AvMap GeoPilot II - Instrukcja (Strona 43)

43
• Start na gorąco (przeciętnie): 8 sek.
7.3 ZASAdA dZIAłANIA GPS
Każda satelita GPS stale transmituje dwa sygnały: sygnał SPS (standardowe usługi
pozycjonowania) dla ogólnoświatowych zastosowań cywilnych oraz sygnał PPS (dokładne
usługi pozycjonowania) dla zastosowania wojskowego przez U.S.A. i państwa sprzymierzone.
Sygnał SPS jest transmisją o widmie rozproszony, o częstotliwości 1575.42 mhz. Sygnał
ten praktycznie odporny na zakłócenia wielodrożne oraz nocne i nie wpływa na niego szum
pogodowy oraz elektryczny. Wszystkie komercyjne odbiorniki GPS są odbiornikami SPS.
Sygnał SPS posiada dwa typy danych orbitalnych: almanac oraz ephemeris. Dane almanac
zawierają informacje o stanie i przybliżonym położeniu każdej satelity w systemie. Odbiornik
GPS gromadzi dane almanach z każdej dostępnej satelity, a następnie wykorzystuje je do
zlokalizowania satelitów, które powinny być widoczne w pozycji odbiornika. Dane ephemeris
przedstawiają dokładne parametry orbitalne danej satelity. Odbiorniki nasłuchują sygnałów
jednocześnie z wielu satelitów i ustalają pozycję przez triangulację za pomocą odstępu
czasu pomiędzy transmisją a odbiorem każdego sygnału satelitarnego (odbiornik śledzi
więcej satelitów niż jest to potrzebne do ustalenia pozycji, a zatem, jeżeli satelita staje się
niedostępne, wówczas odbiornik wie, gdzie znaleźć możliwie najlepsze zastępstwo).
Do dwuwymiarowego ustalenia pozycji wymagane są trzy satelity (które ustalają tylko
pozycję), a cztery satelity wymagane są do trójwymiarowego ustalenia pozycji (pozycja oraz
wzniesienie).
7.3.1 dokładność
Ogólnie rzecz biorąc, odbiornik SPS może podawać informacje o pozycji z błędem mniejszym
niż 25 metrów oraz informacje o prędkości z błędem mniejszym niż 5 metrów na sekundę.
Dla zastosowań, które wymagają znacznie większej dokładności, istnieje możliwość pokonania
skutków wybiórczej dokładności (Są) oraz błędów środowiskowych za pomocą techniki zwanej
Różnicowym GPS (DGPS), która zwiększa ogólną dokładność.
7.3.2 WAAS
Zarząd Lotnictwa Cywilnego (FAA) we współpracy z innymi organizacjami DOT i DOD rozszerza
GPS/SPS za pomocą systemu różnicowego dalekiego zasięgu (WAAS). WAAS dostarcza sygnał
w przestrzeni do odbiorników kompatybilnych z WAAS, aby zapewnić precyzyjną nawigację
w trasie. Po uzyskaniu początkowych możliwości eksploatacyjnych, WAAS będzie stopniowo
doskonalony, aby poszerzyć jego zasięg, zwiększyć precyzję i nadmiarowość sygnałową i
zmniejszyć ograniczenia eksploatacyjne.
7.3.3 różnicowy GPS
Różnicowy GPS (DGPS) wykorzystuje odbiornik GPS w ustalonym punkcie ze znaną pozycją z
dokładnością poniżej jednego metra. jest to jednostka sterująca. Odbiornik gromadzi dane dla
wszystkich widocznych satelitów i oblicza przewidywane zasięgi satelitów, które są porównywane
z rzeczywistymi zasięgami. Różnicą jest błąd zasięgu satelity, który jest następnie przekształcany
do sygnałów korekcyjnych wykorzystywanych przez przemieszczający się odbiornik. Zakłada
się, że ta korekcja będzie identyczna dla innych odbiorników GPS znajdujących się w tym
samym obszarze i wykorzystujących te same satelity do pozycjonowania. jeżeli korekcja jest
przesyłana do innych odbiorników w obszarze (zazwyczaj przez latarnię kierunkową w tym
samym miejscu), wówczas błąd zasięgu może być usunięty z sygnałów satelity, a odbiorniki te
mogą obliczyć dokładne pozycje.
Należy pamiętać, że nie wszystkie błędy danych mogą być skorygowane w ten sposób.
Błędy spowodowane szumem odbiornika (nieuniknione we wszystkich odbiornikach GPS)
oraz problemy wielodrożne nie mogą być wyeliminowane przez korekcję różnicową. (Błędy
wielodrożne występują, kiedy antena odbiornika „widzi” sygnały odbite od otaczających
obiektów.) Zastosowanie DGPS do eliminacji błędów wymaga, aby odbiornik GPS był
podłączony do kompatybilnego odbiornika latarni kierunkowej oraz znajdował się w jej zasięgu.
Różnicowy odbiornik latarni kierunkowej przyjmuje i demoduluje korekcje transmisji, które są
następnie przekazywane do odbiornika GPS. Odbiornik GPS stosuje te korekcje do danych
nawigacyjnych i do obliczenia ustalenia pozycji oraz wyświetla różnicowo skorygowane dane.
Należy pamiętać, że odbiornik DGPS oraz odbiornik GPS muszą być kompatybilne.