Qlobal Movqeteyinetme Sistemi - Wikipedia

Qlobal Mövqe təyinetmə Sistemi (ingiliscə GPS — Global Positioning System) dünya üzrə tətbiq olunan naviqasiya sistemdir. Bu ilk dəfə olaraq 1980-ci ildə ABŞ müdafiə nazirliyi tərəfindən (NAVSTAR-GPS) mövqe təyinetmə və vaxt ölçmə üçün yaradılıb inkişaf etdirilmişdir. Bu sistem peyk şəbəkələrindənibarət olmaqla, fasiləsiz rejimdə işləyərək Yerə elektromaqnit siqnalları göndərir. Bu siqnallar xüsusi qurğularla (qəbuledicilər) qəbul edilir. Bu qəbuledicilərlə peyklərə qədər olan məsafəni, yer səthindəki obyektin yerini yüksək dəqiqliklə müəyyən etmək olur.

Qlobal Mövqe təyinetmə Sistemi xüsusi qəbuledicinin köməyilə dünyanın istənilən nöqtəsində koordinatların (dəqiqlik 1–100 metr aralığında dəyişə bilər), eləcə də Yer səthində və fəzada müxtəlif obyektlərin hərəkət sürətinin avtomatik olaraq tez təyin olunmasına imkan verən peyk sistemi. ABŞ hökumətinə məxsus 24 geostasionar peykdən ibarətdir. Mülki məqsədlər üçün 1575.42 MHs, hərbi məqsədlər üçün isə 1227.6 MHs tezliyindən istifadə edir. GPS qəbulediciləri avtomobillər üçün naviqasiya sistemləri, eləcə də cib kompüterləri və hücrəsəl telefonlarda quraşdırılan modullar şəklində istehsal olunur.

NAVSTAR-GPS sisteminin tətbiqi ilə ABŞ dəniz donanması üçün təyin olunmuş köhnə NNSS (Tranzit) və atom bombalarının yerini təyinetmə sisitemi Velanı əvəz etdi.

NAVSTAR-GPS (ingiliscə: Navigational Satellite Timing and Ranging — Global Positioning System) rəsmi olaraq 17 iyul 1995-ci ildən istifadə olunmağa başlamışdır.

Hal-hazırda mobil telefonların işlənməsində də GPS sistemlərdən istifadə olunur.

Bu sistemin işləmə prinsipi daimi olaraq mövqesini dəyişən və dəqiq vaxt verən peyklərə əsaslanır. Bu peyklərin siqnalları əsasında GPS qəbuledici öz mövqeyini və sürətini təyinedə bilər. Nəzəri olaraq bunun üçün 3 peykdən qələn siqnal kifayət edir.Praktikada GPS qəbuledicilərin öz saatları olmur. Ona görə də burada dördüncü peykdən istifadə edilir ki, qəbuledici üçün dəqiq saatı təyin etmək mümkün olsun.

GPS sistemlərindən hərkət edən obyektin mövqeyi, sürəti və hətta hərəkət istiqamətini təyin etmək mümkündür.

GPS-in iş prinsipi koordinatları dəqiq məlum olan və başlanğıc dayaq nöqtələrin funksiyasının yerinə yetirən yerin yüksəkorbital süni naviqasiya peyklərinin bir qrupuna qədər ölçülən məsafələrə görə obyektlər yerinin təyininə əsaslanır Sistemin əsas mahiyyəti hər hansı bir obyektin yerləşdiyi yeri, o cümlədən onun koordinatlarını, dəniz səviyyəsindən yüksəkliyini, hərəkət istiqamətini və sürətini dəqiqliklə müəyyən etməyə imkan verir. Bundan başqa, GPS-in köməyi ilə vaxtı 1 nanosaniyəyə qədər dəqiqliklə təyin etmək mümkündür.

GPS nədən ibarətdir?

GPS ümumi şəbəkədə birləşdirilmiş Yerin müəyyən miqdarda süni peyklərindən (NAVSTAR peyk sistemləri timsalında) və yerüstü izləmə stansiyalarından ibarətdir.

Müasir peyklərin hər biri öz gövdəsində yüksək texnologiyalı avadanlıqlar daşıyır. Bunlardan ən əsasları aşağıdakılardır:

· atom saatı;

· batareya (kadium-nikelli);

· günəş batareyası (gücü 1136 Vt);

· peyklərin idarə olunması üçün kiçik dalğa diapazonlu anten;

· istifadəçilərlə rabitə üçün uzundalğalı diapazona malik anten.

Abonent avadanlığı kimi fərdi GPS-qəbuledicilərindən istifadə olunur. Bu qəbuledicilər peyklərdən siqnalları qəbul edərək onların hesablanmasını həyata keçirməklə özünün durduğu yeri müəyyən edir. Hal-hazırda istifadə olunan bəzi fərdi GPS-qəbuledicilərinin ölçüsü adi mobil telefonun ölçüsü kimi olmaqla, çəkisi 100 qramlarla ölçülür.

NAVSTAR peyk sistemi nədir?

NAVSTAR peyk sisteminə Yerin 24 süni peyki daxildir. Bu süni peyklər 6 müxtəlif dairəvi orbitdə hərəkət etməklə, bir-birinə nisbətdə 60° bucaq altında yerləşirlər. Hər bir dairəvi orbitdə 4 süni peyk hərəkət etdiyi üçün cəmi 24 peykin olması lazımdır. Hər bir peyk Yer ətrafında 20180 metr yüksəkliyində 12 saata dövr üdir. 24 peyk Yer kürəsinin istənilən nöqtəsində sistemin işləməsini təmin edir, lakin ehtiyat üçün peyklərin sayının çox olması lazım gəlir. Məhz bu sə- bəbdən, 2010-cu ildə peyklərin sayı 31-ə çatdırılmışdır. Peyklərin hər birinin çəkisi 787 kq, boyu isə günəş batareyası ilə birlikdə 5 metrdən artıqdır. Hər bir peykin gövdəsində 10 ^{9 -}saniyə dəqiqliyə malik olan atom saatları quraşdırılmışdır. Bundan başqa, peykdə hesablama kodlaşdırma qurğuları və 1575 MHs tezlikdə işləyən 50 Vt gücündə ötürücü yerləşdirilmişdir.

NAVSTAR peyk sisteminin yaranma tarixini 1978-ci ilin fevral ayından hesablamaq olar, belə ki, məhz həmin gün bu sistemin ilk peyki orbitə çıxarılmışdır. Hər bir peykin xidmət müddəti təxminən 10 il nəzərdə tutulduğundan, yeni peyklərin istehsalı və istismar müddəti başa çatmış köhnə peykləri əvəz etmək üçün orbitə çıxarılması ümumi bir proqram kimi nəzərdə tutulmuşdur. Sistemə daxil olan 24 peykin düzəldilməsi və orbitə çıxarılması 12 milyard dollara başa gəlir.

Peyklər Yerə hansı informasiyanı ötürür?

Peyklər hər millisaniyədən bir Yerə aşağıdakı məlumatları ötürürlər:

· Öz statusu (sistemin düzgün işləməsi və ya hər hansı çatışmazlığın olub olmaması haqqında);

· Cari tarix (gün, ay, il);

· Cari vaxt;

· Almanax məlumatları;

· Məlumatlar məcmusunun dəqiq göndərilmə vaxt

Almanax nədir?

Almanax bütün peyklərin orbital məlumatlarını özündə əks etdirir. Almanaxda olan informasiyalara əsasən bilmək olar ki, hər bir peyk, günün istənilən vaxtında səmanın harasında olmalıdır. Ümumiyyətlə, GPS peykləri iki cür məlumat (verilənlər) ötürürlər, bunlardan biri almanax, digəri isə efiıııeris adlanır.

Almanax bütün peyklərin orbitləri haqqında informasiyını özündə birləşdirir. Hər bir peyk bütün peyklər üçün almanax ötürür. Almanaxın məlumatları yüksək dəqiqliyə malik olmurlar və bir neçə ay müddətində keçərli sayılırlar.

Eflmeris məlumatları isə hər bir peyk üçün orbit və saat parametrləri üzrə çox dəqiq məlumatlara malik olurlar. Bu isə koordinatların dəqiq müəyyən edilməsi üçün zəruridir.

Hər bir GPS peyki, almanaxdan fərqli olaraq, yalnız öz efımeris məlumatlarını ötürür ki, onlar da 30 dəqiqə ərzində keçərlidirlər. Peyklər hər 30 saniyədən bir öz efimerislərini ötürürlər. Əgər GPS 30 dəqiqədən artıq müddətə söndürülüb, sonra yenidən yandırılmışdırsa, onda həmin GPS ona məlum olan almanax əsasında peykləri axtarmağa başlayır. GPS-qəbuledici peyki tapan zaman, ekranda siqnalın gücünü əks etdirən sütun hələ boş olur. Bu zaman hələ efımeris məlumatlarının toplanma prosesi gedir. Hər bir peykin efımerisi qəbul olunduqdan sonra ona müvafıq siqnal gücü qara rəngə boyanır və peykdən alınmış məlumatlar naviqasiya üçün yararlı hesab olunur. Əgər GPS-qəbuledicinin enerji mənbəyi 30 dəqiqədən az müddət ərzində söndürülüb yenidən yandırılarsa, o zaman qəbuledici peykləri çox tez tapar, çünki belə olduqda efimeris məlumatlarını yenidən toplamaq lazım gəlmir. Bu proses "qaynar" start adlanır.

GPS-qəbuledicinin əsas mahiyyəti nədən ibarətdir?

GPS-qəbuledicilərinin tətbiq sahəsi çox genişdir. GPS sistemi quruda, suda və yerətrafı məkanda istənilən nöqtədə ınövqeyi müəyyən etməyə imkan verir. Geniş diapazona malik olan tətbiq sahəsindən, bir neçə yüz dollarla on min dollarlar arasında dəyişən qiymətindən asılı olaraq, müxtəlif GPS-qəbuledicilər mövcuddur. Ümumi şəkildə götürsək (GPS-qəbuledici modellərinin tam spektrini 4 böyük qrupa bölmək olar:

Fərdi GPS-qəbulediciləri;

Avtomobil GPS-qəbulediciləri;

Dəniz GPS-qəbulediciləri;

Aviasiya GPS-qəbulediciləri.

Fərdi GPS-qəbulediciləri adından da göründüyü kimi fərdi istifadə üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu modelləri fərqləndirən əsas cəhətlər onların qabarit ölçülərinin kiçikliyindən, xidməti funksiyalarının genişliyindən ibarətdir. Xidmət fünksiyalarının genişliyi dedikdə, baza funksiyası olan və hərəkət marşrutunun hesablanması və formalaşdırılması da daxil olan naviqasiyadan başlayaraq, elektron poçtun qəbulu və ötürülməsi funksiyasına qədər imkanlar nəzərdə tutulur.

Avtomobil GPS-qəbulediciləri istənilən yerüstü nəqliyyat vasitəsində qurula bilər və hərəkətin parametrlərini dispetçer məntəqəsinə avtomatlaşdırılmış şəkildə ötürmək üçün qəbuledici-ötürücü qurğuya qoşulur.

Dəniz GPS-qəbulediciləri ultrasəs exolotları ilə təchiz olunur. Bu qəbuledicilər əlavə olaraq konkret sahil rayonları üçün kartoqrafıya və hidroqrafıya informasiyalı katriclərlə təhchiz olunurlar. Katricləri əvəzləmək mümkündür.

Aviasiya GPS-qəbulediciləri aviasiyada uçuşun təmin olunması üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Avtomobil, dəniz və aviasiya GPS-qəbuledicilərini ümumi şəkildə naviqasiya GPS-qəbulediciləri kimi birləşdirsək, onları yuxarıdakı şəkildəki kimi təsvir etmək olar (şək. 6.3):

Kadastr, yerquruluşu, xəritələşdirmə və tikinti işlərinin koordinasiyasında təkcə qəbuledicilərdən deyil, həmçinin tam kompleks sistemlərdəh istifadə edilir. Belə ki, bu cür işlərdə ölçü dəqiqliyi millimetrlərlə ölçülə bilir. GPS və digər müvafiq texniki avadanlıqlardan birgə istifadə etməklə ölçü-informasiya sistemləri yaratmaq mümkündür.

Hal-hazırda müxtəlif şirkətlərin istehsalı olan GPS qurğuları mövcuddur və onlardan istifadə geniş miqyas almışdır.

Fərdi GPS qurğuları da geniş tətbiq olunmaqdadır. Onlardan ən geniş yayılanlardan Garmin, Magellan, Cobra və s. kimi şirkətlərin məhsullarını göstərmək olar. 

Mövqe müəyyən etmək üçün digər sistemlər mövcuddurmu?

Rusiyanın hərbi-kosmik sənayesi tərəfındən yuxarıda bəhs edilən sistemin alternativi kimi QLONASS peyk sistemi yaradılmışdır. Bu sistem mövqe müəyyən etməkdə yüksək dəqiqliyi təmin etsə də, onun etibarlılığı və istehlak xüsusiyyətləri NAVSTAR sistemindən zəif olduğu üçün, geniş tətbiq sahəsində uğurlar qazana bilməmişdir.