алгебраическое решение уравнений GPS». Транзакции IEEE по аэрокосмическим и электронным системам . АЭС-21(1): 56–59. Бибкод : 1985ITAES..21...56B . дои : 10.1109/TAES.1985.310538 . S2CID 24431129 .
- ^ Чаффи, Дж. и Абель, Дж., «О точных решениях уравнений псевдодальности», IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems , том: 30, №: 4, стр: 1021–1030, 1994.
- ^ Сирола, Ниило (март 2010 г.). «Алгоритмы закрытой формы в мобильном позиционировании: мифы и заблуждения». 7-й семинар по позиционированию, навигации и связи . WPNC 2010. стр. 38–44. CiteSeerX 10.1.1.966.9430 . дои : 10.1109/WPNC.2010.5653789 .
- ^ «Подходы к позиционированию GNSS». Подходы к позиционированию GNSS – Спутниковая съемка GPS, четвертое издание – Leick . Интернет-библиотека Уайли. 2015. С. 257–399. дои : 10.1002/9781119018612.ch6 . ISBN 9781119018612 .
- ^ Альфред Клейсберг, «Аналитическое решение GPS-навигации», Исследовательский сборник Штутгартского университета , 1994 г.
- ^ Ощак, Б., «Новый алгоритм позиционирования GNSS с использованием системы линейных уравнений», Материалы 26-го международного технического совещания спутникового отдела Института навигации (ION GNSS + 2013) , Нэшвилл, Теннесси, сентябрь 2013 г., стр. 3560–3563.
- ^ Аттевилл, Фред. (13 февраля 2013 г.) Транспортные средства, использующие глушители GPS, представляют большую угрозу для самолетов. Архивировано 16 февраля 2013 г. в Wayback Machine . Metro.co.uk. Проверено 2 августа 2013 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы об выборочной доступности» . Национальное координационное бюро космического позиционирования, навигации и времени (PNT). Октябрь 2001. Архивировано из оригинала 16 июня 2015 года . Проверено 13 июня 2015 г.
Выборочная доступность закончилась через несколько минут после полуночи по восточному времени после окончания 1 мая 2000 года. Изменение произошло одновременно во всей группировке спутников.
- ^ «Доска» (PDF) .
- ^ «Руководство по эксплуатации John Deere StarFire 3000 2011 г.» (PDF) . Джон Дир. Архивировано из оригинала (PDF) 5 января 2012 года . Проверено 13 ноября 2011 г.
- ^ Jump up to: а б «Отчет и приказ Федеральной комиссии по связи в отношении фиксированных и мобильных служб в диапазонах мобильной спутниковой службы 1525–1559 МГц и 1626,5–1660,5 МГц» (PDF) . Федеральная комиссия по связи. 6 апреля 2011 г. Архивировано из оригинала (PDF) 16 декабря 2011 г. . Проверено 13 декабря 2011 г.
- ^ «Таблица распределения частот Федеральной комиссии по связи» (PDF) . Федеральная комиссия по связи. 18 ноября 2011 г. Архивировано (PDF) из оригинала 16 декабря 2011 г. . Проверено 13 декабря 2011 г.
- ^ «Номер файла в реестре FCC: SATASG2001030200017, «Заявление компании Mobile Satellite Ventures LLC на присвоение и изменение лицензий, а также на получение разрешения на запуск и эксплуатацию мобильной спутниковой системы нового поколения » . Федеральная комиссия по связи. 1 марта 2001. с. 9. Архивировано из оригинала 14 января 2012 года . Проверено 14 декабря 2011 г.
- ^ «Петиция Промышленного совета GPS США в Федеральную комиссию по связи о принятии ограничений OOBE, совместно предложенная MSV и Промышленным советом» . Федеральная комиссия по связи. 4 сентября 2003 года . Проверено 13 декабря 2011 г. [ мертвая ссылка ]
- ^ Jump up to: а б «Приказ о пересмотре» (PDF) . 3 июля 2003 г. Архивировано (PDF) из оригинала 20 октября 2011 г. . Проверено 20 октября 2015 г.
- ^ «Заявление Юлиуса П. Кнаппа, руководителя Управления инженерии и технологий Федеральной комиссии по связи» (PDF) . gps.gov. 15 сентября 2011 г. с. 3. Архивировано (PDF) из оригинала 16 декабря 2011 г. Проверено 13 декабря 2011 г.
- ^ «Приказ FCC предоставил дочерней компании LightSquared LLC, лицензиату мобильной спутниковой службы в L-диапазоне, условный отказ от правила «интегрированной службы» вспомогательного наземного компонента» (PDF) . Федеральная комиссия по связи . Федеральная комиссия по связи (FCC) 26 января 2011 г. Архивировано (PDF) из оригинала 16 декабря 2011 г. . Проверено 13 декабря 2011 г.
- ^ «Вебинар Javad Ashjaee GPS World» . gpsworld.com. 8 декабря 2011. Архивировано из оригинала 26 ноября 2011 года . Проверено 13 декабря 2011 г.
- ^ «Приказ FCC, разрешающий поставщикам мобильных спутниковых услуг предоставлять вспомогательный наземный компонент (ATC) для своих спутниковых систем» (PDF) . Федеральная комиссия по связи . 10 февраля 2003 г. Архивировано (PDF) из оригинала 16 декабря 2011 г. . Проверено 13 декабря 2011 г.
- ^ «Федеральная комиссия связи по услугам фиксированной и подвижной связи в мобильной спутниковой службе» . Федеральная комиссия по связи . 15 июля 2010 года. Архивировано из оригинала 27 мая 2012 года . Проверено 13 декабря 2011 г.
- ^ [1] Архивировано 13 декабря 2012 г., в Wayback Machine.
- ^ «Коалиция за спасение нашей GPS» . Saveourgps.org. Архивировано из оригинала 24 октября 2011 года . Проверено 6 ноября 2011 г.
- ^ Джефф Карлайл (23 июня 2011 г.). «Свидетельство Джеффа Карлайла, исполнительного вице-президента LightSquared по вопросам регулирования и государственной политики в Подкомитете Палаты представителей США по авиации и Подкомитете по береговой охране и морскому транспорту» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 29 сентября 2011 года . Проверено 13 декабря 2011 г.
- ^ Юлиус Генаховский (31 мая 2011 г.). «Письмо председателя FCC Геначовского сенатору Чарльзу Грассли» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 января 2012 года . Проверено 13 декабря 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Тесслер, Джоэль (7 апреля 2011 г.). «Интернет-сеть может блокировать работу GPS в автомобилях и самолетах» . Новости Солнца . Архивировано из оригинала 1 мая 2011 года . Проверено 7 апреля 2011 г.
- ^ Пресс-релиз FCC «Заявление представителя по поводу письма NTIA – LightSquared и GPS». Архивировано 23 апреля 2012 г., в Wayback Machine . 14 февраля 2012 г. По состоянию на 3 марта 2013 г.
- ^ Пол Риглер, FBT. «План широкополосной сети FCC Bars LightSquared». Архивировано 22 сентября 2013 г. в Wayback Machine . 14 февраля 2012 г. Проверено 14 февраля 2012 г.
- ^ «Россия запустила еще три космических аппарата ГЛОНАСС-М» . Внутри ГНСС . Архивировано из оригинала 6 февраля 2009 года . Проверено 26 декабря 2008 г.
- ^ Джон (10 января 2012 г.). «ГЛОНАСС – будущее всех смартфонов?» . Блог о гвоздике . Архивировано из оригинала 10 марта 2016 года . Проверено 29 октября 2016 г.
- ^ Хведчук, Катажина; Циенкош, Даниэль; Аполлон, Михал; Боровский, Лукаш; Левинска, Паулина; Гимарайнш Сантуш, Селсу Аугусто; Эборка, Кеннеди; Кулшрешта, Сандип; Ромеро-Андраде, Розендо; Седик, Ахмед; Любуск, Айве; Малюк, Камил (2022). «Задачи, связанные с определением высот горных вершин, представленных по картографическим источникам» . Геодетский вестник . 66 : 49–59. doi : 10.15292/geodetski-vestnik.2022.01.49-59 . S2CID 247985456 .
- ^ «Китай запускает последний спутник в системе Beidou, подобной GPS» . физ.орг . Ассошиэйтед Пресс. 23 июня 2020 года. Архивировано из оригинала 24 июня 2020 года . Проверено 24 июня 2020 г.
- ^ «Навигационная спутниковая система Galileo заработала» . dw.com. Архивировано из оригинала 18 октября 2017 года . Проверено 17 декабря 2016 г.
- ^ Крининг, Торстен (23 января 2019 г.). «Япония готовится к отказу GPS со спутниками квазизенита» . SpaceWatch.Global . Архивировано из оригинала 19 апреля 2019 года . Проверено 10 августа 2019 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- «Введение в пользовательское оборудование NAVSTAR GPS» (PDF) . Береговая охрана США. Сентябрь 1996 г. Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2013 г. . Проверено 22 августа 2008 г.
- Паркинсон; Спилкер (1996). Глобальная система позиционирования . Американский институт аэронавтики и астронавтики. ISBN 978-1-56347-106-3 .
- Джаизки Мендизабал; Рок Беренгер; Хуан Мелендес (2009). GPS и Галилео . МакГроу Хилл. ISBN 978-0-07-159869-9 .
- Натаниэль Боудич (2002). . Правительство Соединенных Штатов.
- Открытый курс по системе глобального позиционирования от Массачусетского технологического института , 2012 г.
- Грег Милнер (2016). Pinpoint: Как GPS меняет технологии, культуру и наше мышление . WW Нортон. ISBN 978-0-393-08912-7 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Часто задаваемые вопросы по GPS ФАУ
- GPS.gov – веб-сайт общего образования, созданный правительством США.