GPS

Приёмник сигнала GPS

NAVSTAR GPS (англ. Navigation Satellite Time and Ranging, Global Positioning System — Измерение дальности и времени по навигационному спутнику, Глобальная система позиционирования) — спутниковая система навигации, часто именуемая GPS. Позволяет в любом месте Земли (включая приполярные области), почти при любой погоде, также в космическом пространстве на расстоянии до 100 тыс км от поверхности Земли, определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализирована и эксплуатируется Министерством обороны США (англ. US Department of Defense).

Хронология

Запуск спутника GPS-IIR-14 ракетой Delta 7925. 25.09.2005, Мыс Канаверал, США

1973	Решение о разработке спутниковой навигационной системы
1974-1979	Испытание системы
1977	Приём сигнала от наземной станции, симулирующей спутник системы
1978-1985	Запуск одиннадцати спутников первой группы (Block I)
1980	Старт спутников оснащённых сенсорами позволяющих регистрировать подводные и наземные испытания ядерного оружия.
1979	Сокращение финансирования программы. Решение о запуске 18 спутников вместо запланированных 24.
1980-1982	Дальнейшее сокращение финансирования программы
1983	После гибели самолёта компании Korean Airline, сбитого над территорией СССР принято решение о предоставлении сигнала гражданским службам.
1986	Гибель космического челнока Space Shuttle «Challenger» приостановил развитие программы, так как последний планировался для вывода на орбиту второй группы спутников. В результате основным транспортным средством была выбрана ракета-носитель «Дельта»
1988	Решение о развёртывании орбитальной группировки в 24 спутника. 18 спутников не в состоянии обеспечить бесперебойного функционирования системы.
1989	Активация спутников второй группы
1990-1991	Временное отключение AS (англ. selective availability — искуственно создавамой для неавторизированных пользователей округления определения местоположения до 100 метров) в связи с войной в Персидском заливе и нехваткой военных моделей приёмников. Включение AS 01 Июня 1991 года.
08.12.1993	Сообщение о первичной готовности системы (англ. Initial Operational Capability). В этом же году принято окончательное решение о предоставлении сигнала для бесплатного пользования гражданским службам и частным лицам
1994	Спутниковая группировка укомплектована
17.07.1995	Полная готовность системы (англ. Full Operational Capability)
01.05.2000	Отключение AS для гражданских пользователей, таким образом точность определения выросла со 100 до 20 метров
26 Июня 2004	Подписание совместного заявления по обеспечению взаимодополняемости и совместимости Галилео и GPS 1
Декабрь 2006	Российско-американские переговоры по сотрудничеству в области обеспечения взаимодополняемости космических навигационных систем ГЛОНАСС и GPS.2

Космический сегмент

Основой системы являются навигационные спутники, движущихся вокруг Земли по 6 круговым орбитальным траекториям (по 4 спутника в каждой), на высоте 20180 км. Спутники излучают сигналы в диапазонах: L1=1575,42 МГц L2=1227,6 МГц, последние модели также на L5=1176,4 МГц . Навигационная информация может быть принята (в условиях прямой видимости спутников) и обработана при помощи GPS-приёмника. Информация в C/A коде (стандартной точности), передаваемая с помощью L1, распространяется свободно, бесплатно, без ограничений на использование. Военное применение (точность выше на порядок) обеспечивается зашифрованным P(Y) кодом. 24 спутника обеспечивают 100% работоспособность системы в любой точке земного шара, но не всегда могут обеспечить уверенный прием и хороший расчет позиции. Поэтому для увеличения точности позиции и резерва на случай отключения общее число спутников поддерживается в большем количестве (~29 на 2006 год). Максимальное возможное число одновременно работающих спутников в системе NAVSTAR ограничено 31.

Сегмент контроля (Наземные станции)

Слежение за орбитальной группировкой осуществляется с главной контрольной станции расположенной на авиабазе ВВС США Schriever, штат Колорадо, США и с помощью 10 станций слежения, из них три станции способны посылать на спутники корректировочные данные в виде радиосигналов с частотой 2000—4000 МГц. Спутники последнего поколения распределяют полученные данные среди других спутников

Пользовательский сегмент

Основная статья: GPS-приёмник

Точность

Основная статья: DOP

Литература

• Сетевые спутниковые радионавигационные системы / В.С. Шебшаевич, П.П. Дмитриев, Н.В. Иванцев и др.; под ред. В.С. Шебшаевича. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1993 — 408 с.: ил. ISBN 5-256-00174-4

Ссылки

• Статья о GPS приемниках
• ¹Совместное заявление по обеспечению взаимодополняемости и совместимости Галилео и GPS англ. 
• ²Совместное заявление по обеспечению взаимодополняемости и совместимости ГЛОНАСС и GPS
• Официальный сайт правительства США и системы NAVSTAR GPS со статусом спутниковой группировки  (англ.)
• Как работает GPS?  (англ.)
• Вся правда о GPS-навигации
• GPS изнутри: описание NMEA протокола