|
|
| |
Kategoritė e Punimeve |
 |
|
|
|
|
|
|
Sistemi pėr Pozicionim Global - GPS
Rrjeta / Telekomunikim - 12/08/2004 -
Shkruar nga:
Genc B. KASTRATI - 
|
 Pėr shtypės |
Koment:, GPS është sistem satelitor i përdorur për pozicionim. Ky sistem funksionon në të gjitha kushtet atmosferike dhe ka saktësi të madhe. Fillimisht i zhvilluar për nevoja ushtarake sot GPS përdorët në masë të gjerë nga popullsia civile.
| Global Positioning System / Sistemi për Pozicionim Global
GPS është një sistem satelitor për navigacion që punon në të gjitha kushtet atmosferike. Sistemi është zhvilluar nga Departamenti i Mbrojtjës dhe qëllimi fillestar ishte ai ushtarak. Në vitet e 80-ta sistemi është hapur për përdorim civil. Ėshtë shërbim falas dhe pa nevojë të abonimit. Kordinatat e GPS bazohen në World Geodetic System i 1984 (WGS1984) të përbërë nga vijat për gjerësi dhe lartësi geometrike.
Puna dhe Përshkrimi i GPS
Sistemi përbëhët nga 24 satelita aktiv në orbitë rreth Tokës. Këta satelita e përmbushin një orbitë të tërë dy herë në ditë. Procesi i trekëndëzimit përdoret për të matur pozicionin në sipërfaqe të Tokës. Trekëndëzimit zbatohet duke matur dallimin mes kohës të sinjaleve që dërgohen dhe pranohen. Nga ky dallim kohor mund të logarisim distancën mes pikave në hapësirë. GPS pranuesi (pajisja përmes të cilës përdoret sistemi) duhet të ketë pamje mbi së paku 3 satelita për të matur saktësisht pozicionin 2D (latitudën dhe longitudën). Nëse GPS pranuesi ka pamje në më shumë se 3 satelita atëherë parametri i lartësisë mund të caktohet gjithashtu, pra 3D pozicionimi. Nga matjet e lartëpërmendura mund të arrihet deri tek tjerat sikur shpejtësia e lëvizjes, drejtimi, distanca apo koha e ngritjës së Diellit.
Pamja artistike e satelitëve në orbitë
Saktësia e GPS
Sot GPS pranuesit janë shumë të saktë për shkak të multi-channel mundësisë. Multi-channel metoda përdoret për vëzhgimin e shumëfishtë të satelitave në të njejtën kohë. Kjo lejon përdorimin e njëkohëshëm të satelitave. Disa pranues GPS të kompanisë Garmin kan 12 kanale për pranim paralel dhe mund të lidhen me ato për kohë të gjata dhe në kushte të vështira. Disa nga kushtet në të cilat punojnë pranuesit mund të shkaktojnë gabime në llogaritje.
Pranuesit e zakonshëm arrijnë saktësi deri në 13 m rreze ndërsa me përmirësime të ndyshme kjo saktësi mund të rritet dukshëm. Garmin prodhon pranues me WAAS aftësitë, që përmirëson saktësinë deri në 3 m rreze. Saktësia mund të përmirësohet edhe me Differential GPS apo DGPS deri në 5 m rreze.
Sistemi GPS
I tërë sistemi është i përbërë nga 27 satelita, 24 në përdorim dhe 3 në gatitshmëri. Satelitat gjinden në një lartësi prej 19,000 km dhe udhëtojnë me shpejtësi 11,000 km/s. Furnizimi kryesor elektrik është Diellor por në rast të eklipsave(zënieve) ata mund të përdorin bateriat. Devijimet orbitale rregullohen me raketa të vogla.
Mbi satelitët
Satelitët gjithashtu quhen NAVSTAR. Sateliti i parë është lëshuar me 1978 ndërsa bashkësia yjore është arritur me 1994. Dhjetë satelitët e parë janë quajtur Block I. Prej 1989 deri më 1993 janë shtuar edhe 23 satelita nën emrin Block II. Jetëzgjatja e satelitëve është 10 vite. Zëvendësimi i sateliteve bëhët rregullisht. Pesha mesatare e satelitave është 900 kg ndërsa gjerësia me pllaka Diellore të zgjeruara është 5 m. Fuqia e transmetuesit është 50 watt.
Sateliti NAVSTAR i përdorur për GPS
Sinjalimi
Satelitët transmetojnë dy sinjale të fuqisë së ultë, L1 dhe L2. Përdorimi civil i GPS përdor L1 në frekuencë 1575.42 MHz në UHF. Informatat e përmbajtura në sinjal përbëhën nga:
Pseudo kodi i rastit Ky është ID kodi që e identifikon satelitin dhe mund të lexohet në pranues.
Ephemeris shënimet Që transmetohet gjatë tërë kohës nga sateliti. Kjo është informata mbi gjendjën shëndetësore të satelitit dhe përdoret për mirëmbajtje.
Almanac shënimet Tregon GPS pranuesit ku secili nga satelitët duhet jetë në moment të caktuar. Ēdo satelit transmeton Almanac shënimet edhe për satelitat tjerë.
Burimet e Gabimeve
Ekzistojnë shumë arsye pse GPS sinjali mund të ketë gabime:
Jonosfera dhe Troposfera Mund të shkaktojnë vonesë të sinjalit. GPS pranuesit përmbajnë model që lejon rregullimin e këtijë gabimi.
Udhëtimi i shumëfishtë i sinjalit Në këto raste sinjali është duke u reflektuar nga strukturat e larta sikur ndërtesat duke rritur kohën për të cilën udhëton sinjali.
Ora e gabueshme në pranues Mund të ndodhë që ora në pranues nuk është e saktë në krahasim me orat atomike në satelita.
Gabime orbitale Këto gabime ndodhin kur pozita apo orbita e satelitit nuk tregohët saktë, ky gabim gjithashtu njifet si gabim ephemeris.
Numri i satelitave të parë Sa më shumë satelita që janë në pamje aq më të sakta do të jenë matjet, me rast se ka pak satelita të parë atherë gabime do të bëhën.
Gjeometria e satelitit Në raste të tila pozita relative e satelitit nuk është e mirë. Pozita ideale është kur dy satelita janë të pozicionuar në këndë të gjerë relativisht me pranuesin. Kur satelitët janë tepër afër njëri tjetrit në qiell atëherë matjet mund të kanë gabime.
Degradimi i qëllimshëm Departamenti i Mbrojtjës së SHBA ka zhvilluar një sistem për degradimin e sinjalit GPS. Qëllimi ishte pengimi i përdorimit të sistemit nga ana a armiqëve. Selective Availability (SA) teknologjia u ndërpre në Maj 2000.
Modulimi
Modulatori kodon shënimet varësisht nga formati transmetues. Roja e Bregut në SHBA përdor sistemin e modulimit që krijon sinjalin bartës përmes Minimum Shifting Key (MSK) sistemit. Në MSK modulimin faza që simbolizon shënimet binare ndërron dhe vlerat e 1 dhe 0 ndryshojnë varësisht se çka është dërgu më herët.
Transmetuesi
Transmetuesi përbëhët nga përforëcuesi i lidhur për antenë. Sinjali bartës i moduluar përforcohet dhe bartët përmes antenës. Roja e Bregut në SHBA përdorin sistemin transmetues prej 250 1000 watt në frekuenca 300 KHz.
Metodat për Pozicionim
Metoda e përdorur për gjetjën e pozicionit bëhët përmes trilaterimit. Trilaterim nënkupton matjen e brinjëve të trekëndëshit dhe llogaritja e këndëve mes tyre. Si shembull të marrim një person që gjindet diku mes Gjenevës, Zurichut dhe Milanos. Inormata që personi gjindet 180 km larg Gjenevës nuk do t'i ndihmon aq shumë. Nëse e shtojmë informatën që largësia nga Zurichu është 230 km ndërsa Milano 320 km (distancat nuk jane reale në këtë shkrim) atëher personi ka mundësi të logaritë saktë pozicionin e tyre.
Kjo quhet trilaterimi 2 dimensional. Koncepti i ngjajshëm aplikohet për trilaterimin dimensional por në vend të rrathëve përdoren sferat.
Matja e Distancës
Siq tham më herët pranuesi bën matjet duke matur dallimet mes sinjaleve nga satelitat. Procesi përbëhët në këto hapa:
Në kohë të caktuar sateliti fillon të transmetojë një sinjal të gjatë digjital të quajtur pseudo random kodi. Pranuesi në anën tjetër në të njejtën kohë fillon me transmetimin e kodit të njejtë. Kur sinjali nga pranuesi arrinë në satelit, ai do të vonohet për një kohë të caktuar. Zgjatja e kësaj vonese është kohëzgjatja e udhëtimit të sinjalit nga i cili mund të matet distanca. Mbasi që dihet shpejtësia e valëve elektromagnetike (~300,000 km/s) athëher mund të masin lehtë distancën me saktësi të madhe. Kushti që kjo të bëhët siq duhet është që ora në pranues dhe satelit të jetë e sinkronizuar. Satelitat janë të pajisur me orë atomike ndërsa pranuesit me ore kuartz të cilët rregullohen periodikisht (mbasi që kuartz nuk është i saktë sikur orët atomike).
Problemet në Matje
Për ti ikur problemeve të tilla ora e pranuesit gjatë tërë kohës që makina është në punë sinkronizohet me orën e satelitave. Gjithashtu pranuesi e din pozitën e satelitëve me saktësi të madhe mbasi që satelitët janë të vendosur në orbita të parashikueshme.
Rregullimi i Gabimeve
Teknika për largimin e gabimeve quhet metoda Diferenciale. Kjo zbatohet përmes DGPS apo WAAS sistemit. Gabimet në sinjal zbulohen nga stacionet referente në sipërfaqe të Tokës. Këto sacione bëjnë matjet e tyre të cilat pastaj i krahasojnë me matjet nga satelitat. Dallimi mes këtyre matjeve quhet gjerësia e gabimit. Zbulimi i saktë mundësohet mbasi që stacionet referente janë të palëvizëshme dhe njifet pozicioni i saktë i tyre.
Kjo gjerësi e gabimit pastaj transmetohet në formë të porosisë rregulluese. Formati i kësaj porosie është i standardizuar nga Radio Technical Commission for Maritime Services, Special committee 104 (RTCMS-SC104). GPS pranuesi pranon këtë porosi rregulluese e cila i ndihmon të bën matje të sakta. Masa se sa përmirësohet saktësia varët nga pranuesi, Starlink DNAV-212 dhe INVICTA 210 GPS pranuesit mund të arrijnë saktësi deri më 1 m rreze.
WAAS dhe DGPS
WAAS është shkurtesë për Wide Area Augmentation System. Kjo është teknologji që përdoret për përmirësimin e matjeve deri në 95%. Origjina e sistemit vjen nga Federal Avidation Administration (FAA) dhe Departamenti i Transportit. Nevojat e këtyre agjencive qeveritare në SHBA nuk i përmbushte GPS sistemi tradicional. Nevojat e transportit ajror dhe trajektoreve të fluturakeve kishin nevojë për një sistem më të saktë.
Pozicionimi i stacioneve referente në SHBA që përdorën për WAAS
Puna e WAAS qëndron në rregullimin e sinjalit dhe gabimeve në të. Sinjali nga GPS satelitët dëmtohet nga jonosfera. WAAS përbëhët nga 25 stacioneve referente të vendosura nëpër tërë SHBA dhe 2 stacioneve kryesore në bregun lindor dhe perendimor të SHBA. Këto dy stacione pranojnë sinjalet nga satelitat dhe rregullojn gabimet që mund të jenë të pranishme. Pas logaritjës së gabimeve një porosi rregulluese që përbëhët nga informata mbi orbitën e satelitëve, zhvendosjës së orës dhe ngadalsimet e shkakëtuara nga jonosfera. Kjo porosi pastaj transmetohet në njërin nga dy satelitat gjeostacionarë i cili e kthen ate porosi si pjesë e strukturës të sinjalit GPS.
Saktësia e GPS me SA, pa SA dhe WAAS
Përdorimi i WAAS
Në këtë moment WAAS mund të përdoret vetëm në Amerikë Veriore. Në Amerikën Jugore pranimi i WAAS porosive është i mundur por përmbajtja e tyre mund të jetë e gabueshme mbasi që matjet janë për pjesën veriore të kontinentit.
Differential GPS (DGPS)
Ky sistem funksionon ngjajshëm me WAAS por ka nevojë për pajisje plotësuese dhe punon vetëm në Tokë (jo në oqeane apo detra).
Sisteme tjera DPGS (Japoni dhe EU)
Japonia është duke e zhvilluar sistemin e saj DGPS që quhet Multi-Functional Satellite Augmentation System (MSAS). Unioni Europian është gjithashtu duke e zhvilluar sistemin Euro Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS). Me përfundimin e këtyre sistemeve pjesa e madhe e sipërfaqës Tokësore do të jetë e mbuluar me GPS.
Përdorimi Ushtarak i GPS
Përdorimi i GPS në fillim ishte kryesisht në ushtri. Operacionet ushtarake kan përfituar shumë nga GPS. Në fillim të luftës së Gjirit Persian 1000 GPS pranues janë blerë ndërsa në fund të konfliktit numri ishte rritur deri më 9000. Në këtë luftë GPS është përdorur çdokund, nga ana e këmbësorisë, blindave, makinerisë dhe aeroplanëve ushtarak si F-16, KC134 dhe B2. Flota Luftarake gjithashtu ka përdorur GPS për pastrimin e minave. Sistemi gjithashtu përdoret për raketa kryqëzore.
Përdorimi Civil i GPS
GPS është përdor për ndërtimin e tunelit mes Britanisë dhe Francës. Shpuarja e tunelit filloi në të njejtën kohë në Dover, Britani dhe Calais, France dhe ishte e nevojshme shpuarja në drejtim të njejtë. GPS pranuesit janë përdorur për kontrollimin e pozicionit të shpuarjes së tunelit.
Navigacioni GPS i automjeteve tani është në përdorim të gjerë. Përveç shërbimeve si policia dhe zjarrëfikësit GPS tani përdoret edhe nga personat e thjeshtë. Hartimi dhe matjet geologjike përfitojnë shumë nga GPS. Vëzhguesit e botës shtazore përdorin GPS për të përcjellur lëvizjet e shtazëve.
Konkludimi
GPS sot është pjesë e pandashme e shoqërisë sonë së bashku me sistemet e telekomunikimit dhe navigacionit. Zbatimi i GPS po përhapet edhe në pajisje sikur telefona mobil dhe PDA kështu që njohja e vet sistemit është vitale për të ardhmën e njeriut.
| |
|
Ky material ėshtė i lėshuar nėn licensėn
Creative Commons (Attribution-ShareAlike) qė do tė thotė qė materiali mund tė kopjohet, shpėrndahet, ekspozohet, pėrdoret pėr punime rrjedhėse dhe nevoja komerciale pėrderisa: Ceket autori; Nė rast ndryshimi, lėshohet nėn po tė njejtat kushte. Autori/ja i/e kėtij materiali pajtohet automatikisht qė materiali tė lėshohet nėn kėtė licensė. Kushtet mund tė largohen vetėm me lejėn e autorit/es.
|
|
|
|
|
|
Copyright Pr-Tech® 2004 - 2010