GNSS: Všetko, čo potrebujete vedieť.

Úvod

Než sa pozrieme na históriu globálneho navigačného satelitného systému (GNSS, GNSS; ďalej len GNSS) alebo ) kinematika v reálnom čase (RTK alebo Real Time Kinematic)

Toto je základný prehľad satelitného navigačného systému, ako ho poznáme, ale dnes sa posúvame o krok ďalej, aby sme prediskutovali pokročilý satelitný navigačný systém známy ako GNSS. Každý satelitný navigačný systém s možnosťou globálneho pokrytia sa nazýva globálny navigačný satelitný systém alebo GNSS. Ale to nie je všetko. GNSS má tajnú zbraň...

Jednou z technológií, na ktoré sa GNSS často spolieha, je kinematika v reálnom čase alebo RTK. Kinematika v reálnom čase je globálna technika určovania polohy pomocou satelitu, ktorá pomáha GNSS zlepšovať spoľahlivosť a presnosť cieľových údajov. Pokiaľ ide o polohovanie, polohovanie a maximálnu presnosť, kombinácia GNSS s RTK zvyšuje úroveň presnosti na rozdiel od čohokoľvek iného. RTK zosilňuje fázový signál vymieňaný medzi vysielačom a prijímačom, čím zaisťuje presnosť na úrovni centimetrov a korekciu signálu v reálnom čase.

Čo je to GNSS alebo globálny navigačný satelitný systém?

Globálne navigačné satelitné systémy boli pôvodne vyvinuté americkým letectvom, keď sa táto technológia nazývala Global Positioning System alebo GPS a mohla ich používať iba americká armáda. V priebehu času sa technológia GPS stala dostupnou pre všetkých na tejto planéte. Teraz, keď je každý smartphone vybavený GPS ľahko dostupný pre každého, sa vlády niekoľkých krajín rozhodli posunúť túto technológiu na pokročilejšiu, presnejšiu a dlhodobejšiu úroveň. Preto sa vznik globálnych navigačných satelitných systémov alebo GNSS stal oficiálnym fenoménom pre spotrebiteľov v súkromnom sektore.

V súčasnosti sú okrem USA dvoma hlavnými operačnými GNSS pôsobiacimi na povrchu našej planéty okrem USA aj GLONASS Ruska a Galileo Európskej únie. S príchodom technológie GNSS začalo fungovať mnoho pomocných technológií známych ako regionálne navigačné systémy. Technologický koncept je rovnaký ako v prípade GNSS, ale pokrýva menej geografických oblastí.

Ako funguje globálny navigačný satelitný systém alebo GNSS?​​

Satelity GNSS majú dve nosné vlny zaznamenané v pásme L, a to L1 (1575,42 MHz) a L2 (1227,60 MHz). Hlavným účelom týchto dvoch vlnových pásiem je prenos signálov z pripojeného satelitu na zemský povrch. Podľa Techopedia môže používanie technológie L-pásma znížiť režijné náklady a zároveň poskytnúť spoľahlivé spojenie, ktoré je menej náchylné na prerušenia. Zavedenie pásiem L so správnym umiestnením antény ponúka množstvo výhod pre poľnohospodárske drony

Na druhej strane prijímače GNSS umiestnené na povrchu zeme pozostávajú z antény a procesorovej jednotky. Účelom antény je prijímať kódované signály z pripojených satelitov a úlohou procesorovej jednotky je dekódovať signály na zmysluplné informácie.

Poznámka: Na nájdenie jedného prijímača musí GNSS zbierať údaje najmenej z troch samostatných satelitov.

Každý satelit GNSS obieha okolo Zeme v intervale 11 hodín 58 minút a 2 sekúnd. Časové informácie prenášané satelitom sa prenášajú pomocou kódov, aby prijímač mohol určiť časový interval, počas ktorého bol kód prenášaný.

Signály vysielané zo satelitu obsahujú zakódované údaje, ktoré pomáhajú prijímačom presne určiť jeho polohu, a samotný prijímač sa umiestňuje presne podľa polohy satelitu.

IC prijímač vypočítava časový rozdiel medzi vysielacím časom a časom príjmu kódovaného signálu. Akonáhle je prijímač umiestnený presne vzhľadom na satelit, procesorová jednotka prekladá polohu prijímača z hľadiska zemepisnej šírky, dĺžky a nadmorskej výšky. Na základe tohto jednoduchého konceptu teda každý GNSS funguje na povrchu tejto planéty.

Aplikácie globálnych navigačných satelitných služieb

Príchod technológie GNSS zmenil koncept sledovania polohy s vysokým stupňom presnosť a široký rozsah pokrytia. Existuje niekoľko veľkých aplikácií GNSS, ktoré svetu pomohli vidieť lepšiu budúcnosť.

GNSS pre navigáciu

Pojem GNSS má medzi všetkými ostatnými technológiami veľký vplyv na navigačnú technológiu. Nedávno bol GNSS začlenený do automobilového priemyslu, teraz takmer každá automobilová spoločnosť integruje technológiu GNSS do svojich modelov automobilov. Integrácia technológie GNSS pomáha vodičovi ľahko navigovať po neznámych trasách a objavovať cesty sveta.

Používanie GNSS v navigačných systémoch sa neobmedzuje iba na automobily, pretože táto technológia sa v súčasnosti široko používa aj v lietadlách. Predbežné mapovanie terénu a aktualizácie terénu v reálnom čase z GNSS umožňujú pilotom vyhnúť sa kolíziám v letovej prevádzke. GNSS používaný v kokpitoch lietadiel navyše používa na zlepšenie presnosti kurzu aj technológie ako WAAS alebo GBAS (LAAS).

Čo je WAAS?

Na rozdiel od tradičných pozemných navigačných pomôcok, Wide Area Augmentation System (WAAS) poskytuje navigačné služby v celom národnom systéme vzdušného priestoru, podľa systému Federal Aviation Administration. System alebo skrátene NAS). WAAS poskytuje prijímačom GPS / WAAS dodatočné informácie na zlepšenie presnosti a integrity odhadov aktuálnej polohy.

Čo je to GBAS alebo LAAS?

Federálna letecká správa (FAA) v minulosti odkazovala na to, čo dnes nazývame GBAS, LAAS. Podľa webovej stránky Federal Aviation Administration je Ground-Based Augmentation System (GBAS) systém, ktorý poskytuje diferenciálne opravy a monitoruje integritu globálnych navigačných satelitných systémov (GNSS).

Okrem širokého spektra aplikácií GNSS v automobiloch a lietadlách sa GNSS používa aj na navigáciu lodí / jácht a lodí na hladine vody.

Poznámka: lode používajú aj funkčný blok GNSS s názvom „Muž cez palubu“ alebo skrátene. MOB. Táto funkcia umožňuje posádke lode určiť polohu osoby, ktorá spadla cez palubu.

GNSS na prieskum a geologické mapovanie

Geodetické prieskumy a geologické mapovanie sú ďalšou dôležitou aplikáciou GNSS. Väčšina prijímačov GNSS používa na geologické mapovanie údaje signálu generované na vlnovej frekvencii L1. Je vybavený presným kryštálovým oscilátorom, ktorý vlne pomáha znižovať chyby hodín pri mapovaní. Vedci môžu tiež vykonávať veľmi presné merania vypočítaním vhodného posunu medzi snímačmi GNSS.

Ak je napríklad aktívne deformujúca oblasť (napríklad sopka) obklopená niekoľkými prijímacími stanicami, potom môže byť GNSS užitočný na detekciu akéhokoľvek druhu. deformácii alebo pohybu zeme.

Aplikácie GNSS v iných odvetviach

Okrem vyššie uvedených aplikácií GNSS medzi dôležité patria aj:

  1. Mobilný satelit
  2. Pohotovostné a presné služby založené na polohe
  3. Zlepšovanie predpovedí počasia
  4. Fotografické geokódovanie
  5. Marketing a ďalšie

Inerciálne meracie zariadenie alebo snímače INS

Inerciálna meracia jednotka (IMU) hrá zásadnú úlohu v globálnych navigačných satelitných systémoch. Ako je uvedené vyššie, systém GNSS zbiera dátové signály najmenej z troch satelitov na obežnej dráhe, kde je každý signál prijatý prijímačmi neuveriteľne presný.

Ak je však signál prekážaný akýmikoľvek prekážkami, ako sú stromy, balvany alebo budovy, signál už nemôže poskytovať presné určovanie polohy. Inerciálna meracia jednotka je druh zotrvačného senzora, ktorý vypočítava rotáciu a zrýchlenie pohybujúceho sa telesa a určuje jeho polohu v priestore.

Poďme trocha hlbšie do podrobností

IMU pozostáva zo 6 ďalších senzorov umiestnených pozdĺž troch ďalších ortogonálnych osí, kde každý z nich pozostáva aj z akcelerometra a gyroskopu. Akcelerometer má za úlohu merať lineárne zrýchlenie pohybujúceho sa telesa, zatiaľ čo gyroskop meria zrýchlenie otáčania. Výpočtom hodnôt týchto dvoch senzorov môže systém ľahko určiť presnú polohu pohybujúceho sa tela. GNSS a IMU poskytujú koncovým užívateľom výkonnejšie a presnejšie navigačné riešenia.

Zhrnutie

Vďaka najnovšiemu technologickému pokroku mnohé koncepty a technológie výrazne zmenili podmienky robotiky, satelitnej komunikácie a navigácie, ako ich poznáme. Globálny navigačný satelitný systém je kľúčovým hráčom medzi inovatívnymi technológiami, ktoré zlepšili každodenný život, ako ho poznáme dnes. RTK navyše poskytuje GNSS s presnosťou na úrovni centimetrov s korekciami signálu v reálnom čase. Kombinácia GNSS a RTK poskytuje najvyššiu presnosť a najvyššiu kvalitu sledovania, ktorú potrebujete. Koniec koncov, GNSS a RTK sú najsilnejšou kombináciou na dnešnom trhu.

V tomto prehľade sme preskúmali všetky možné oblasti GNSS a podrobne sme prediskutovali jeho koncepcie, prevádzkové princípy a aplikácie. Dúfame, že vás predložený materiál plne informoval o technológii GNSS, poučil vás a inšpiroval vás k dosiahnutiu vašich cieľov. Ďakujem za tvoju pozornosť.

.