अमेरिकी नेविगेशन प्रणाली. समाचार एवं विश्लेषणात्मक पोर्टल "इलेक्ट्रॉनिक्स टाइम"। सिस्टम विकास का इतिहास

ज़मीन पर और समुद्र में, जंगल में या शहर में, अपना स्थान निर्धारित करना आज भी उतना ही प्रासंगिक प्रश्न है जितना पिछली शताब्दियों में रहा है। रेडियो तरंगों की खोज के युग ने नेविगेशन के कार्य को काफी सरल बना दिया और जीवन और गतिविधि के कई क्षेत्रों में मानवता के लिए नई संभावनाएं खोलीं, और बाहरी अंतरिक्ष पर विजय प्राप्त करने की संभावना की खोज के साथ, इस क्षेत्र में एक बड़ी सफलता मिली। पृथ्वी पर किसी वस्तु के स्थान के निर्देशांक निर्धारित करना। निर्देशांक निर्धारित करने के लिए, एक उपग्रह नेविगेशन प्रणाली का उपयोग किया जाता है, जो कक्षा में स्थित उपग्रहों से आवश्यक जानकारी प्राप्त करती है।

अब दुनिया में दो वैश्विक समन्वय निर्धारण प्रणालियाँ हैं - रूसी ग्लोनास और अमेरिकी नेवस्टार, जिन्हें जीपीएस के रूप में जाना जाता है (ग्लोबल पोजिशन सिस्टम - ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम नाम का संक्षिप्त नाम)।

ग्लोनास उपग्रह नेविगेशन प्रणाली का आविष्कार पिछली शताब्दी के शुरुआती 80 के दशक में सोवियत संघ में किया गया था और पहला परीक्षण 1982 में हुआ था। इसे रक्षा मंत्रालय के आदेश से विकसित किया गया था और जमीन पर चलने वाली वस्तुओं के परिचालन वैश्विक नेविगेशन के लिए विशेषीकृत किया गया था। .

अमेरिकी जीपीएस नेविगेशन प्रणाली संरचना, उद्देश्य और कार्यक्षमता में ग्लोनास के समान है और इसे संयुक्त राज्य अमेरिका के रक्षा विभाग के आदेश से विकसित किया गया था। इसमें किसी जमीनी वस्तु के दोनों निर्देशांकों को सटीक रूप से निर्धारित करने और समय और गति संदर्भों को पूरा करने की क्षमता है। NavStar की कक्षा में 24 नेविगेशन उपग्रह हैं, जो पृथ्वी की पूरी सतह पर एक सतत नेविगेशन क्षेत्र प्रदान करते हैं।

एक उपग्रह नेविगेशन प्रणाली (जीपीएस नेविगेटर या) का रिसीवर संकेतक उपग्रहों से सिग्नल प्राप्त करता है, उनसे दूरी मापता है, और मापी गई सीमाओं का उपयोग करके इसके निर्देशांक निर्धारित करने की समस्या को हल करता है - अक्षांश, देशांतर और, 4 या अधिक उपग्रहों से सिग्नल प्राप्त करते समय - समुद्र तल से ऊंचाई, गति, दिशा (पाठ्यक्रम), तय की गई दूरी। नेविगेटर में सिग्नल प्राप्त करने के लिए एक रिसीवर, उन्हें संसाधित करने और नेविगेशन गणना के लिए एक कंप्यूटर, नेविगेशन और सेवा जानकारी प्रदर्शित करने के लिए एक डिस्प्ले और डिवाइस के संचालन को नियंत्रित करने के लिए एक कीबोर्ड शामिल होता है।

ये रिसीवर व्हीलहाउस और उपकरण पैनलों में स्थायी स्थापना के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। उनकी मुख्य विशेषताएं हैं: बाहरी एंटीना की उपस्थिति और बाहरी डीसी स्रोत से शक्ति। उनके पास आमतौर पर जानकारी के अल्फ़ान्यूमेरिक और ग्राफिक डिस्प्ले के साथ बड़े लिक्विड क्रिस्टल मोनोक्रोम स्क्रीन होते हैं।

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छोटी नावों के लिए डिज़ाइन किया गया कॉम्पैक्ट, वॉटरप्रूफ, उच्च प्रदर्शन जीपीएस/डीजीपीएस/डब्ल्यूएएएस रिसीवर। कंपनी का यह जीपीएस रिसीवर अतिरिक्त डीजीपीएस/डब्ल्यूएएएस अंतर सुधार सिग्नल प्राप्त करने और संसाधित करने में सक्षम है। बीकन या WAAS भूस्थैतिक उपग्रहों से सुधार प्राप्त करते समय यह क्षमता 5 मीटर से बेहतर सटीकता की अनुमति देती है।

बिल्ट-इन डिफरेंशियल करेक्शन रिसीवर के साथ नया (डी) जीपीएस नेविगेटर। पथ-निर्धारण तकनीक आपको लंबी दूरी के मार्ग सटीक रूप से बनाने की अनुमति देती है। छोटी दूरी के लिए रॉक्सोड्रोमिक कोर्स (आरएल) और लंबी दूरी के लिए ऑर्थोड्रोमिक कोर्स (जीसी) चुनना संभव है।

पथ नियोजन तकनीक से आप लंबी दूरी के मार्ग सटीकता से बना सकते हैं। छोटी दूरी के लिए रॉक्सोड्रोमिक कोर्स (आरएल) और लंबी दूरी के लिए ऑर्थोड्रोमिक कोर्स (जीसी) चुनना संभव है।

फिक्स्ड रिसीवर्स की व्यापक कार्यक्षमता होती है, विशेष रूप से समुद्री उपयोग के लिए पेशेवर उपकरण। उनके पास बड़ी मात्रा में मेमोरी है, विभिन्न नेविगेशन समस्याओं को हल करने की क्षमता है, और उनका इंटरफ़ेस जहाज के नेविगेशन सिस्टम में शामिल करने की अनुमति देता है।

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यह सभी प्रकार के जहाजों के लिए डिज़ाइन किया गया ग्लोनास/जीपीएस उपग्रह नेविगेशन सिस्टम का एक आधुनिक रिसीवर संकेतक है।

समुद्री नेविगेशन के क्षेत्र में नवीनतम उपलब्धियों का उपयोग करके रेडियो कॉम्प्लेक्स कंपनी के विशेषज्ञों द्वारा विकसित किया गया। आरके-2006 में ग्लोनास और जीपीएस जैसे पहले से ही तैनात उपग्रह समूहों से सिग्नल प्राप्त करने की क्षमता है, साथ ही होनहार यूरोपीय और एशियाई पोजिशनिंग सिस्टम से भी, यह शोर प्रतिरक्षा में वृद्धि और किसी भी सिस्टम की विफलता से सुरक्षा के साथ, निर्देशांक निर्धारित करने की अनुमति देता है। जहाज का मार्ग और गति।

समुद्री रेडियो नेविगेशन उपकरण सैम्युंग ईएनसी कंपनी लिमिटेड के दक्षिण कोरियाई निर्माता - एसजीएन-500 से वैश्विक नेविगेशन उपग्रह सिस्टम जीपीएस और ग्लोनास का रिसीवर।

संयुक्त रिसीवरों में ग्लोनास और जीपीएस का उपयोग करते समय (लगभग सभी ग्लोनास रिसीवर संयुक्त होते हैं), दृश्यमान अंतरिक्ष यान की बड़ी संख्या और उनकी अच्छी सापेक्ष स्थिति के कारण निर्देशांक निर्धारित करने की सटीकता लगभग हमेशा "उत्कृष्ट" होती है।

नेविगेशन जानकारी प्रदर्शित करना

ग्लोनास/जीपीएस रिसीवर जानकारी प्रदर्शित करने के दो तरीकों का उपयोग करते हैं: अल्फ़ान्यूमेरिक और ग्राफ़िक (कभी-कभी "छद्म ग्राफ़िक" शब्द का उपयोग किया जाता है)।

प्राप्त जानकारी को प्रदर्शित करने के लिए अल्फ़ान्यूमेरिक विधि का उपयोग किया जाता है:

• संख्याएँ (निर्देशांक, गति, तय की गई दूरी, आदि)
• अक्षर संयोजन जो डिजिटल डेटा की व्याख्या करते हैं - आमतौर पर वाक्यांशों के संक्षिप्त रूप (उदाहरण के लिए, MOV - "मैन ओवर बोर्ड" या, रूसी में, "मैन ओवरबोर्ड!"
• शब्द संक्षिप्तीकरण (उदाहरण के लिए, एसपीडी - गति, टीआरके - ट्रैक), वेपॉइंट नाम। जीपीएस तकनीक के विकास के प्रारंभिक चरण में सूचना के शुद्ध रूप में अल्फ़ान्यूमेरिक प्रदर्शन का उपयोग किया गया था।

ग्राफिकल डिस्प्ले विधि स्क्रीन पर बने चित्रों का उपयोग करके की जाती है, जो वाहक (जहाज, कार, व्यक्ति) की गति की प्रकृति का प्रतिनिधित्व करती है। विभिन्न कंपनियों के उपकरणों में ग्राफिक्स लगभग समान होते हैं और, एक नियम के रूप में, विवरण में भिन्न होते हैं। सबसे आम डिज़ाइन हैं:

• इलेक्ट्रॉनिक कंपास (चुंबकीय के साथ भ्रमित न हों!)
• चित्रमय गति सूचक
• यातायात मार्ग, मार्ग
• मार्ग बिंदुओं के लिए प्रतीक
• जहाज निर्देशांक
• मार्गबिंदु की दिशा
• रफ़्तार

विशेषताएँ:

स्थान निर्देशांक की सटीकता

किसी स्थान के निर्देशांक निर्धारित करने की सटीकता किसी भी नेविगेशन प्रणाली का एक मौलिक संकेतक है, जिसका मूल्य यह निर्धारित करेगा कि जहाज निर्धारित मार्ग का कितना सही ढंग से पालन करेगा और क्या यह पास के उथले या चट्टानों से नहीं टकराएगा।

उपकरणों की सटीकता का आकलन आमतौर पर मूल माध्य वर्ग त्रुटि (आरएमएस) के मूल्य से किया जाता है - वह अंतराल जिसमें 72% माप आते हैं, या 95% के अनुरूप अधिकतम त्रुटि से। अधिकांश निर्माताओं का अनुमान है कि उनके जीपीएस रिसीवर का मानक विचलन 25 मीटर है, जो 50 मीटर की अधिकतम त्रुटि से मेल खाता है।

नेविगेशन विशेषताएँ

ग्लोनास/जीपीएस रिसीवर्स की नेविगेशन क्षमताओं को उनमें मौजूद वेपॉइंट्स, रूट्स और वेपॉइंट्स की संख्या से पहचाना जाता है जो डिवाइस द्वारा संग्रहीत होते हैं। वेपॉइंट से हमारा तात्पर्य नेविगेशन के लिए उपयोग की जाने वाली सतह पर विशिष्ट बिंदुओं से है। आधुनिक लोग, मॉडल के आधार पर, 500 से 5000 वेपॉइंट और प्रत्येक 20-30 पॉइंट वाले 20-50 मार्ग बना और संग्रहीत कर सकते हैं।

वेप्वाइंट के अलावा, किसी भी रिसीवर के पास यात्रा किए गए मार्ग को रिकॉर्ड करने और सहेजने के लिए पॉइंट की आपूर्ति होती है। पेशेवर नाविकों में यह संख्या 1000 से लेकर कई दसियों हज़ार अंकों तक पहुँच सकती है। रिकॉर्ड किए गए मार्ग का उपयोग इसके साथ वापस नेविगेट करने के लिए किया जा सकता है।

एक साथ ट्रैक किए गए उपग्रहों की संख्या

यह सूचक नाविक की स्थिरता और उच्चतम सटीकता प्रदान करने की उसकी क्षमता को दर्शाता है। इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि दो स्थिति निर्देशांक निर्धारित करने के लिए - देशांतर और अक्षांश - आपको एक साथ 3 उपग्रहों को ट्रैक करने की आवश्यकता है, और ऊंचाई निर्धारित करने के लिए - चार। आधुनिक ग्लोनास/जीपीएस नेविगेटर, यहां तक ​​कि पहनने योग्य नेविगेटर में भी 8 या 12-चैनल रिसीवर होते हैं जो एक साथ क्रमशः 8 या 12 उपग्रहों से सिग्नल प्राप्त करने और ट्रैक करने में सक्षम होते हैं।

आज हम बात करेंगे कि जीपीएस क्या है और यह सिस्टम कैसे काम करता है। आइए हम इस तकनीक के विकास और इसकी कार्यात्मक विशेषताओं पर ध्यान दें। हम यह भी चर्चा करेंगे कि सिस्टम के संचालन में इंटरैक्टिव मानचित्र क्या भूमिका निभाते हैं।

जीपीएस का इतिहास

वैश्विक पोजिशनिंग सिस्टम के उद्भव, या निर्देशांक के निर्धारण का इतिहास संयुक्त राज्य अमेरिका में 50 के दशक में पहले सोवियत उपग्रह के अंतरिक्ष में प्रक्षेपण के साथ शुरू हुआ था। प्रक्षेपण की निगरानी कर रहे अमेरिकी वैज्ञानिकों की एक टीम ने देखा कि जैसे-जैसे उपग्रह दूर चला गया, उसने धीरे-धीरे अपनी सिग्नल आवृत्ति बदल दी। डेटा के गहन विश्लेषण के बाद, वे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि उपग्रह की मदद से, उसके स्थान और उत्सर्जित सिग्नल के बारे में अधिक विस्तार से, पृथ्वी पर किसी व्यक्ति के स्थान और गति की गति को सटीक रूप से निर्धारित करना संभव है, जैसे इसके विपरीत, सटीक मानव निर्देशांक निर्धारित करते समय कक्षा में उपग्रह की गति और स्थान। सत्तर के दशक के अंत तक, अमेरिकी रक्षा विभाग ने अपने उद्देश्यों के लिए जीपीएस सिस्टम लॉन्च किया और कुछ साल बाद यह नागरिक उपयोग के लिए उपलब्ध हो गया। अब जीपीएस सिस्टम कैसे काम करता है? ठीक उसी तरह जैसे उस समय यह काम करता था, उन्हीं सिद्धांतों और बुनियादों के अनुसार।

सैटेलाइट नेटवर्क

पृथ्वी की कक्षा में चौबीस से अधिक उपग्रह रेडियो बाइंडिंग सिग्नल प्रसारित करते हैं। उपग्रहों की संख्या अलग-अलग होती है, लेकिन निर्बाध संचालन सुनिश्चित करने के लिए कक्षा में हमेशा आवश्यक संख्या होती है, साथ ही उनमें से कुछ आरक्षित होते हैं ताकि यदि पहले वाले टूट जाएं, तो वे अपना कार्य संभाल लें। चूँकि उनमें से प्रत्येक का सेवा जीवन लगभग 10 वर्ष है, इसलिए नए, आधुनिक संस्करण लॉन्च किए जा रहे हैं। उपग्रह 20 हजार किमी से कम की ऊंचाई पर पृथ्वी के चारों ओर छह कक्षाओं में घूमते हैं, यह जीपीएस स्टेशनों द्वारा नियंत्रित एक इंटरकनेक्टेड नेटवर्क बनाता है। उत्तरार्द्ध उष्णकटिबंधीय द्वीपों पर स्थित हैं और संयुक्त राज्य अमेरिका में मुख्य समन्वय केंद्र से जुड़े हुए हैं।

जीपीएस नेविगेटर कैसे काम करता है?

इस नेटवर्क के लिए धन्यवाद, आप उपग्रहों से सिग्नल की देरी की गणना करके और इस जानकारी का उपयोग करके निर्देशांक निर्धारित करके अपना स्थान पता कर सकते हैं। अब जीपीएस सिस्टम कैसे काम करता है? किसी भी स्थानिक नेविगेशन नेटवर्क की तरह, यह पूरी तरह से मुफ़्त है। यह किसी भी मौसम की स्थिति और दिन के किसी भी समय उच्च दक्षता के साथ काम करता है। आपको जो एकमात्र खरीदारी करनी चाहिए वह स्वयं जीपीएस या एक उपकरण है जो जीपीएस कार्यक्षमता का समर्थन करता है। दरअसल, नेविगेटर के संचालन का सिद्धांत लंबे समय से उपयोग की जाने वाली सरल नेविगेशन योजना पर आधारित है: यदि आप ठीक से उस स्थान को जानते हैं जहां मार्कर ऑब्जेक्ट जो एक लैंडमार्क की भूमिका के लिए सबसे उपयुक्त है, स्थित है, और उससे आपकी दूरी , एक वृत्त बनाएं जिस पर आप एक बिंदु के साथ अपना स्थान इंगित करें। यदि वृत्त की त्रिज्या बड़ी है तो इसे एक सीधी रेखा से बदलें। अपने संभावित स्थान से मार्करों की ओर ऐसी कई धारियां बनाएं; रेखाओं का प्रतिच्छेदन बिंदु मानचित्र पर आपके निर्देशांक को इंगित करेगा। इस मामले में उपर्युक्त उपग्रह आपके स्थान से लगभग 18 हजार किमी की दूरी पर इन मार्कर वस्तुओं की भूमिका निभाते हैं। यद्यपि वे अत्यधिक गति से कक्षा में घूमते हैं, उनके स्थान की लगातार निगरानी की जाती है। प्रत्येक नेविगेटर में एक जीपीएस रिसीवर होता है, जो वांछित आवृत्ति पर प्रोग्राम किया जाता है और उपग्रह के साथ सीधे संपर्क में होता है। प्रत्येक रेडियो सिग्नल में एक निश्चित मात्रा में एन्कोडेड जानकारी होती है, जिसमें उपग्रह की तकनीकी स्थिति, पृथ्वी की कक्षा में उसके स्थान और समय क्षेत्र (सटीक समय) के बारे में जानकारी शामिल होती है। वैसे, आपके निर्देशांक के बारे में डेटा प्राप्त करने के लिए सटीक समय के बारे में जानकारी सबसे आवश्यक है: रेडियो सिग्नल के जारी होने और प्राप्त होने के बीच की समय अवधि की चल रही गणना को रेडियो तरंग की गति से गुणा किया जाता है, और अल्पकालिक गणना आपके नेविगेशन डिवाइस और कक्षा में उपग्रह के बीच की दूरी की गणना करती है।

तुल्यकालन कठिनाइयाँ

नेविगेशन के इस सिद्धांत के आधार पर, यह माना जा सकता है कि आपके निर्देशांक को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए, आपको केवल दो उपग्रहों की आवश्यकता हो सकती है, जिनके संकेतों के आधार पर चौराहे बिंदु को ढूंढना आसान होगा, और अंततः, वह स्थान जहां आप हैं . लेकिन, दुर्भाग्य से, तकनीकी कारणों से मार्कर के रूप में किसी अन्य उपग्रह के उपयोग की आवश्यकता होती है। मुख्य समस्या जीपीएस रिसीवर की घड़ी है, जो उपग्रहों के साथ पर्याप्त सिंक्रनाइज़ेशन की अनुमति नहीं देती है। इसका कारण समय प्रदर्शन (आपके नेविगेटर पर और अंतरिक्ष में) में अंतर है। उपग्रहों में महंगी, उच्च गुणवत्ता वाली परमाणु-आधारित घड़ियाँ हैं, जो उन्हें अत्यधिक सटीकता के साथ समय की गणना करने की अनुमति देती हैं, जबकि पारंपरिक रिसीवरों पर ऐसे क्रोनोमीटर का उपयोग करना असंभव है, क्योंकि उनके आयाम, लागत और संचालन की जटिलता उन्हें इसकी अनुमति नहीं देती है। हर जगह इस्तेमाल किया जाना है. यहां तक ​​कि 0.001 सेकंड की एक छोटी सी त्रुटि भी निर्देशांक को 200 किमी से अधिक दूर तक स्थानांतरित कर सकती है!

तीसरा मार्कर

इसलिए डेवलपर्स ने जीपीएस नेविगेटर में क्वार्ट्ज घड़ियों की सामान्य तकनीक को छोड़ने और एक अलग रास्ता अपनाने का फैसला किया, अधिक सटीक होने के लिए - दो उपग्रह स्थलों के बजाय क्रमशः तीन, बाद के चौराहे के लिए समान संख्या में लाइनों का उपयोग करने के लिए। समस्या का समाधान एक सरल सरल समाधान पर आधारित है: जब तीन निर्दिष्ट मार्करों की सभी रेखाएं संभावित अशुद्धियों के साथ भी प्रतिच्छेद करती हैं, तो त्रिकोण के आकार में एक क्षेत्र बनाया जाता है, जिसके केंद्र को इसके मध्य के रूप में लिया जाता है - आपका स्थान। यह आपको रिसीवर और तीनों उपग्रहों (जिनके लिए अंतर समान होगा) के बीच समय के अंतर की पहचान करने की भी अनुमति देता है, जो आपको बिल्कुल केंद्र में रेखाओं के प्रतिच्छेदन को सही करने की अनुमति देता है; दूसरे शब्दों में, यह आपका निर्धारण करता है जीपीएस निर्देशांक।

एक आवृत्ति

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि सभी उपग्रह आपके डिवाइस पर एक ही आवृत्ति पर जानकारी भेजते हैं, जो काफी असामान्य है। एक जीपीएस नेविगेटर कैसे काम करता है और यदि सभी उपग्रह लगातार और एक साथ इसे जानकारी भेजते हैं तो यह सभी सूचनाओं को सही ढंग से कैसे ग्रहण करता है? सब कुछ काफी सरल है. खुद को पहचानने के लिए, उपग्रह पर ट्रांसमीटर रेडियो सिग्नल में मानक जानकारी भी भेजते हैं, जिसमें एक एन्क्रिप्टेड कोड होता है। यह उपग्रह की अधिकतम विशेषताओं की रिपोर्ट करता है और आपके डिवाइस के डेटाबेस में दर्ज किया जाता है, जो फिर आपको नेविगेटर डेटाबेस के साथ उपग्रह से डेटा की तुलना करने की अनुमति देता है। रेंज में बड़ी संख्या में उपग्रह होने पर भी, उन्हें बहुत जल्दी और आसानी से पहचाना जा सकता है। यह सब पूरी योजना को सरल बनाता है और जीपीएस नेविगेटर में छोटे और कमजोर रिसेप्शन एंटेना के उपयोग की अनुमति देता है, जिससे लागत कम हो जाती है और उपकरणों के डिजाइन और आयाम कम हो जाते हैं।

जीपीएस मानचित्र

जीपीएस मानचित्र आपके डिवाइस पर अलग से डाउनलोड किए जाते हैं, इसलिए आप उस इलाके को नियंत्रित करते हैं जिस पर आप नेविगेट करना चाहते हैं। सिस्टम बस ग्रह पर आपके निर्देशांक निर्धारित करता है, और मानचित्रों का कार्य स्क्रीन पर एक ग्राफिकल संस्करण को फिर से बनाना है जिस पर निर्देशांक प्लॉट किए जाते हैं, जो आपको क्षेत्र को नेविगेट करने की अनुमति देता है। इस मामले में जीपीएस कैसे काम करता है? मुफ़्त, यह इस स्थिति में बना हुआ है; कुछ ऑनलाइन स्टोर (और न केवल) में कार्ड का भुगतान अभी भी किया जाता है। अक्सर, जीपीएस नेविगेटर वाले डिवाइस के लिए मानचित्रों के साथ काम करने के लिए अलग-अलग एप्लिकेशन बनाए जाते हैं: भुगतान और मुफ्त दोनों। मानचित्रों की विविधता सुखद रूप से आश्चर्यजनक है और आपको बिंदु ए से बिंदु बी तक सड़क को यथासंभव जानकारीपूर्ण और सभी सुविधाओं के साथ सेट करने की अनुमति देती है: आप किन स्थलों से गुजरेंगे, आपके गंतव्य के लिए सबसे छोटा मार्ग, दिशा बताने वाला एक आवाज सहायक , और दूसरे।

अतिरिक्त जीपीएस उपकरण

जीपीएस सिस्टम का इस्तेमाल न सिर्फ आपको सही रास्ता दिखाने के लिए किया जाता है। यह आपको किसी वस्तु की निगरानी करने की अनुमति देता है जिस पर एक तथाकथित बीकन या जीपीएस ट्रैकर हो सकता है। इसमें एक सिग्नल रिसीवर और जीएसएम, 3जीपी या अन्य संचार प्रोटोकॉल पर आधारित एक ट्रांसमीटर होता है जो नियंत्रण करने वाले सेवा केंद्रों तक किसी वस्तु के स्थान के बारे में जानकारी प्रसारित करता है। इनका उपयोग कई उद्योगों में किया जाता है: सुरक्षा, चिकित्सा, बीमा, परिवहन और कई अन्य। ऐसे कार ट्रैकर भी हैं जो विशेष रूप से कार से जुड़ते हैं।

बिना किसी समस्या के यात्रा करें

हर दिन मानचित्र और स्थायी कम्पास का अर्थ अतीत में और आगे बढ़ता जाता है। आधुनिक प्रौद्योगिकियाँ किसी व्यक्ति को समय, प्रयास और धन की न्यूनतम हानि के साथ अपनी यात्रा का मार्ग प्रशस्त करने की अनुमति देती हैं, साथ ही सबसे रोमांचक और दिलचस्प स्थानों को भी देखती हैं। लगभग एक सदी पहले जो विज्ञान कथा थी वह आज वास्तविकता बन गई है, और लगभग हर कोई इसका लाभ उठा सकता है: सैन्य कर्मियों, नाविकों और हवाई जहाज के पायलटों से लेकर पर्यटकों और संदेशवाहकों तक। अब वाणिज्यिक, मनोरंजन और विज्ञापन उद्योगों के लिए इन प्रणालियों का उपयोग काफी लोकप्रियता प्राप्त कर रहा है, जहां प्रत्येक उद्यमी दुनिया के वैश्विक मानचित्र पर खुद को इंगित कर सकता है, और उसे ढूंढना मुश्किल नहीं होगा। हमें उम्मीद है कि इस लेख ने जीपीएस में रुचि रखने वाले हर किसी की मदद की है - यह कैसे काम करता है, निर्देशांक किस सिद्धांत पर निर्धारित किए जाते हैं, और इसकी ताकत और कमजोरियां क्या हैं।

उपग्रह नेविगेशन का निर्माण 50 के दशक में हुआ। जिस समय यूएसएसआर ने पहला कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह लॉन्च किया, रिचर्ड केर्शनर के नेतृत्व में अमेरिकी वैज्ञानिकों ने सोवियत उपग्रह से निकलने वाले सिग्नल का अवलोकन किया और पाया कि, डॉपलर प्रभाव के कारण, उपग्रह के पास आने और घटने के साथ प्राप्त सिग्नल की आवृत्ति बढ़ जाती है। जैसे वह दूर चला जाता है. खोज का सार यह था कि यदि आप पृथ्वी पर अपने निर्देशांक ठीक-ठीक जानते हैं, तो उपग्रह की स्थिति को मापना संभव हो जाता है, और इसके विपरीत, उपग्रह की सटीक स्थिति जानकर, आप अपने स्वयं के निर्देशांक निर्धारित कर सकते हैं।

यह विचार 20 साल बाद साकार हुआ। पहला परीक्षण उपग्रह 14 जुलाई 1974 को संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा कक्षा में प्रक्षेपित किया गया था, और पृथ्वी की सतह को पूरी तरह से कवर करने के लिए आवश्यक सभी 24 उपग्रहों में से अंतिम उपग्रह 1993 में कक्षा में प्रक्षेपित किया गया था, इस प्रकार ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम, या संक्षेप में जीपीएस, सेवा में आये. मिसाइलों को हवा और जमीन पर स्थिर और फिर गतिमान वस्तुओं पर सटीक रूप से इंगित करने के लिए जीपीएस का उपयोग करना संभव हो गया। साथ ही, उपग्रहों में निर्मित प्रणाली की मदद से ग्रह की सतह पर स्थित शक्तिशाली परमाणु आवेशों का पता लगाना संभव हो गया।

प्रारंभ में, जीपीएस, एक वैश्विक पोजिशनिंग सिस्टम, एक विशुद्ध सैन्य परियोजना के रूप में विकसित किया गया था। लेकिन 1983 में 269 यात्रियों के साथ कोरियाई एयरलाइंस के विमान को मार गिराए जाने के बाद, अमेरिकी राष्ट्रपति रोनाल्ड रीगन ने नागरिक उद्देश्यों के लिए नेविगेशन प्रणाली के आंशिक उपयोग की अनुमति दी। पिच को एक विशेष एल्गोरिदम द्वारा कम किया गया था।

तब जानकारी सामने आई कि कुछ कंपनियों ने सटीकता में कमी एल्गोरिथ्म को समझ लिया था और त्रुटि के इस घटक के लिए सफलतापूर्वक क्षतिपूर्ति कर रही थी, और 2000 में अमेरिकी राष्ट्रपति के डिक्री द्वारा इस सटीकता को रद्द कर दिया गया था।

1. सैटेलाइट नेविगेशन प्रणाली

उपग्रह नेविगेशन प्रणाली- एक जटिल इलेक्ट्रॉनिक तकनीकी प्रणाली, जिसमें जमीन और अंतरिक्ष उपकरणों का एक सेट शामिल है, जिसे जमीन, पानी और हवा के लिए स्थान (भौगोलिक निर्देशांक और ऊंचाई), साथ ही आंदोलन पैरामीटर (गति और आंदोलन की दिशा, आदि) निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वस्तुएं.

1.1 जीपीएस क्या है?

जीपीएस उपग्रह नेविगेशन प्रणाली मूल रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा सैन्य उपयोग के लिए विकसित की गई थी। सिस्टम का दूसरा ज्ञात नाम "NAVSTAR" है। "जीपीएस" नाम, जो पहले से ही एक सामान्य संज्ञा बन चुका है, ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम का संक्षिप्त रूप है, जिसका अनुवाद ग्लोबल नेविगेशन सिस्टम के रूप में होता है। यह नाम पूरी तरह से सिस्टम के उद्देश्य को दर्शाता है - पूरे विश्व में नेविगेशन प्रदान करना। न केवल ज़मीन पर, बल्कि समुद्र और हवा में भी। जीपीएस नेविगेशन सिग्नल का उपयोग करके, कोई भी उपयोगकर्ता उच्च सटीकता के साथ अपना वर्तमान स्थान निर्धारित कर सकता है।

यह सटीकता काफी हद तक अमेरिकी सरकार के कदमों की बदौलत संभव हुई, जिसने 2000 में जीपीएस प्रणाली को नागरिक उपयोगकर्ताओं के लिए सुलभ और खुला बना दिया। आइए हम याद करें कि पहले, एक विशेष चयनात्मक पहुंच मोड (एसए - चयनात्मक उपलब्धता) का उपयोग करके, प्रेषित सिग्नल में विकृतियां पेश की गई थीं, जिससे स्थिति सटीकता 70-100 मीटर तक कम हो गई थी। 1 मई 2000 से, यह मोड अक्षम कर दिया गया है और सटीकता 3-10 मीटर तक बढ़ गई है।

वास्तव में, इस घटना ने घरेलू जीपीएस नेविगेशन उपकरण के विकास को एक शक्तिशाली प्रोत्साहन दिया, इसकी लागत को कम किया और इसे आम उपयोगकर्ताओं के बीच सक्रिय रूप से लोकप्रिय बनाया। वर्तमान में, सामान्य नेविगेशन से लेकर व्यक्तिगत नियंत्रण और रोमांचक गेम जैसे "मानव गतिविधि के सभी क्षेत्रों में विभिन्न प्रकार के जीपीएस रिसीवर सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं।" geocaching" कई अध्ययनों के परिणामों के अनुसार, जीपीएस नेविगेशन सिस्टम का उपयोग वैश्विक अर्थव्यवस्था और पर्यावरण के लिए एक बड़ा आर्थिक प्रभाव प्रदान करता है - यातायात सुरक्षा बढ़ जाती है, सड़क की स्थिति में सुधार होता है, ईंधन की खपत कम हो जाती है और वातावरण में हानिकारक उत्सर्जन की मात्रा कम हो जाती है। .

जीपीएस प्रणाली पर यूरोपीय अर्थव्यवस्था की बढ़ती निर्भरता और, परिणामस्वरूप, अमेरिकी प्रशासन पर, यूरोप को अपनी स्वयं की नेविगेशन प्रणाली - गैलीलियो विकसित करने के लिए मजबूर होना पड़ा। नया सिस्टम कई मायनों में जीपीएस सिस्टम के समान है।

2. जीपीएस प्रणाली की संरचना

2.1 अंतरिक्ष खंड

जीपीएस प्रणाली के अंतरिक्ष खंड में नेविगेशन सिग्नल उत्सर्जित करने वाले उपग्रहों का एक कक्षीय समूह शामिल है। उपग्रह लगभग 20,000 किमी की ऊंचाई पर 6 कक्षाओं में स्थित हैं। उपग्रहों की परिक्रमा अवधि 12 घंटे और गति लगभग 3 किमी/सेकेंड है। इस प्रकार, प्रत्येक दिन, प्रत्येक उपग्रह पृथ्वी के चारों ओर दो पूर्ण चक्कर लगाता है।

पहला उपग्रह फरवरी 1978 में लॉन्च किया गया था। खुले सौर पैनलों के साथ इसका आकार 5 मीटर था, और इसका वजन 900 किलोग्राम से अधिक था। यह GPS-I के पहले संशोधन का उपग्रह था। पिछले 30 वर्षों में, कक्षा में जीपीएस उपग्रहों के कई संशोधन हुए हैं: जीपीएस II-ए, जीपीएस II-आर, जीपीएस आईआईआर-एम। आधुनिकीकरण प्रक्रिया के दौरान, उपग्रहों का वजन कम हो गया, ऑन-बोर्ड घड़ियों की स्थिरता में सुधार हुआ और विश्वसनीयता में वृद्धि हुई।

जीपीएस उपग्रह दो आवृत्तियों L1 और L2 पर तीन नेविगेशन सिग्नल प्रसारित करते हैं। एल1 आवृत्ति (1575.42 मेगाहर्ट्ज) पर प्रसारित "सिविलियन" सी/ए सिग्नल, सभी उपयोगकर्ताओं के लिए उपलब्ध है और 3-10 मीटर की स्थिति सटीकता प्रदान करता है। उच्च परिशुद्धता "सैन्य" पी-कोड आवृत्तियों एल 1 और एल 2 (1227.60 मेगाहर्ट्ज) पर प्रसारित होता है और इसकी सटीकता "नागरिक" सिग्नल से अधिक परिमाण का एक क्रम है। दो अलग-अलग आवृत्तियों पर प्रसारित सिग्नल का उपयोग आयनोस्फेरिक देरी के लिए आंशिक रूप से क्षतिपूर्ति करना भी संभव बनाता है।

जीपीएस आईआईआर-एम उपग्रहों का नवीनतम संशोधन एक नया "सिविलियन" एल2सी सिग्नल लागू करता है, जिसे जीपीएस माप की सटीकता बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

नेविगेशन सिग्नलों की पहचान प्रत्येक उपग्रह के लिए अद्वितीय "छद्म-शोर कोड" से संबंधित संख्या द्वारा की जाती है। जीपीएस प्रणाली के तकनीकी विनिर्देश में प्रारंभ में 32 कोड शामिल थे। प्रणाली के विकास के चरण और इसके संचालन की प्रारंभिक अवधि में, यह योजना बनाई गई थी कि कार्यशील उपग्रहों की संख्या 24 से अधिक नहीं होगी। कमीशनिंग चरण में नए जीपीएस उपग्रहों के लिए निःशुल्क कोड आवंटित किए गए थे। और यह राशि सिस्टम के सामान्य कामकाज के लिए पर्याप्त थी। लेकिन वर्तमान में, कक्षा में पहले से ही 32 उपग्रह हैं, जिनमें से 31 ऑपरेटिंग मोड में काम कर रहे हैं, जो पृथ्वी पर नेविगेशन सिग्नल भेज रहे हैं।

उपग्रहों की "अतिरेक" उपयोगकर्ता को उन स्थितियों में स्थिति की गणना करने की अनुमति देती है जहां आकाश की "दृश्यता" ऊंची इमारतों, पेड़ों या पहाड़ों द्वारा सीमित होती है।

2.2 भूमि खंड

जीपीएस सिस्टम के ग्राउंड सेगमेंट में 5 नियंत्रण स्टेशन और एक मुख्य नियंत्रण स्टेशन शामिल हैं जो अमेरिकी सैन्य अड्डों पर स्थित हैं - प्रशांत महासागर में क्वाजालीन और हवाई के द्वीपों पर, असेंशन द्वीप पर, हिंद महासागर में डिएगो गार्सिया द्वीप पर और कोलोराडो में। स्प्रिंग्स, वे स्थानांतरित हो गए आकृति 1निगरानी स्टेशनों के कार्यों में जीपीएस उपग्रहों से आने वाले नेविगेशन संकेतों को प्राप्त करना और मापना, विभिन्न प्रकार की त्रुटियों की गणना करना और इस डेटा को नियंत्रण स्टेशन तक पहुंचाना शामिल है। प्राप्त आंकड़ों के संयुक्त प्रसंस्करण से दी गई कक्षाओं से उपग्रह प्रक्षेप पथों के विचलन, ऑन-बोर्ड घड़ियों के समय परिवर्तन और नेविगेशन संदेशों में त्रुटियों की गणना करना संभव हो जाता है। जीपीएस उपग्रहों की स्थिति की निगरानी लगभग निरंतर होती रहती है। प्रत्येक उपग्रह के लिए अनुमानित कक्षाओं और घड़ी सुधारों से युक्त नेविगेशन डेटा की "डाउनलोडिंग" हर 24 घंटे में की जाती है, उस समय जब यह नियंत्रण स्टेशन के पहुंच क्षेत्र में होता है।

ग्राउंड-आधारित जीपीएस स्टेशनों के अलावा, कई निजी और सरकारी ट्रैकिंग नेटवर्क हैं जो वायुमंडलीय स्थितियों और उपग्रह प्रक्षेप पथों को निर्धारित करने के लिए जीपीएस नेविगेशन संकेतों को मापते हैं।

चित्र 1

2.3 उपयोगकर्ता उपकरण

उपयोगकर्ता उपकरण नेविगेशन रिसीवर को संदर्भित करता है जो वर्तमान स्थिति, गति और समय की गणना करने के लिए जीपीएस उपग्रहों से संकेतों का उपयोग करता है। उपयोगकर्ता उपकरण को "घरेलू" और "पेशेवर" में विभाजित किया जा सकता है। कई मायनों में, यह विभाजन मनमाना है, क्योंकि कभी-कभी यह निर्धारित करना काफी मुश्किल होता है कि जीपीएस रिसीवर को किस श्रेणी में वर्गीकृत किया जाना चाहिए और किस मानदंड का उपयोग करना चाहिए। लंबी पैदल यात्रा, कार यात्रा, मछली पकड़ने आदि के लिए जीपीएस नेविगेटर की एक पूरी श्रेणी का उपयोग किया जाता है। विमानन और समुद्री नेविगेशन प्रणालियाँ हैं, जो अक्सर जटिल नेविगेशन प्रणालियों का हिस्सा होती हैं। हाल ही में, जीपीएस चिप्स व्यापक हो गए हैं और पीडीए, फोन और अन्य मोबाइल उपकरणों में एकीकृत हो गए हैं।

इसलिए, नेविगेशन में हेजीपीएस रिसीवरों का "कोड" और "चरण" में विभाजन अधिक व्यापक हो गया है। पहले मामले में, स्थिति की गणना के लिए नेविगेशन संदेशों में प्रेषित जानकारी का उपयोग किया जाता है। सबसे सस्ते जीपीएस नेविगेटर, जिनकी कीमत $100-2000 है, इस श्रेणी में आते हैं।

जीपीएस नेविगेशन रिसीवर्स की दूसरी श्रेणी न केवल नेविगेशन संदेशों में निहित डेटा का उपयोग करती है, बल्कि वाहक सिग्नल के चरण का भी उपयोग करती है। ज्यादातर मामलों में, ये महंगे एकल- और दोहरी-आवृत्ति (एल 1 और एल 2) जियोडेटिक रिसीवर हैं जो कई सेंटीमीटर और यहां तक ​​कि मिलीमीटर की सापेक्ष सटीकता के साथ स्थिति की गणना करने में सक्षम हैं। यह सटीकता आरटीके मोड में हासिल की जाती है, जब जीपीएस रिसीवर माप और बेस स्टेशन डेटा को संयुक्त रूप से संसाधित किया जाता है। ऐसे उपकरणों की कीमत हजारों डॉलर हो सकती है।

3. काम जीपीएस नेविगेटर ए

संपूर्ण जीपीएस सिस्टम का मूल सिद्धांत सरल है और नेविगेशन और ओरिएंटेशन के लिए लंबे समय से इसका उपयोग किया जाता रहा है: यदि आप किसी चीज़ का सटीक स्थान जानते हैं संदर्भ बिंदुऔर उससे दूरी, तो आप एक वृत्त (त्रि-आयामी मामले में, एक गोला) बना सकते हैं, जिस पर आपकी स्थिति का बिंदु स्थित होना चाहिए। व्यवहार में, यदि उपरोक्त दूरी, अर्थात् त्रिज्या काफी बड़ी है, तो आप वृत्त के चाप को एक सीधी रेखा खंड से बदल सकते हैं। यदि आप विभिन्न संदर्भ बिंदुओं के अनुरूप ऐसी कई रेखाएँ खींचते हैं, तो उनके प्रतिच्छेदन का बिंदु आपके स्थान को इंगित करेगा। जीपीएस में, ऐसे संदर्भ बिंदुओं की भूमिका दो दर्जन उपग्रहों द्वारा निभाई जाती है, जिनमें से प्रत्येक पृथ्वी की सतह से ~ 17,000 किमी की ऊंचाई पर अपनी कक्षा में घूम रहा है। उनके आंदोलन की गति बहुत अधिक है, लेकिन कक्षीय पैरामीटर और उनके वर्तमान स्थान को ऑन-बोर्ड कंप्यूटरों पर उच्च सटीकता के साथ जाना जाता है। किसी भी जीपीएस नेविगेटर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा एक पारंपरिक रिसीवर है जो एक निश्चित आवृत्ति पर काम करता है और लगातार "सुनता" है इन उपग्रहों द्वारा प्रेषित संकेतों के लिए। प्रत्येक उपग्रह लगातार एक रेडियो सिग्नल उत्सर्जित करता है, जिसमें उसकी कक्षा के मापदंडों, ऑन-बोर्ड उपकरणों की स्थिति और सटीक समय के बारे में डेटा होता है। इस सभी जानकारी में, सटीक ऑन-बोर्ड समय पर डेटा सबसे महत्वपूर्ण है: जीपीएस रिसीवर, अंतर्निहित प्रोसेसर का उपयोग करके, सिग्नल भेजने और प्राप्त करने के बीच के समय अंतराल की गणना करता है, फिर इसे रेडियो के प्रसार की गति से गुणा करता है लहरें, आदि उपग्रह और रिसीवर के बीच की दूरी का पता लगाता है।

शायद आज सक्रिय जीवन जीने वाला एक भी व्यक्ति ऐसा नहीं है जो जीपीएस नेविगेटर के अस्तित्व के बारे में नहीं जानता हो। पिछले कुछ वर्षों में, ये उपकरण एक महंगी कार के खिलौने से एक विश्वसनीय और अपरिहार्य यात्रा साथी के रूप में विकसित हुए हैं। तकनीकी प्रगति ने बाज़ारों में ऐसी प्रणालियों की बाढ़ इस हद तक ला दी है कि अब कोई भी जीपीएस नेविगेटर क्या है इसका परीक्षण कर सकता है, एक ऐसा मॉडल ढूंढ सकता है जो उनकी आवश्यकताओं और वित्तीय क्षमताओं के अनुरूप हो।

निस्संदेह, लगभग हर मोटर चालक उस स्थिति से परिचित है जब आप सड़क पर मानचित्र के बिना नहीं रह सकते। अब सड़क एटलस पृष्ठभूमि में लुप्त हो रहे हैं, और उन्हें केवल रिजर्व के रूप में अपने साथ ले जाना समझ में आता है - केवल मामले में (यदि इलेक्ट्रॉनिक्स विफल हो जाते हैं)।

आपको जीपीएस नेविगेटर की आवश्यकता क्यों है?

जीपीएस नेविगेटर का मुख्य कार्य आपका सटीक स्थान निर्धारित करना है। रंगीन मॉनिटर पर यह क्षेत्र, सड़कों, दुकानों के पते, गैस स्टेशनों, आकर्षणों और मोटर चालक के लिए आवश्यक अन्य वस्तुओं का विस्तृत नक्शा दिखाएगा। इसके अलावा, डिवाइस इष्टतम मार्ग का चयन करेगा और रास्ते में संभावित बाधाओं के बारे में चेतावनी देते हुए आपका मार्गदर्शन भी करेगा। सही मोड़ चूक गए? घबराने की जरूरत नहीं! कार जीपीएस नेविगेटर तुरंत गणना करेगा और आपके गंतव्य के लिए वैकल्पिक मार्ग का संकेत देगा। और ड्राइवर को विचलित होने से बचाने के लिए, हाल के वर्षों में लगभग हर विकास में एक वॉयस इंटरफ़ेस होता है जो रूसी में आगामी मोड़ या मार्ग परिवर्तन के बारे में चेतावनी देता है।

मुख्य कार्य

यदि आपका जीपीएस नेविगेशन डिवाइस ट्रैफ़िक प्रवाह और ट्रैफ़िक भीड़ के बारे में जानकारी का विश्लेषण करने के लिए एक फ़ंक्शन से सुसज्जित है, तो आपको सड़क बाधाओं से बचने के अवसर की गारंटी दी जाती है। अपरिचित शहरों को पार करते समय यह विशेष रूप से उपयोगी है।

जीपीएस नेविगेटर रात में ड्राइविंग को आसान बनाता है। यह हर आने वाले मोड़, मोड़ और झुकाव के बारे में पहले से चेतावनी देता है, जिससे ड्राइवर को सड़क इलाके में बदलाव के लिए समय पर प्रतिक्रिया करने की अनुमति मिलती है।

उच्च गति वाले अपरिचित राजमार्ग पर गाड़ी चलाते समय गंभीर समस्याओं में से एक सही दिशा में बाद के निकास के लिए एक लेन का प्रारंभिक चयन है। एक आदर्श जीपीएस नेविगेटर आपको आसानी से बताएगा कि आपको कहाँ और किस लेन में लेन बदलनी चाहिए।

जीपीएस नेविगेटर की एक और अनोखी क्षमता सड़क के संकेतों को देखने और समय पर उनकी उपस्थिति के बारे में चेतावनी देने की क्षमता है। इसलिए यदि कोई महत्वपूर्ण संकेत गलती से आपसे छूट जाता है तो ट्रैफिक पुलिस के साथ एक अप्रिय बैठक से बचा जा सकता है।

बेहतर क्या है?

बहुत से लोग अक्सर यह सवाल पूछते हैं: "अगर मेरे मोबाइल फोन (कम्युनिकेटर) में पहले से ही उपग्रह के साथ संचार करने के सभी कार्य हैं तो कार जीपीएस नेविगेटर क्यों खरीदें?" यह प्रश्न काफी उचित है, यह देखते हुए कि यह, एक नियम के रूप में, उन लोगों द्वारा पूछा जाता है जिन्होंने कभी गाड़ी नहीं चलाई है।

एक अलग कार नेविगेटर का मुख्य लाभ बड़ी स्क्रीन के कारण उपयोग में आसानी है। सहमत हूं कि एक आंख से सड़क को देखना और दूसरी आंख से पांच इंच के स्मार्टफोन को देखना पूरी तरह से आरामदायक नहीं है, यहां तक ​​कि असुरक्षित भी है। अपनी उत्तर देने वाली मशीन से देखभाल संबंधी संकेत सुनना अच्छा लगता है, लेकिन रास्ते की तस्वीर को स्पष्ट रूप से देखना बेहतर होता है, जब आप देख सकते हैं कि आप कहां हैं और आगे क्या है। टच इंटरफ़ेस आपको स्क्रीन से नज़रें हटाए बिना अपनी उंगली को स्क्रीन पर सरकाकर प्रोग्राम को नियंत्रित करने की अनुमति देता है। बेशक, आधुनिक संचारकों और व्यक्तिगत डिजिटल सहायकों (पीडीए) में भी यह क्षमता है। और सब कुछ ठीक होता अगर यह छोटी स्क्रीन और कमजोर संवेदनशील जीपीएस मॉड्यूल के लिए नहीं होता।

कार नेविगेटर में निर्मित एक शक्तिशाली एंटीना के साथ संवेदनशील जीपीएस रिसीवर आपको पूरे मार्ग पर उपग्रह से सिग्नल अधिक विश्वसनीय रूप से प्राप्त करने की अनुमति देता है।

कार नेविगेटर का दिल एक आधुनिक प्रोसेसर है जिसे विशेष रूप से ऐसे सिस्टम (SIRFatlas) के लिए डिज़ाइन किया गया है और उपग्रह नेविगेशन संकेतों के विश्लेषण के लिए अधिकतम रूप से अनुकूलित किया गया है। और यह, बदले में, आपको अधिक व्यापक जानकारी संसाधित करने की अनुमति देता है, स्क्रीन पर क्षेत्र के ऐसे छोटे विवरण प्रदर्शित करता है जिसे मोबाइल फोन प्रोसेसर समझ नहीं सकता है।

अतिरिक्त सुविधाओं

नवीनतम पीढ़ी के कार नेविगेटर सीसीटीवी कैमरा मॉनिटर के साथ-साथ सैटेलाइट टेलीविजन देखने के लिए टीवी स्क्रीन के रूप में भी कार्य कर सकते हैं। ध्वनि आउटपुट को कार ऑडियो सिस्टम से जोड़ा जा सकता है, जो आपको वॉल्यूम और टोन को समायोजित करके किसी भी शोर की स्थिति में उत्तर देने वाली मशीन के नेविगेशन संकेतों को स्पष्ट रूप से सुनने की अनुमति देगा।

यदि हम कार के लिए जीपीएस नेविगेटर जैसे उपकरण को छूते हैं, तो प्रोसेसर और मॉनिटर वाले उपकरण के रूप में इसकी क्षमताओं का पूरी तरह से वर्णन करना संभव नहीं होगा। इस तकनीक का हर दिन आधुनिकीकरण किया जा रहा है। और यह आश्चर्य की बात नहीं होगी अगर जल्द ही कार नेविगेटर कार के लिए अनुकूलित क्षमताओं वाला एक शक्तिशाली कंप्यूटर बन जाएगा जिसके बारे में हम केवल अनुमान ही लगा सकते हैं।

यदि यात्रा के दौरान आराम और सड़क पर आत्मविश्वास आपके लिए एक महत्वपूर्ण कारक है, तो एक सैटेलाइट जीपीएस नेविगेटर वह है जो आपको सबसे पहले मिलना चाहिए। आख़िरकार, बड़े और विशाल सड़क बुनियादी ढांचे के साथ आधुनिक दुनिया उन ड्राइवरों के लिए जीवन कठिन बना देती है जो लगातार सड़क की निगरानी करने के लिए मजबूर होते हैं, कभी-कभी अत्यधिक घबराहट वाले तनाव में रहते हैं। अपने लिए एक अच्छी इलेक्ट्रॉनिक गाइडबुक खरीदें - और भीड़ भरे राजमार्गों पर एक बार की तनावपूर्ण यात्रा विश्राम में बदल जाएगी, और शायद सुखद मनोरंजन में भी।

नेविगेशन वस्तुओं के समन्वय-समय मापदंडों का निर्धारण है।

नेविगेशन का पहला प्रभावी साधन दृश्य आकाशीय पिंडों (सूर्य, तारे, चंद्रमा) द्वारा स्थान का निर्धारण करना था। एक अन्य सरल नेविगेशन विधि जियोरेफ़रेंसिंग है, अर्थात। ज्ञात स्थलों (जल टावर, बिजली लाइनें, राजमार्ग और रेलवे, आदि) के सापेक्ष स्थान का निर्धारण।

नेविगेशन और पोजिशनिंग सिस्टम वस्तुओं के स्थान (स्थिति) की लगातार निगरानी करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वर्तमान में, नेविगेशन और पोजिशनिंग सहायता के दो वर्ग हैं: जमीन-आधारित और अंतरिक्ष-आधारित।

ग्राउंड-आधारित प्रणालियों में स्थिर, परिवहन योग्य और पोर्टेबल सिस्टम, कॉम्प्लेक्स, ग्राउंड टोही स्टेशन और नेविगेशन और पोजिशनिंग के अन्य साधन शामिल हैं। उनके संचालन का सिद्धांत स्कैनिंग रेडियो स्टेशनों से जुड़े विशेष एंटेना के माध्यम से रेडियो वायु को नियंत्रित करना है, और ट्रैकिंग वस्तुओं के रेडियो ट्रांसमीटरों द्वारा उत्सर्जित या कॉम्प्लेक्स (स्टेशन) द्वारा उत्सर्जित रेडियो संकेतों को अलग करना है और ट्रैकिंग ऑब्जेक्ट से या किसी से प्रतिबिंबित होता है। वस्तु पर स्थित विशेष टैग या कोडित ऑन-बोर्ड सेंसर (सीबीडी)। इस प्रकार के तकनीकी साधनों का उपयोग करते समय, नियंत्रित वस्तु के स्थान निर्देशांक, दिशा और गति की गति के बारे में जानकारी प्राप्त करना संभव है। यदि ट्रैकिंग वस्तुओं पर कोई विशेष चिह्न या सीबीडी है, तो सिस्टम से जुड़े पहचान उपकरण न केवल इलेक्ट्रॉनिक मानचित्र पर नियंत्रित वस्तुओं के स्थान को चिह्नित करना संभव बनाते हैं, बल्कि तदनुसार उन्हें अलग करना भी संभव बनाते हैं।

अंतरिक्ष नेविगेशन और पोजिशनिंग सिस्टम को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है।

पहले प्रकार के अंतरिक्ष नेविगेशन और पोजिशनिंग सिस्टम को मोबाइल ट्रैकिंग ऑब्जेक्ट्स पर विशेष सेंसर के उपयोग से अलग किया जाता है - ग्लोनास (रूस) या जीपीएस (यूएसए) जैसे उपग्रह नेविगेशन सिस्टम के रिसीवर। चलती ट्रैकिंग वस्तुओं के नेविगेशन रिसीवर नेविगेशन सिस्टम से एक रेडियो सिग्नल प्राप्त करते हैं, जिसमें कक्षा में उपग्रहों के निर्देशांक (पंचांग) और समय संदर्भ शामिल होते हैं। नेविगेशन रिसीवर का प्रोसेसर, उपग्रहों (कम से कम तीन) के डेटा के आधार पर, अपने स्थान (रिसीवर) के भौगोलिक अक्षांश और देशांतर की गणना करता है। यह जानकारी (भौगोलिक निर्देशांक) नेविगेशन रिसीवर पर ही देखी जा सकती है, यदि कोई सूचना आउटपुट डिवाइस (डिस्प्ले, मॉनिटर) है, और ट्रैकिंग बिंदु पर, जब यह रेडियो संचार के माध्यम से चलती वस्तु के नेविगेशन रिसीवर से प्रसारित होती है (रेडियल, पारंपरिक, ट्रंकिंग, सेलुलर, उपग्रह)।

दूसरे प्रकार के अंतरिक्ष नेविगेशन और पोजिशनिंग सिस्टम को ट्रैकिंग ऑब्जेक्ट पर स्थापित रेडियो बीकन से आने वाले संकेतों की कक्षा में स्कैनिंग रिसेप्शन (बेयरिंग) द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है। रेडियो बीकन से सिग्नल प्राप्त करने वाला एक उपग्रह, एक नियम के रूप में, पहले जमा होता है और फिर कक्षा में एक निश्चित बिंदु पर वस्तुओं को ट्रैक करने के बारे में जानकारी को ग्राउंड-आधारित डेटा प्रोसेसिंग सेंटर तक पहुंचाता है। इस मामले में, सूचना वितरण का समय थोड़ा बढ़ जाता है।

सैटेलाइट नेविगेशन सिस्टम आपको इसकी अनुमति देता है:

• किसी भी चलती वस्तु की निरंतर निगरानी और ट्रैकिंग करना;
• डिस्पैचर के इलेक्ट्रॉनिक मानचित्र पर नियंत्रण और ट्रैकिंग वस्तुओं की गति के निर्देशांक, मार्ग और गति प्रदर्शित करें (समुद्र तल से 100 मीटर तक निर्देशांक और ऊंचाई निर्धारित करने की सटीकता के साथ, और अंतर मोड में - 2...5 मीटर तक) ;
• आपातकालीन स्थितियों पर तुरंत प्रतिक्रिया दें (नियंत्रण और ट्रैकिंग ऑब्जेक्ट पर अपेक्षित मापदंडों में या उसके मार्ग और शेड्यूल, एसओएस सिग्नल, आदि में परिवर्तन);
• नियंत्रण और ट्रैकिंग वस्तुओं के मार्गों और संचलन शेड्यूल को अनुकूलित करें।

वर्तमान में, विशेष नेविगेशन और पोजिशनिंग सिस्टम (रोमिंग और संचार सेवाओं के प्रावधान को सुनिश्चित करने के लिए ग्राहक उपकरणों, संचार टर्मिनलों के वर्तमान स्थान की स्वचालित ट्रैकिंग) के कार्य उपग्रह और सेलुलर द्वारा सापेक्ष सटीकता के साथ किए जा सकते हैं (यदि बेस स्टेशन हैं) स्थान निर्धारण उपकरण) रेडियो संचार प्रणाली।

नेविगेशन और पोजिशनिंग सिस्टम का व्यापक परिचय, काम करने वाले ट्रांसमीटरों, गश्ती दल, वाहनों और कानून प्रवर्तन एजेंसियों के हित की अन्य वस्तुओं के स्थान को निर्धारित करने और लगातार निगरानी करने के लिए रूसी सेलुलर नेटवर्क में उपयुक्त उपकरणों की व्यापक स्थापना, महत्वपूर्ण रूप से विस्तार कर सकती है। कानून प्रवर्तन गतिविधियों की क्षमताएं।

उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों का उपयोग करके स्थान निर्धारित करने का मूल सिद्धांत उपग्रहों को संदर्भ बिंदु के रूप में उपयोग करना है।

ग्राउंड-आधारित रिसीवर के अक्षांश और देशांतर को निर्धारित करने के लिए, रिसीवर को कम से कम तीन उपग्रहों से सिग्नल प्राप्त करना होगा और उनके निर्देशांक और उपग्रहों से रिसीवर तक की दूरी को जानना होगा (चित्र 6.8)। निर्देशांक पृथ्वी के केंद्र के सापेक्ष मापा जाता है, जिसका निर्देशांक (0, 0, 0) होता है।

उपग्रह से रिसीवर तक की दूरी की गणना सिग्नल के मापा प्रसार समय से की जाती है। ये गणनाएँ करना कठिन नहीं है, क्योंकि यह ज्ञात है कि विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्रकाश की गति से चलती हैं। यदि तीन उपग्रहों के निर्देशांक और उनसे रिसीवर तक की दूरी ज्ञात हो, तो रिसीवर अंतरिक्ष में दो संभावित स्थानों में से एक की गणना कर सकता है (चित्र 6.8 में बिंदु 1 और 2)। आमतौर पर प्राप्तकर्ता यह निर्धारित कर सकता है कि इन दोनों में से कौन सा बिंदु वैध है, क्योंकि एक स्थान मान का कोई अर्थहीन अर्थ होता है।

चावल। 6.8. तीन उपग्रहों से संकेतों का उपयोग करके स्थान का निर्धारण

व्यवहार में, जनरेटर घड़ी की त्रुटि को खत्म करने के लिए, जो समय अंतर माप की सटीकता को प्रभावित करती है, चौथे उपग्रह का स्थान और दूरी जानना आवश्यक है (चित्र 6.9)।

चावल। 6.9. चार उपग्रहों से संकेतों का उपयोग करके स्थान का निर्धारण

वर्तमान में, दो उपग्रह नेविगेशन प्रणालियाँ मौजूद हैं और सक्रिय रूप से उपयोग की जाती हैं - ग्लोनास और जीपीएस।

सैटेलाइट नेविगेशन सिस्टम में तीन घटक शामिल हैं (चित्र 6.10):

• अंतरिक्ष खंड, जिसमें कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों का कक्षीय तारामंडल शामिल है (दूसरे शब्दों में, नेविगेशन अंतरिक्ष यान);
• अंतरिक्ष यान के कक्षीय समूह के लिए नियंत्रण खंड, ग्राउंड कंट्रोल कॉम्प्लेक्स (जीसीयू);
• सिस्टम उपयोगकर्ता उपकरण.

चावल। 6.10. उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों की संरचना

ग्लोनास प्रणाली के अंतरिक्ष खंड में 24 नेविगेशन अंतरिक्ष यान (एनएसवी) शामिल हैं जो 19,100 किमी की ऊंचाई, 64.5° के झुकाव और तीन कक्षीय विमानों में 11 घंटे 15 मिनट की कक्षीय अवधि के साथ गोलाकार कक्षाओं में स्थित हैं (चित्र 6.11)। प्रत्येक कक्षीय तल में 45° के समान अक्षांश बदलाव के साथ 8 उपग्रह स्थित हैं।

जीपीएस नेविगेशन प्रणाली के अंतरिक्ष खंड में 24 मुख्य उपग्रह और 3 आरक्षित उपग्रह शामिल हैं। उपग्रह छह गोलाकार कक्षाओं में लगभग 20,000 किमी की ऊंचाई, 55° के झुकाव, प्रत्येक 60° देशांतर में समान दूरी पर स्थित हैं।

चावल। 6.11. ग्लोनास और जीपीएस उपग्रहों की कक्षाएँ

ग्लोनास प्रणाली का ग्राउंड कंट्रोल कॉम्प्लेक्स खंड निम्नलिखित कार्य करता है:

• पंचांग और समय-आवृत्ति समर्थन;
• रेडियो नेविगेशन क्षेत्र की निगरानी;
• उपग्रहों की रेडियोटेलीमेट्रिक निगरानी;
• उपग्रह का कमांड और प्रोग्राम रेडियो नियंत्रण।

आवश्यक सटीकता के साथ विभिन्न उपग्रहों के समय के पैमाने को सिंक्रनाइज़ करने के लिए, उपग्रह पर 10 -13 सेकेंड के क्रम की सापेक्ष अस्थिरता के साथ सीज़ियम आवृत्ति मानकों का उपयोग किया जाता है। ग्राउंड कंट्रोल कॉम्प्लेक्स 10 -14 सेकेंड की सापेक्ष अस्थिरता के साथ हाइड्रोजन मानक का उपयोग करता है। इसके अलावा, एनकेयू में 3-5 एनएस की त्रुटि के साथ संदर्भ पैमाने के सापेक्ष उपग्रह समय पैमाने को सही करने के साधन शामिल हैं।

जमीनी खंड उपग्रहों को क्षणिक सहायता प्रदान करता है। इसका मतलब यह है कि उपग्रह गति पैरामीटर जमीन पर निर्धारित किए जाते हैं और इन मापदंडों के मूल्यों की भविष्यवाणी पूर्व निर्धारित अवधि के लिए की जाती है। पैरामीटर और उनका पूर्वानुमान नेविगेशन सिग्नल के प्रसारण के साथ उपग्रह द्वारा प्रेषित नेविगेशन संदेश में शामिल हैं। इसमें सिस्टम समय के सापेक्ष उपग्रह के ऑन-बोर्ड समय पैमाने की समय-आवृत्ति सुधार भी शामिल है। उपग्रह की गति मापदंडों का मापन और पूर्वानुमान उपग्रह की दूरी और उसकी रेडियल गति के प्रक्षेपवक्र माप के परिणामों के आधार पर सिस्टम के बैलिस्टिक केंद्र में किया जाता है।

सिस्टम उपयोगकर्ता उपकरण रेडियो इंजीनियरिंग उपकरण है जिसे नेविगेशन अंतरिक्ष यान से रेडियो नेविगेशन संकेतों को प्राप्त करने और संसाधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि स्थानिक निर्देशांक, आंदोलन गति वेक्टर के घटकों और वैश्विक नेविगेशन उपग्रह प्रणाली उपयोगकर्ता के समय के पैमाने में सुधार किया जा सके।

रिसीवर उपभोक्ता का स्थान निर्धारित करता है, जो नेविगेशन सटीकता सुनिश्चित करने के मामले में सभी देखे गए उपग्रहों में से सबसे अनुकूल उपग्रहों का चयन करता है। चयनित उपग्रहों की दूरी के आधार पर, यह उपभोक्ता के देशांतर, अक्षांश और ऊंचाई के साथ-साथ उसकी गति के मापदंडों: दिशा और गति को निर्धारित करता है। प्राप्त डेटा को डिजिटल निर्देशांक के रूप में डिस्प्ले पर प्रदर्शित किया जाता है, या पहले रिसीवर पर कॉपी किए गए मानचित्र पर प्रदर्शित किया जाता है।

उपग्रह नेविगेशन सिस्टम के रिसीवर निष्क्रिय हैं, अर्थात। वे सिग्नल उत्सर्जित नहीं करते हैं और उनके पास कोई वापसी संचार चैनल नहीं है। यह आपको नेविगेशन संचार प्रणालियों के उपभोक्ताओं की असीमित संख्या प्राप्त करने की अनुमति देता है।

उपग्रह नेविगेशन प्रणालियों पर आधारित वस्तुओं की गति की निगरानी के लिए प्रणालियाँ अब व्यापक हो गई हैं। ऐसी प्रणाली की संरचना चित्र में दिखाई गई है। 6.12.

चावल। 6.12. निगरानी प्रणाली संरचना

ट्रैकिंग वस्तुओं पर स्थापित नेविगेशन रिसीवर उपग्रहों से संकेत प्राप्त करते हैं और उनके निर्देशांक की गणना करते हैं। लेकिन, चूंकि नेविगेशन रिसीवर निष्क्रिय डिवाइस हैं, इसलिए सिस्टम को गणना किए गए निर्देशांक को निगरानी केंद्र तक प्रसारित करने के लिए एक सिस्टम प्रदान करना होगा। वीएचएफ रेडियो मॉडेम, जीएसएम/जीपीआरएस/ईडीजीई मॉडेम (2जी नेटवर्क), यूएमटीएस/एचएसडीपीए प्रोटोकॉल, सीडीएमए मॉडेम, उपग्रह संचार प्रणाली आदि का उपयोग करके संचालित होने वाले तीसरी पीढ़ी के नेटवर्क एक अवलोकन वस्तु के निर्देशांक के बारे में डेटा संचारित करने के साधन के रूप में काम कर सकते हैं।

एक उपग्रह नेविगेशन और निगरानी प्रणाली का निगरानी केंद्र उन वस्तुओं की निगरानी के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन पर नेविगेशन और संचार उपकरण स्थापित (निहित) हैं ताकि इसके व्यक्तिगत मापदंडों (स्थान, गति, गति की दिशा) की निगरानी की जा सके और कुछ कार्यों पर निर्णय लिया जा सके।

निगरानी केंद्र में सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर सूचना प्रसंस्करण उपकरण शामिल हैं जो प्रदान करते हैं:

• निगरानी वस्तुओं से आने वाली जानकारी का स्वागत, प्रसंस्करण और भंडारण;
• क्षेत्र के इलेक्ट्रॉनिक मानचित्र पर अवलोकन वस्तुओं के स्थान के बारे में जानकारी प्रदर्शित करना।

आंतरिक मामलों के निकायों की नेविगेशन और निगरानी प्रणाली निम्नलिखित कार्यों को हल करती है:

• वाहन चालक दल की नियुक्ति पर ड्यूटी स्टेशन कर्मियों द्वारा स्वचालित नियंत्रण सुनिश्चित करना;
• जिम्मेदारी के क्षेत्र में घटनाओं पर त्वरित प्रतिक्रिया का आयोजन करते समय प्रबंधन निर्णय लेने के लिए ड्यूटी स्टेशन कर्मियों को वाहनों के स्थान के बारे में जानकारी प्रदान करना;
• ऑपरेटर के स्वचालित कार्य केंद्र पर वाहनों की स्थिति और अन्य सेवा जानकारी के बारे में ग्राफिक प्रारूप में जानकारी प्रदर्शित करना;
• उनकी सेवा के दौरान वाहन चालक दल की आवाजाही के मार्गों पर एक संग्रह का गठन और भंडारण;
• ड्यूटी शिफ्ट के दौरान बलों और साधनों की अनिवार्य तैनाती के लिए मानदंडों की पूर्ति पर सांख्यिकीय रिपोर्टिंग जारी करना, बलों और साधनों के उपयोग की प्रभावशीलता के सारांश पैरामीटर, जिम्मेदारी के क्षेत्रों पर नियंत्रण के संकेतक।

सिस्टम के हिस्से के रूप में रूसी आंतरिक मामलों के मंत्रालय की इकाइयों के वाहनों के ऑन-बोर्ड उपकरणों से ड्यूटी स्टेशनों तक निगरानी जानकारी के प्रसारण की उच्च विश्वसनीयता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, एक बैकअप डेटा ट्रांसमिशन चैनल का उपयोग करना आवश्यक है, जो के रूप में उपयोग किया जा सकता है