GPS. История становления и состав

GPS (Global Positioning System — система глобального позиционирования или глобальная позиционирующая система) — это спутниковая система навигации, которая измеряет расстояние-время и на основании полученных данных определяет местоположение объекта во всемирной системе координат WGS 84.

GPS может определить координаты почти в любом месте планеты (кроме полярных зон) и околоземного космического пространства. Погодные условия при этом значения не имеют.

Проект разработан и воплощён в реальность Министерством обороны США, эксплуатация систем по большей части также осуществляется этим ведомством. Несмотря на это, GPS очень широко востребовано в мирных целях, начиная от домашнего быта и заканчивая международными перевозками.

Как появилась GPS?

В 1957 году американские военные и научные специалисты наблюдали за первым советским спутником («Спутник-1»). Совершенно случайно они поняли, что если знать своё местоположение на Земле, можно с достаточно высокой точностью определить координаты спутника (эффект Доплера). Самое интересное, что это работает и в обратную сторону: зная, где находится спутник, можно отследить скорость и местоположение земного объекта.

Эта идея дала старт программе Timation, которая подразумевала создание новейшей навигационной сети для военно-морского флота. Тогда предполагалось выводить на спутники на низкую околоземную орбиту.

Однако со временем военные и учёные осознали, что этот проект открывает куда большие перспективы, нежели разработку навигационной системы для кораблей. После этого решено выводить спутники гораздо выше, уже на среднюю околоземную орбиту. Новая программа получила название NavStar. В 1973 году её переименовывают – с тех пор она называется GPS. 

Изначально GPS была исключительно военной разработкой, однако к 2000 годам правительство США разрешило её гражданское использование (с некоторыми доработками).

Состав глобальной системы позиционирования

Система GPS состоит из 3 сегментов:

1. Космический – включает в себя 32 действующих спутника. Все они расположены на средней околоземной орбите (около 20000 км над уровнем моря). Они передают сигнал с орбиты на земные устройства.
2. Управляющий – наземные коммуникации. Главная станция контроля, вспомогательные подстанции, узлы связи, точки мониторинга и многое другое. Обеспечивают нормальную работу системы и взаимосвязь космического сегмента с пользовательским.
3. Пользовательский – приёмники космического GPS-сигнала. Включают в себя миллионы устройств по всему миру, начиная от бытовых навигаторов и заканчивая крупнейшими объектами государственной важности.

Современное использование GPS для спутникового мониторинга транспорта

Системы GPS помогают решать следующие задачи при мониторинге транспорта:

• Определение местоположения ТС, а также скорости и направления следования. Это предотвращает отклонения от маршрута и помогает водителю при движении в неизвестной местности;
• Контроль соблюдения графика движения — учёт передвижения транспортных средств, автоматический учёт доставки грузов в заданные точки и др.;
• Сбор статистики и оптимизация маршрутов — анализ пройденных маршрутов, скоростного режима, расхода топлива и др. транспортных средств с целью определения лучших маршрутов;
• Обеспечение безопасности — возможность определения местоположения помогает обнаружить угнанный автомобиль. Также на основе спутникового мониторинга транспорта действуют некоторые системы автомобильной сигнализации.