GNSS: Vse, kar morate vedeti.

Uvod

Preden pogledamo zgodovino globalnega satelitskega navigacijskega sistema (GNSS, GNSS; v nadaljevanju GNSS) ali kinematika v realnem času (RTK ali kinematika v realnem času)

To je osnovni pregled satelitskega navigacijskega sistema, kakršnega poznamo, danes pa naredimo še korak dlje, da razpravljamo o naprednem satelitskem navigacijskem sistemu, znanem kot GNSS. Vsak satelitski navigacijski sistem z globalno pokritostjo se imenuje globalni navigacijski satelitski sistem ali GNSS. A to še ni vse. GNSS ima skrivno orožje...

Ena od tehnologij, na katero se GNSS pogosto opira, je kinematika v realnem času ali RTK. Kinematika v realnem času je globalna tehnika satelitskega določanja položaja, ki pomaga GNSS izboljšati zanesljivost in natančnost ciljnih podatkov. Ko gre za pozicioniranje, pozicioniranje in največjo natančnost, kombinacija GNSS z RTK poveča raven natančnosti za razliko od česar koli drugega. RTK ojača fazni signal, ki se izmenja med oddajnikom in sprejemnikom, s čimer zagotavlja centimetrsko natančnost in korekcijo signala v realnem času.

Kaj je GNSS ali globalni navigacijski satelitski sistem?

Globalne navigacijske satelitske sisteme so prvotno razvile ameriške letalske sile, ko se je tehnologija imenovala Global Positioning System ali GPS in jih je lahko uporabljala le ameriška vojska. Sčasoma je tehnologija GPS postala dostopna vsem na tem planetu. Zdaj, ko je vsak pametni telefon, opremljen z GPS-om, zlahka dostopen vsem, so se vlade več držav odločile, da bodo to tehnologijo postavile na naprednejšo, natančnejšo in dolgoročnejšo raven. Tako je pojav globalnih navigacijskih satelitskih sistemov ali GNSS postal uradni pojav za potrošnike v zasebnem sektorju.

Trenutno sta poleg ZDA dva glavna operativna GNSS, ki delujeta na površini našega planeta, ruski GLONASS in Galileo Evropske unije. S prihodom tehnologije GNSS so začele delovati številne pomožne tehnologije, znane kot regionalni navigacijski sistemi. Tehnološki koncept je enak konceptu GNSS, vendar zajema manj geografskih območij.

Kako deluje globalni navigacijski satelitski sistem ali GNSS?​​

Sateliti GNSS imajo dva nosilna vala, zabeležena v pasu L, in sicer L1 (1575,42 MHz) in L2 (1227,60 MHz). Glavni namen teh dveh valovnih dolžin je prenos signalov iz povezanega satelita na zemeljsko površino. Po Techopedia lahko uporaba tehnologije L-pasu zmanjša režijske stroške, hkrati pa zagotovi zanesljivo povezavo, ki je manj nagnjena k prekinitvam. Uvedba L-pasov s pravilno namestitvijo antene ponuja številne prednosti kmetijskim brezpilotnim letalom

Po drugi strani so sprejemniki GNSS, ki se nahajajo na površini zemlje, sestavljeni iz antene in procesne enote. Namen antene je sprejemati kodirane signale s povezanih satelitov, naloga procesorske enote pa je dekodiranje signalov v pomembne informacije.

Opomba: Za določitev položaja enega sprejemnika mora GNSS zbrati podatke z najmanj treh ločenih satelitov.

Vsak satelit GNSS kroži okoli Zemlje v intervalu 11 ur 58 minut in 2 sekundi. Časovni podatki, ki jih prenaša satelit, se prenašajo s kodami, tako da lahko sprejemnik določi časovni interval, v katerem je bila koda poslana.

Signali, poslani s satelita, vsebujejo kodirane podatke, ki sprejemnikom pomagajo natančno določiti njegovo lokacijo, sam sprejemnik pa se postavi točno glede na položaj satelita.

IC sprejemnik izračuna časovno razliko med časom oddajanja in časom sprejema kodiranega signala. Ko je sprejemnik nameščen točno glede na satelit, procesorska enota prevede lokacijo sprejemnika glede na zemljepisno širino, dolžino in nadmorsko višino. Na podlagi tega preprostega koncepta torej vsak GNSS deluje na površini tega planeta.

Aplikacije globalnih navigacijskih satelitskih storitev

S prihodom tehnologije GNSS se je koncept sledenja položaja z visoko stopnjo spremenil natančnost in širok razpon pokritosti. Obstaja več glavnih aplikacij GNSS, ki so svetu pomagale videti boljšo prihodnost.

GNSS za navigacijo

Med vsemi drugimi tehnologijami je imel koncept GNSS velik vpliv na navigacijsko tehnologijo. V zadnjem času je bil GNSS vključen v avtomobilsko industrijo, zdaj skoraj vsako avtomobilsko podjetje integrira tehnologijo GNSS v svoje modele avtomobilov. Vključitev tehnologije GNSS vozniku omogoča enostavno krmarjenje po neznanih poteh za raziskovanje svetovnih cest.

Uporaba GNSS v navigacijskih sistemih ni omejena le na avtomobile, saj se tehnologija zdaj široko uporablja tudi v letalih. Predhodno kartiranje terena in posodobitve terena GNSS v realnem času omogočajo pilotom, da se izognejo trkom v letalskem prometu. Poleg tega GNSS, ki se uporablja v pilotskih kabinah letal, uporablja tudi tehnologije, kot sta WAAS ali GBAS (LAAS), za izboljšanje natančnosti smeri.

Kaj je WAAS?

Za razliko od tradicionalnih kopenskih navigacijskih pripomočkov sistem širjenja širine območja (WAAS) ponuja navigacijske storitve po celotnem sistemu nacionalnega zračnega prostora ali NAS na kratko). WAAS sprejemnikom GPS / WAAS zagotavlja dodatne informacije za izboljšanje natančnosti in celovitosti ocen trenutnega položaja.

Kaj je GBAS ali LAAS?

V preteklosti se je Zvezna uprava za letalstvo (FAA) nekoč sklicevala na tisto, kar danes imenujemo GBAS, LAAS. Po podatkih spletne strani Zvezne uprave za letalstvo je sistem za povečanje na kopnem (GBAS) sistem, ki zagotavlja različne popravke in spremlja integriteto globalnih navigacijskih satelitskih sistemov (GNSS).

Poleg širokega spektra uporabe GNSS v avtomobilih in letalih se GNSS uporablja tudi za krmarjenje čolnov / jaht in ladij na površini vode.

Opomba: ladje uporabljajo tudi funkcionalni blok GNSS, imenovan "Man overboard" ali skrač. MOB. Ta funkcija omogoča ladijski posadki, da natančno določi lokacijo osebe, ki je padla čez krov.

GNSS za raziskovanje in geološko kartiranje

Geodetsko raziskovanje in geološko kartiranje sta še ena pomembna aplikacija GNSS. Večina sprejemnikov GNSS za izvajanje geološkega kartiranja uporablja signalne podatke, ustvarjene pri frekvenci valov L1. Opremljen je z natančnim kristalnim oscilatorjem, ki pomaga valovu pri zmanjševanju napak pri urah. Raziskovalci lahko izvedejo tudi zelo natančne meritve z izračunom ustreznega odmika med senzorji GNSS.

Na primer, če je aktivno deformirajoče območje (recimo vulkan) obdano z več sprejemnimi postajami, je lahko GNSS uporaben za odkrivanje vseh vrst deformacije ali premikanja tal.

Aplikacije GNSS v drugih panogah

Poleg zgornjih aplikacij GNSS med pomembne spadajo tudi:

1. ) Mobilni satelit
2. Lokacijske storitve za nujne in natančne storitve
3. Izboljšanje vremenske napovedi
4. Fotografsko geografsko kodiranje
5. Trženje in drugo

)

Inercialna merilna naprava ali senzorji INS

Inercialna merilna enota (IMU) ima ključno vlogo v globalnih navigacijskih satelitskih sistemih. Kot smo že omenili, sistem GNSS zbira podatkovne signale z najmanj treh satelitov v orbiti, kjer je vsak signal, ki ga sprejmejo sprejemniki, neverjetno natančen.

Če pa signal ovirajo kakršne koli ovire, kot so drevesa, balvani ali zgradbe, signal ne more več zagotavljati natančnega določanja položaja. Inercialna merilna enota je nekakšen inercialni senzor, ki izračuna vrtenje in pospešek gibljivega telesa, da določi njegov položaj v vesolju.

Pojdimo malo globlje v podrobnosti

IMU sestavlja 6 dodatnih senzorjev, ki se nahajajo vzdolž treh drugih pravokotnih osi, kjer vsaka od njih je sestavljena tudi iz merilnika pospeška in žiroskopa. Naloga merilnika pospeška je meriti linearni pospešek gibljivega telesa, žiroskop pa pospešek vrtenja. Tako lahko sistem z izračunom vrednosti teh dveh senzorjev zlahka določi natančno lokacijo gibljivega telesa. GNSS in IMU skupaj nudita končnim uporabnikom zmogljivejše in natančnejše navigacijske rešitve.

Če povzamem

Zahvaljujoč nedavnemu tehnološkemu napredku so številni koncepti in tehnologije bistveno spremenili konkurenčne pogoje za robotiko, satelitsko komunikacijo in navigacijo, kakršne poznamo. Globalni navigacijski satelitski sistem je ključni akter med inovativnimi tehnologijami, ki so izboljšale vsakdanje življenje, kot ga poznamo danes. Še več, RTK zagotavlja GNSS s centimetrsko natančnostjo s popravki signala v realnem času. Kombinacija GNSS in RTK zagotavlja najvišjo natančnost in najvišjo kakovost sledenja, ki jo potrebujete. Konec koncev sta GNSS in RTK najmočnejša kombinacija na današnjem trgu.

V tem pregledu smo raziskali vsa možna področja GNSS in podrobno obravnavali njegove koncepte, načela delovanja in aplikacije. Upamo, da vas je predstavljeno gradivo v celoti poučilo o tehnologiji GNSS, vas razsvetlilo in navdihnilo za dosego vaših ciljev. Hvala za vašo pozornost.