GPS (Global Positioning System)
Sissejuhatus
Kaasaja kolm tuntuimat positsioneerimise süsteemi on:
1. NAVSTAR (NAVigation System with Time And Ranging): Ameerika
ühendriikide kaitseministeeriumi poolt välja arendatud süsteem. Tänapäeval enim
kasutuses. Näiteks Eestis müüdavad käsi GPS vastuvõtjad kasutavad enamasti
NAVSTAR süsteemi.
2. GLONASS (GLObal'naya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema): Endise
Nõukogude Liidu arendatud süsteem. Täiesti töökorras, kasutab 24 satelliiti, neist
21 on pidevalt töös ja 3 varus. Satelliidid on jagatud kolmele orbitaaltasandile.
GLONASS vastuvõtjaid toodavad: Topcon, JAVAD, Magellan Navigation,
Novatel, ja Trimble Inc.
3. GALILEO - Euroopa Liidu poolt arenduses olev GPS projekt, mis
loodetakse valmis saada aastaks 2012.
Töö põhimõte
GPS süsteem koosneb kolmest põhisõlmest: maapealne kontrolljaam ja jälgimisjaamad, kosmosejaam satelliidil ja kasutaja valduses olev vastuvõtja.
USAs asub maapealne peakontrolljaam, mis juhib satelliitide tööd ning vajadusel korrigeritakse nende orbiiti. Viis jälgimisjaama on paigutatud strateegilistesse punktidesse koguma satelliitidelt erinevaid andmeid. Need saadetakse kontrolljaama, kus tehakse satelliitide andmete uuendusi ja viiakse sisse parandusi (näiteks, seoses ionosfääri muutustega).
GPS kosmosesegment koosneb 24 satelliidist (NAVSTAR), mis on paigaldatud 6-le orbitaaltasandile, igal tasandil 4 satelliiti. Satelliidid on maapinnast umbes 20200 km kõrgusel. Iga satelliit saadab pidevalt infosignaale oma asendi kohta fikseeeritud ajamomentidel täpsusega 3 nanosekundit. GPS vastuvõtja arvutab nende signaalide järgi oma täpse positsiooni. Mõõdetakse aeg, mis kulub satelliidilt saadetud signaali vastuvõtuni, korrutatakse tulemus raadiolaine levimise kiirusega ja saadakse kaugus ühest satelliidist. Kolme satelliidi signaaliga on võimalik saada paigutus tasandil, 4 satelliidiga saab arvutada ka kõrguse.
Vastuvõtjatega võetakse vastu GPS signaale. Need võivad olla väga erineva disaini ja eesmärgiga, näiteks käsi-vastuvõtjad ja arvutiga ühendatavad vastuvõtjad, või õhusõiduki pardal olevad seadmed.