|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
네비게이션 시스템 GPS. 발명과 생산의 역사
GPS(Eng. Global Positioning System - 글로벌 포지셔닝 시스템, G.P. Es 읽기)는 세계 좌표계 WGS 84에서 거리, 시간 및 위치 결정을 제공하는 위성 항법 시스템입니다. 지역) 거의 모든 날씨와 가까운 지구 공간에서 물체의 위치와 속도를 결정합니다. 이 시스템은 미 국방부에서 개발, 구현 및 운영했으며 현재 민간 용도로 사용할 수 있습니다. 네비게이터 또는 GPS 수신기가 있는 기타 장치(예: 스마트폰)만 있으면 됩니다. 항법위성으로부터 동기화된 신호를 소비자의 안테나가 수신하는 시점을 측정하여 위치를 파악하는 것이 시스템 사용의 기본 원리이다. XNUMX차원 좌표를 결정하기 위해 GPS 수신기는 네 가지 방정식이 필요합니다. "거리는 빛의 속도와 소비자의 신호 수신 순간과 위성": |x - a_{j}| = c(t_{j} - \tau). 여기서 a_{j}는 {j}번째 위성의 위치, t_{j}는 사용자의 시계에 따라 {j}번째 위성에서 신호를 수신한 순간, \tau는 동기화된 알 수 없는 시간입니다. 소비자의 시계에 따라 모든 위성에 의한 신호 방출, c는 빛의 속도, x는 소비자의 알 수 없는 XNUMX차원 위치입니다.
GPS 수신기의 도움으로 움직이는 물체의 위치뿐만 아니라 움직임의 속도, 이동한 거리, 의도한 지점까지의 거리와 방향, 도착 시간 및 설정된 코스에서의 편차가 결정됩니다. 계산됩니다. 오늘날 그것은 이미 명백합니다. 새 천년의 첫 XNUMX년 동안 위성 항법 시스템은 육지, 공중 및 바다 물체의 위치를 지정하는 주요 수단이 될 것입니다. 오늘날의 기술로 GPS 수신기는 작고 안정적이며 저렴하기 때문에 일반 소비자가 더 쉽게 접근할 수 있게 되었습니다. 먼저 NAVSTAR 우주전파항법시스템(NAVSTAR)이 등장했다. 미국의 시간 및 범위 측정에 기반한 항법 시스템은 주로 군대 및 군사 장비의 좌표 시간 지원을 위해 만들어졌습니다. 1978년 1983월 미국 최초의 항법위성이 진수되었고 이후 민간생활에 위성항법의 적극적인 도입이 시작되었다. 747년까지 네비게이션 시스템은 군대에서만 사용되었습니다. 그러나 보잉 XNUMX이 타타르 해협에서 격추된 후 이 시스템은 민간용으로 개방되었습니다. 그런 다음 실제로 약어 GPS (Global Positioning System)-Global Positioning System이 나타났습니다. "위치 지정"이라는 용어는 "위치 지정"이라는 용어보다 더 광범위합니다. 포지셔닝은 좌표를 결정하는 것 외에도 움직이는 물체의 속도 벡터를 결정하는 것을 포함합니다. 미국 정부는 이 시스템을 만드는 데 XNUMX억 달러 이상을 지출했으며 추가 개발 및 지원에 계속 돈을 쓰고 있습니다. 위성항법시스템은 측지표지나 무선표지 대신 특수신호를 발하는 위성을 사용한다. 궤도에 있는 위성의 현재 위치는 잘 알려져 있습니다. 위성은 자신의 위치에 대한 정보를 지속적으로 전송합니다. 거리는 무선 신호가 위성에서 무선 수신기로 이동하는 데 걸리는 시간을 측정하고 전자파의 속도를 곱하여 결정됩니다. 원자 주파수 기준 생성기와 수신기를 사용하여 위성의 시계를 동기화함으로써 위성까지의 거리를 정확하게 측정할 수 있습니다. V. Kuryshev는 "지구상의 한 장소의 좌표를 계산하려면 위성까지의 거리와 우주 공간에서 위성 각각의 위치를 알아야 합니다. GPS 위성은 높은 궤도(20000 km), 그리고 그들의 좌표는 매우 정확하게 예측할 수 있습니다.미국 국방부 추적국은 궤도의 가장 작은 변화도 정기적으로 확인하고 이러한 데이터는 위성으로 전송됩니다.위성까지 측정 된 거리가 있기 때문에 의사 거리라고합니다. 결정의 불확실성 사실은 지구의 전리층과 대류권이 위성 신호의 지연을 일으켜 거리 계산에 오류가 발생한다는 것입니다.오류의 다른 원인이 있습니다. 특히 컴퓨터의 계산 오류, 수신기의 전기 잡음, 다중 경로 전파 전파 분할. 거리를 결정하기 위해 위성과 수신기는 의사 난수 코드라고 하는 복잡한 이진 코드 시퀀스를 생성합니다. 신호 전파 시간의 결정은 수신기의 동일한 코드에 대해 위성의 의사 난수 코드의 지연을 비교하여 수행됩니다. 각 위성에는 두 개의 의사 난수 코드가 있습니다. 레인징 코드와 다른 위성의 정보 메시지를 구별하기 위해 수신기에서 해당 코드를 호출합니다. 인공위성의 의사 랜덤 레인징 코드 및 정보 메시지는 상호 간섭 없이 동일한 주파수에서 위성에서 메시지를 동시에 전송할 수 있습니다. 위성의 방사 전력과 위성 신호의 상호 영향은 미미합니다. 측정 정확도는 차동 측정을 사용하여 향상될 수 있습니다. 정확하게 알려진 측지 좌표를 가진 기준 지상국은 수신기의 좌표와 실제 좌표 간의 차이를 계산합니다. 수정 형태의 차이는 수신기의 판독 값을 수정하기 위해 무선 채널을 통해 소비자에게 전송됩니다. 이러한 수정은 거리 및 위치 측정 오류의 상당 부분을 제거합니다. 좌표계의 접수처에서 좌표계산이 자동으로 이루어지며 편리한 지도제작 형태로 정보를 사용할 수 있습니다. GPS는 공간 세그먼트, 제어 세그먼트 및 사용자 세그먼트의 3개 세그먼트로 구성됩니다.
우주 부분은 약 24km의 고도에서 6개의 궤도(각 20350개)에 있는 28개의 위성으로 구성됩니다. 현재 XNUMX개의 위성이 운용 중입니다. "추가" 위성은 고장난 위성의 보험 및 교체에 사용됩니다. 제어 구역은 지구상의 여러 지점에 위치한 관측소와 주 제어소로 구성됩니다. 리드 스테이션은 콜로라도 스프링스의 합동 군사 우주 시스템 제어 센터에 있습니다. 센터는 추적 스테이션에서 데이터를 수집 및 처리하고 위성 천체력과 시계 매개변수를 계산 및 예측합니다. 관측소는 위성을 모니터링하여 위성의 움직임에 대한 모든 정보를 기록하고 궤도 수정 및 항법 정보를 위해 주 지휘소로 전송됩니다. 사용자 세그먼트에는 좌표, 속도 및 시간을 결정할 수 있는 사용자 장비가 포함됩니다. GPS 정보의 주요 소비자는 미 국방부입니다. GPS 수신기는 고정밀 순항 미사일의 유도 시스템과 새로운 미국 유도 폭탄의 유도 시스템뿐만 아니라 모든 전투 및 수송 항공기 및 선박에 도입되었습니다. 이는 미군이 건물과 구조물뿐만 아니라 일정 범위 내에서 천 킬로미터 떨어진 거리에서 정밀 유도 미사일 공격을 계획할 수 있다는 것을 의미합니다. 또한 이러한 공격은 잠수함과 공중에서 전달할 수 있습니다.
러시아에는 유사한 시스템이 있습니다. 미국인에 의한 NAVSTAR 생성에 대한 응답으로 소련은 자체 글로벌 항법 위성 시스템인 GLONASS를 만들었습니다. 192년 27월 1967일 국내 최초의 항법위성 코스모스-1979호가 궤도에 진입했고, 4년에는 1982개의 저궤도 위성을 포함하는 1996세대 항법 시스템 매미가 탄생했다. 그런 다음 XNUMX년에 새로운 GLONASS 항법 시스템의 첫 번째 위성이 발사되었습니다. GLONASS 위성의 수는 XNUMX년에 표준 상태가 되었습니다. GLONASS 위성은 약 19100km의 고도에 있습니다. NAVSTAR 위성과 달리 GLONASS 위성은 각각 8개의 위성이 있는 11개의 궤도에 배치됩니다. 위성의 공전 주기는 15시간 XNUMX분입니다. GPS와 마찬가지로 GLONASS는 군인과 민간인 사용자 모두가 사용합니다. 그러나 시스템 사용자는 그리 많지 않습니다. 실제로 1998년 이후로 개발되지 않았습니다. 매년 위성의 별자리가 감소합니다. 그 이유는 진부하고 대부분의 국내 개발에 대한 표준이라고 말할 수 있습니다. 국가에는 돈이 없으며 러시아의 위성 항법 시스템 사용을 규율하는 법적 프레임워크는 시스템이 민간 소비자를 희생시키면서 개발되는 것을 허용하지 않습니다. GLONASS의 발전 전망은 국가의 입장에 달려 있습니다. 그는 이 내비게이션 시스템을 광범위한 소비자에게 공개할지 여부를 결정해야 합니다. 2000년 1990월, 러시아 과학자들은 블라디미르 푸틴(당시 러시아 대통령 대행)에게 공개 서한을 보내 GLONASS 개발 버전을 간략하게 설명했습니다. 좌표, 둘째, 정부 법령에 따라 러시아 전역과 세계 공동체 국가 전역에서 대량 사용을 위한 국내 전 지구 측지 좌표 시스템 "90년 지구의 매개변수"(PZ-XNUMX) 및 GLONASS 위성 항법 시스템을 선언합니다. ..." 지금까지 대통령은 어떤 결정도 내리지 않았다. 러시아 시스템과 달리 GPS는 민간 사용자에게 개방되도록 지속적으로 발전해 왔습니다. 1년 2000월 5일 이전에는 GPS 액세스가 선택적이어서 위치 정확도가 수백 미터로 떨어졌습니다. 동시에 군대의 정확도는 20-1 미터였습니다. 그러나 10월 XNUMX일 클린턴 대통령은 민간 사용자를 위한 GPS 신호 정확도 저하를 중단한다고 발표했습니다. "이는 민간 GPS 사용자가 현재 사용 가능한 것보다 XNUMX배 더 정확하게 찾아낼 수 있음을 의미합니다."라고 그는 말했습니다. 미국 정부는 왜 이것을 필요로 하며 내비게이션 시스템에 무엇을 줄 것입니까? 스스로 판단하십시오 : 미국 대통령의 언론 서비스에 따르면 2000 년 전 세계적으로 4 백만 명이 넘는 GPS 사용자가 있었고 2003 년까지이 내비게이션 시스템 시장은 8 억 달러에서 16 억 달러로 두 배가 될 것입니다. 이 돈으로 시스템을 유지 관리할 수 있을 뿐만 아니라 개발할 수 있다고 설명할 필요가 있습니까? 미국은 이미 GPS 성능을 향상시키기 위해 18개의 추가 위성을 궤도에 올릴 계획입니다. 러시아에서 항법 시스템의 개방성에 대한 일반적인 반대는 항상 안보 이익이었습니다. 군은 항법 시스템이 모든 사람에게 제공되면 국가에 대한 외부 및 내부 적에 의해 사용될 수 있다고 두려워했습니다. 그러나 이 설명은 다소 약합니다. 미국은 GPS를 모든 사람이 사용할 수 있도록 함으로써 자국의 안보에 전혀 해를 끼치지 않고 신호의 "지역별 정확도 감소"에 대한 권리를 유보했습니다. 실제로 이것은 특정 국가와 충돌하는 경우 미군이 적이 사용하는 GPS 수신기의 정확도를 저하시키거나 완전히 끌 수 있음을 의미합니다. 따라서 모든 것이 평화롭지만 GPS 사용자로부터 돈을 받을 수 있습니다. 문제가 발생하면 즉시 끌 수 있습니다. 오늘날 이 내비게이션 시스템의 모든 적용 분야를 나열하는 것조차 쉽지 않습니다. Oleg Tatarnikov는 Computer-Press 잡지에서 다음과 같이 말합니다. "GPS 수신기는 자동차, 휴대폰 및 손목시계에 내장되어 있습니다! 관광객은 포켓 수신기를 사용하여 경로를 계획하고 명확하게 탐색합니다. 사냥꾼과 어부는 소중한 사냥 및 낚시 장소의 좌표를 표시합니다. 그리고 autotourists는 주유소를 나타내는 경로를 교환합니다. 그 무엇도 GPS의 승리를 막을 수 없습니다. 수신기는 크기가 급격히 줄어들고 저렴해지고 있습니다. 현재 성냥갑 크기의 장치를 50달러 미만으로 구입할 수 있습니다. 내비게이션 칩은 시계와 휴대전화에 내장되어 있으며 도난 차량의 위치를 경찰에 알려주는 자동차 경보기의 필수적인 부분이 됩니다. 널리 적용되지 않은 무선 신호 시스템과 달리 이러한 시스템에는 특별한 방향 찾기 스테이션 네트워크가 필요하지 않습니다. 여기에는 기존의 이동 통신이 사용됩니다. 또한 운전자는 버튼 하나를 눌러 강도나 사고를 알릴 수 있습니다. 또 다른 버튼은 구급차를 호출합니다. 가까운 장래에 러시아 도시 및 지역의 전자지도가 포함 된 본격적인 온보드 내비게이션 시스템 인 전체 "경로 패키지"가 자동차 전자 시장에 나타날 것으로 예상됩니다 ... ...GPS 수신기는 다양한 문제를 해결하는 데 사용됩니다. 지질학자는 지각 영역의 미묘한 움직임을 실시간으로 모니터링하고, 구조자는 재난 현장을 결정하고, 동물학자는 휴대용 표시기와 무선 송신기로 목걸이를 만들어 동물의 이동을 연구하고, 군대는 유도 미사일과 폭탄을 만들고 작년에 미국 내셔널 지오그래픽 협회(National Geographic Society) 탐험대는 에베레스트의 높이를 센티미터 정확도로 측정했습니다."
잡지 "Computerra"는 인체 이식용으로 설계된 GPS 칩 회사 중 하나의 출시에 대한 메시지를 게시했습니다! 흔히 그렇듯이 내비게이션 시스템에는 다른 유용한 추가 기능이 많이 있는 것으로 나타났습니다. 시스템의 도움으로 예를 들어, 과학 실험에서 걷거나 달릴 때 발생하는 속도와 이동 거리를 측정하는 데 필요한 초정밀 시간을 결정하는 것이 가능합니다. GPS는 자동차의 최대 및 평균 속도를 표시하며 특히 도움을 받아 속도계 및 주행 거리계 판독값의 정확성을 확인할 수 있습니다. 말할 필요도 없이 이 시스템을 사용하면 탐색이 크게 간소화됩니다. 결과적으로 전문 "내비게이터" 중에는 클래식 내비게이션 장치로 작업하는 방법을 모르는 전체 세대의 전문가가 있습니다. 저자: Musskiy S.A.
▪ 물레와 베틀 ▪ 스팀 해머 ▪ 비디오 게임
광신호를 제어하고 조작하는 새로운 방법
05.05.2024 프리미엄 세네카 키보드
05.05.2024 세계 최고 높이 천문대 개관
04.05.2024
▪ 기사 결합 증폭기에 대한 음향의 혼합 연결. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전 ▪ 기사 전원 공급 타이머, 220/9볼트 1암페어. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
홈페이지 | 도서관 | 조항 | 사이트 맵 | 사이트 리뷰
www.diagram.com.ua |
흥미로운 기사를 추천합니다 섹션 
다른 기사 보기 섹션 
과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품:
이 페이지의 모든 언어