Спутниковая навигация основана на глобальной сети спутников, передающих радиосигналы на средней околоземной орбите. Пользователи спутниковой навигации больше всего знакомы с 32 спутниками глобальной системы позиционирования ( GPS ).
Спутниковая навигация — GPS — Как это работает
Краткий ответ:
GPS — это система из 30+ навигационных спутников, вращающихся вокруг Земли. Мы знаем, где они находятся, потому что они постоянно посылают сигналы. Приемник GPS в вашем телефоне принимает эти сигналы. Как только приемник вычислит расстояние от четырех или более спутников GPS, он сможет определить, где вы находитесь.
Соединенные Штаты, разработавшие и эксплуатирующие GPS, и Россия, разработавшая аналогичную систему, известную как ГЛОНАСС, предложили международному сообществу бесплатное использование своих систем. Международная организация гражданской авиации (ИКАО), а также другие международные группы пользователей приняли GPS и ГЛОНАСС в качестве основы для возможностей международной гражданской спутниковой навигации, известной как Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS).
Базовая услуга GPS обеспечивает пользователям точность приблизительно 7,8 метра в 95% времени в любом месте на поверхности земли или вблизи нее. Для этого каждый из 32 спутников посылает сигналы приемникам, которые определяют свое местоположение, вычисляя разницу между временем отправки сигнала и временем его приема. Спутники GPS оснащены атомными часами, которые обеспечивают чрезвычайно точное время. Информация о времени помещается в коды, транслируемые спутником, так что приемник может непрерывно определять время, в которое был передан сигнал.
Сигнал содержит данные, которые приемник использует для вычисления местоположения спутников и для других корректировок, необходимых для точного определения местоположения.
Приемник использует разницу во времени между временем приема сигнала и временем вещания для вычисления расстояния или дальности от приемника до спутника. Приемник должен учитывать задержки распространения или снижение скорости сигнала, вызванное ионосферой и тропосферой. Имея информацию о дальностях до трех спутников и местоположении спутника в момент отправки сигнала, приемник может вычислить свое собственное трехмерное положение.
Атомные часы, синхронизированные с GPS, необходимы для вычисления дальности по этим трем сигналам. Однако, выполняя измерения с четвертого спутника, приемник избавляется от необходимости в атомных часах. Таким образом, приемник использует четыре спутника для вычисления широты, долготы, высоты и времени.
