GPS і навігаційна система

тема:

Загальний
Визначення позиції
Система навігації

Загальне:
GPS - це абревіатура від Global Positioning System. GPS складається з мережі супутників, які обертаються навколо Землі. Вони постійно вказують, де вони розташовані. GPS-приймачі в навігаційному обладнанні потребують від 3 до 8 супутників для визначення положення та напрямку (подорожі) на Землі з точною метровою точністю.

Визначення позиції:
Для позиціонування використовуються 24 супутники, які обертаються навколо Землі на висоті приблизно 20.000 XNUMX км. Позиції супутників визначаються таким чином, щоб принаймні п'ять супутників могли одночасно досягти однієї точки на Землі.

Тривимірний простір можна розрахувати принаймні з трьома супутниками, якщо ми знаємо відстань між трьома фіксованими точками. Розташування визначається шляхом розрахунку часу між надсиланням і отриманням сигналів. Ми можемо обчислити відстань між приймачем і кожним супутником, помноживши час на швидкість світла (300.000 XNUMX км на секунду). Коли ми робимо це принаймні з трьома супутниками, ми можемо провести уявні лінії до однієї спільної точки. Четвертий супутник підвищує точність позиціонування.

Положення відображається приймачем у градусах довготи та широти. Екватор знаходиться під кутом 0°, а полюси — під кутом 90°. Лінії довготи (меридіани) з'єднують полюси. Меридіани - це уявні лінії, що перетинають Землю:

перпендикулярно до екватора;
від стовпа до стовпа.

Земля поділена на 360 градусів, які вимірюються від початкового меридіана. Від цього початкового меридіана відстань вимірюється в градусах (від 0° до 180°) східна довгота і західна довгота відповідно. ступінь (°) можна розділити на:

максимум 60 хвилин (')
та одну хвилину за максимум 60 секунд (“).

Разом із положенням у градусах відносно екватора (широтою) і, можливо, висотою, можна вказати будь-яке місце на Землі.

В Амстердамі наступну позицію визначає GPS-приймач певний:

Кількість супутників: 4
пн.ш.: 52°22'02.8″
О: 4°53'48.7″

Вказане місце в Амстердамі знаходиться приблизно на 52° північної широти (N) і 4° східної довготи (E) від початкового меридіана та екватора.

Нідерланди розташовані на схід від початкового меридіана і на північ від екватора. Якщо дивитися ліворуч від початкового меридіана (частина Франції та більша частина Іспанії), це знаходиться в північно-західній півкулі. Нижче екватора ми говоримо про південну півкулю. Якщо ми знайдемо координати Південної Африки (Південно-Східна півкуля) і Бразилії (Південно-Західна півкуля) на Картах Google, координати виглядатимуть так:

Координати Південної Африки:

пд.: 28°21'15.5″
О: 23°53'13.0″

Координати Бразилії:

пд.: 4°51'56.4″
З: 51°57'27.7″

Навігаційна система:
Круги широти та довготи показані на картах країн і дорожніх картах. Географічне положення кожного місця відоме. Коли GPS-приймач в автомобілі дізнається поточне положення, його можна порівняти з координатами на дорожній карті.

Напрямок руху та відстань до пункту призначення розраховуються за допомогою супутників і відображаються на дисплеї в автомобілі.

Приклад: ми хочемо проїхати з Дордрехта (Південна Голландія) до Парижа.
Координати такі:

Dordrecht: 51°48’33.2″N 4°38’53.0″E
Parijs: 48°51’16.8″N 2°20’52.0″E

Місце призначення та відстань розраховуються на основі координат. Використовуючи інформацію з попереднього абзацу, ми можемо сказати про координати наступне:

Від 51 градуса північної широти до 48 градусів. Це ближче до екватора, тому маршрут південний;
Від 4 градусів на схід до 2 градусів: це ближче до початкового меридіана, тому маршрут лежить на захід.

Програмне забезпечення навігаційного комп’ютера розраховує найбільш логічний маршрут на основі дорожньої карти. При цьому враховуються такі фактори, як: ґрунтові дороги, платні дороги, поромні переправи тощо. Коли система підключена до Інтернету, програмне забезпечення також враховує умови руху. Якщо виявиться, що є затримка на найбільш логічному (стандартному) маршруті, буде запропоновано альтернативний маршрут. Це може бути довший маршрут, але все одно швидкий через сприятливі умови руху.