Global Positioning System – razlika između verzija
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
m reference; kozmetičke promjene |
mNema sažetka izmjene |
||
Red 144:
Orbitirajući na visini od približno 20.200 kilometara (oko 12.550 milja ili 10.900 [[nautička milja|nautičkih milja]]; orbitalni radijus od približno 26.600 km (oko 16.500 mi ili 14.400 NM)), svaki SV obiđe dvije pune orbite svakog [[siderički dan|sideričkog dana]], ponavljajući istu prizemnu putanju svakog dana<ref>{{cite journal |title=Finding the repeat times of the GPS constellation |author=Agnew, D.C. and Larson, K.M.|journal=GPS Solutions |volume=11 |number=1 |pages=71–76 |year=2007 |publisher=Springer |doi=10.1007/s10291-006-0038-4 }} [http://spot.colorado.edu/~kristine/gpsrep.pdf This article from author's web site], with minor correction.</ref>. Tijekom razvoja ovo je bilo vrlo korisno jer je čak i samo četiri satelita u ispravnom rasporedu značilo da će sva četiri biti vidljiva s neke točke nekoliko sati svakog dana. Ponavljanje prizemnih putanja može se koristiti za vojne operacije radi osiguravanja dobre pokrivenosti u borbenim zonama.
Od ožujka 2008. godine<ref>Tis-pf-nisws. [http://cgls.uscg.mil/pipermail/gps/2008-March/001625.html "Nanu 2008030"]</ref> [[satelitska konstelacija|konstelaciju]] GPS-a čini 31 aktivno emitirajući satelit, te dva starija satelita povučena iz aktivne službe koji se nalaze u konstelaciji kao orbitalne pričuve. Dodatni sateliti poboljšavaju preciznost izračuna GPS prijamnika osiguravajući redundantna mjerenja. Povećanim brojem satelita konstelacija je promijenjena u neuniformnom rasporedu. Takav je raspored bio prikazan radi poboljšanja pouzdanosti i dostupnosti sustava u odnosu na uniformni sustav kada mnogi sateliti zakažu<ref>{{cite journal | last = Massatt | first = Paul | coauthors = Wayne Brady | url = http://www.aero.org/publications/crosslink/summer2002/index.html | title = Optimizing performance through constellation management | journal = Crosslink | month =
=== Kontrolni segment ===
Red 234:
Dvije najvažnije metode izračuna pozicije GPS prijamnika i satnog otklona jesu (1) [[trilateracija]] koju slijedi pronalaženje jednodimenzionalnog numeričkog korijena te (2) multidimenzionalne Newton-Raphsonove kalkulacije. U sljedećim retcima govori se o prednostima ovih dviju metoda.
* Prijamnik može riješiti [[trilteracija|trilateraciju]] koju slijedi jednodimenzionalno numeričko korijensko pronalaženje<ref name="NR">Press, Flannery, Tekolsky, and Vetterling 1986, ''Numerical Recipes, The Art of Scientific Computing'' (Cambridge University Press).</ref>. Ova metoda rabi [[trilateracija|trilateraciju]] za determiniranje intersekcije površina triju sfera. U [[trilateracija|trilateraciji]] je jasno prikazano da se površine triju sfera sijeku u točkama 0, 1 i 2. U običnom slučaju dva presjeka odabire se rješenje koje je najbliže površini sfere koja odgovara četvrtom satelitu. Umjesto njega može se ponekad rabiti površina Zemlje posebice u slučaju civilnih GPS prijamnika jer je u SAD-u ilegalno pratiti vozila iznad 60.000 stopa (18.000 m) visine. Otklon <math>\ b</math> računa se zatim kao funkcija udaljenosti od rješenja do površine sfere koja odgovara četvrtom satelitu. Za determiniranje funkcije koja će se koristiti za izračun <math>\ b</math> vidi poglavlje o pronalaženju korijena u <ref name="NR"/> ili [http://books.google.com/books?id=ruR6ds7RIpEC&pg=PA122&lpg=PA122&dq=%22Numerical+Recipes%22+root+finding&source=web&ots=eGLzPGY94p&sig=Y2grW5WnbI-OsbfpC7ME3S9XyoA&hl=en&ei=c-yRSZGVPIm4sAPi1NGxCw&sa=X&oi=book_result&resnum=7&ct=result#PPA122,M1 pregled]. Korištenjem ažuriranog primljenog vremena baziranog na ovom otklonu izračunavaju se nove sfere te se proces ponavlja. Ovo se ponavljanje nastavlja sve dok udaljenost iz valjanog trilateracijskog rješenja nije dostatno blizu površini sfere koja odgovara četvrtom satelitu. Prednost ove metode leži u tome što uključuje jednodimenzionalno nasuprot multidimenzionalnom numeričkom korijenskom pronalaženju.
* <span id="pos_multi_nr"></span>Prijamnik može rabiti metodu multidimenzionalnog numeričkog korijenskog pronalaženja kao što je Newton-Raphsonova metoda<ref name="NR"/>. Lineariziraj oko aproksimativnog rješenja, recimo <math>\ \left [x^{(k)}, y^{(k)}, z^{(k)}, b^{(k)}\right ]</math> od iteracije k, zatim riješi četiri linearne jednadžbe derivirane iz gornjih kvadratnih jednadžbi kako bi dobio <math>\left [x^{(k+1)}, y^{(k+1)}, z^{(k+1)}, b^{(k+1)}\right ]</math>. Radijusi su veliki tako da su sferne površine gotovo ravne<ref name="Linearize">{{cite journal |title=A Position Fixing Algorithm for the Low-Cost GPS Receiver |author=Noe, P.S.; Myers, K.A. |journal=IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems |volume=AES-12 |issue=2 |
}}</ref><ref name="alg"/><ref>{{cite book | title=The global positioning system and inertial navigation | author=Jay Farrell, Matthew Barth | year=1999 | publisher=McGraw-Hill | page = 145 | isbn=007022045X }}</ref>. Nedostatak ove metode multidimenzionalnog korijenskog pronalaženja u usporedbi s jednodimenzionalnim korijenskim pronalaženjem leži u tome da "ne postoji dobra generalna metoda za rješavanje sustava s više od jedne nelinearne jednadžbe." Za detaljniji matematički opis vidi [[GPS#multi nr|multidimenzionalni Newton Raphson]].
* Ostale metode uključuju:
# rješavanje presjeka ekspandiranih signala iz [[svjetlosni konus|svjetlosnih konusa]] u 4-prostorne konuse
# rješavanje presjeka [[hiperboloid]]a determiniranih vremenskom razlikom signala primljenih sa satelita korištenjem [[multilateracija|multilateracije]],
# rješavanje jednadžbi u skladu sa <ref name="alt"/><ref name="alg">{{cite journal | title=An Algebraic Solution of the GPS Equations | author=Bancroft, S. | journal=Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on | pages=56–59 | year=1985 | url=http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=4104017 | doi=10.1109/TAES.1985.310538 | volume=aes-21 }}</ref><ref>{{cite journal | title=A Direct Solution to GPS-Type Navigation Equations | author=Krause, L.O. | journal=Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on | year=1987 | month=
* Kada je dostupno više od četiriju satelita, nužno je donijeti odluku o tome hoće li se koristiti četiri najbolja satelita ili više od četiri uz uzimanje u obzir faktora poput broja kanala, sposobnosti procesiranja, te [[#gdop|geometrijske dilucije preciznosti]]. Uporaba više od četiriju rezultata u predeterminiranom sustavu jednadžbi bez jedinstvenog rješenja koji se moraju riješiti uz pomoć najmanjih kvadrata ili slične tehnike. Ako se koriste svi vidljivi sateliti, rezultati su jednako dobri kao oni dobiveni s četiriju satelita, ali obično i bolji. Pogreške u rezultatima također se mogu procijeniti kroz ostatke<ref name="autogenerated1">Yang Yong and Miao Lingjuan (6. srpnja 2004.). [http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=1309065 "GDOP results in all-in-view positioning and in four optimum satellites positioning with GPS PRN codes ranging"]. Position Location and Navigation Symposium, 2004. PLANS 2004. pp. 723–727.</ref>. Sa svakom kombinacijom od četiriju ili više satelita može se izračunati vektor [[#gdop|geometrijske dilucije preciznosti]] (GDOP, [[engleski jezik|engl]]. ''geometric dilution of precision'') baziran na relativnoj nebeskoj poziciji korištenih satelita<ref name="autogenerated1" /><ref>{{cite web |url=http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps.html#Gdop |title=Geometric Dilution of Precision (GDOP) and Visibility |author=Peter H. Dana |publisher=University of Colorado at Boulder |accessdate=7. srpnja 2008}}</ref>. Ukoliko se odabere sve više satelita, pseudorasponi iz kombinacija od više od četiriju satelita mogu se procesirati radi dodavanja više procjena za lokaciju i satni odmak. Prijamnik zatim determinira koje će se kombinacije koristiti te kako izračunati procijenjenu poziciju determiniranjem prosječne težine tih pozicija i satnih odmaka. Nakon što se izračunaju konačna lokacija i vrijeme, lokacija se izražava u specifičnom koordinatnom sustavu s [[latituda|latitudom]] i [[longituda|longitudom]] koristeći [[datum (geodezija)|geodetski datum]] [[WGS 84]] ili lokalni sustav specifičan za pojedinu državu<ref>{{cite web |url=http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps.html#PosVelTime |title=Receiver Position, Velocity, and Time |author=Peter H. Dana |publisher=University of Colorado at Boulder |accessdate=7. srpnja 2008}}</ref>.
* Konačno, rezultati iz drugih pozicijskih sustava poput [[GLONASS]]-a ili nadolazećeg [[Galileo (satelitski navigacijski sustav)|Galilea]] mogu se koristiti u podešavanju ili za dvostruku provjeru rezultata. (Prema dizajnu ti sustavi koriste iste pojaseve tako da mogu dijeliti prijamničke krugove, iako je dekodiranje različito.)
Red 750:
== Izvori ==
{{reflist|
==
{{Commonscat|Global Positioning System}}
* [http://www.gps.gov/ GPS.gov]—General public education website created by the U.S. Government
| |||