GPS – hvem, hvad, hvor?

Digital Skipper |27/07, 2021

Hvad er GPS
I har alle hørt det nævnt flere gange, end du gider indrømme, men hvad er GPS?

GPS står for Global Positioning System og drives af den amerikanske regering. Systemet hed oprindeligt Navstar GPS. Det drives af United States Space Force (USSF). GPS-systemet er et satellitbaseret radionavigationssystem (RNSS) og er et af Global Navigation Satellite Systems (GNSS). Flere forskellige systemer akkumuleres sammen for at danne GNSS, som vil blive diskuteret senere...

GPS, som i øjeblikket består af flere aktive orbitalsatellitter, bruger for det meste det n'te satellitnavigationssystem i verden, og kort sagt er GPS en navigationssystem, der består af satellitter, modtagere og komplekse beregninger til at bestemme placering, hastighed (hastighed) og tidsdata. Satellitterne er placeret og kredser om sådan at der normalt altid er mindst 6 satellitter i udsigt, selvom dette ikke er muligt 100 % af tiden.
Der kræves mindst 3 satellitter for at give en positionsbestemmelse, da placeringen bestemmes ved hjælp af Trilateration. Dette adskiller sig fra triangulering, da trilateration kun måler afstand, ikke vinkler.

For det første; Trilateration

Mens der kun kræves tre satellitter til en positionsbestemmelse, bruges en fjerde til at "validere" data fra de tre andre og forbedre nøjagtigheden. Afstanden beregnes ved at måle den tid, det tager for signalet at ankomme fra satellitten af GPS-modtageren ved hjælp af følgende ligning: Tidsforsinkelse af signal * Lyshastighed = Afstand

Selvfølgelig for dette for at være muligt skal GPS-modtageren have et internt ur som en måde at måle tidsforskel på. Desværre har satellitterne højpræcisions atomure, mens GPS-modtagere som din mobiltelefon ikke har. I de første tilnærmelser fra de tre satellitter ville tidsforskydningen/forskydningen blive betragtet som nul, men den fjerde satellit giver en yderligere afstandsmåling, som igen gør det muligt at beregne en nøjagtig tidsforskydning. En fordel ved dette er, at GPS-modtagerens tider er ekstremt nøjagtige, hvilket betyder, at når tiden er "sidst tændt" det vil ikke glide af tidsbestemmelsen. Fire satellitpositionsfixer er meget mere nøjagtige end tre satellitfixes.
Den fjerde satellit kan også bruges til at flytte positionsfikseringen fra en 2-dimensionel til en 3-dimensional fix, hvilket giver en tilsvarende værdi.

Hvad er GNSS?

strong>
Et udtryk, man ofte ser, når man ser på GPS-enheder er GNSS. Global Navigation Satellite System (GNSS) er en kombination af flere satellitpositioneringssystemer. Dette system inkluderer internationale systemer som GPS (USA), GLONASS (Rusland), Galileo (EU), BeiDou (Kina), IRNSS (Indien) og QZSS (Japan).

Äselv om du kan se GPS er ofte nævnt på Fordi det er det mest almindelige system og det mest kendte akronym, er GPS en del af GNSS. Så hvad betyder det med hensyn til modtagere og enheder?

GPS-modtagere/-enheder er forskellige fra GNSS-modtagere/-enheder. En GPS-modtager virker kun med satellitter tændt GPS-systemet, mens GNSS-modtagere kan arbejde med et eller flere af ovenstående systemer, er GPS og GLONASS de mest almindelige.

Typisk vil GNSS-enheder altid være mere nøjagtige på; på grund af, at der er flere satellitter i udsigt, hvilket resulterer i større positions- og tidsnøjagtighed. Men GNSS-enheder er dyrere, og den anvendte hardware er anderledes. GNSS virker på et større frekvensområde end GPS.

Satellitnavigationssystemer kan lide af adskillige problemer, der kan hæmme ydeevnen. De vigtigste syndere for dette er:
Fysiske forhindringer. Disse er det største problem for satellitnavigationssystemer. Bjerge, skove, høje bygninger kan alle forårsage forhindringer for signalerne, hvilket kan resultere i refleksion og signalblokering, hvilket kan føre til unøjagtigheder og fejlberegninger.
Fejlberegninger.
Nogle enheder er muligvis ikke korrekt konfigureret eller vedligeholdt hardware, hvilket betyder, at der er numeriske fejlberegninger og nøjagtighedsfejl, selvom dette er ualmindeligt.
Dårlige vejrforhold som stormskyer og solstorme kan påvirke disse systemer. Ionosfærisk drift er en væsentlig bidragyder til satellitnavigationsfejl, men dette kan variere afhængigt af; tætheden og tidspunktet for døgnet rundt.
Satellitunderholdning. Nogle gange kan satellitter manøvreres eller tages offline til vedligeholdelse, hvilket midlertidigt kan forårsage forkerte data. Dette er mere et problem med uafhængige systemer som GPS eller GLONASS, snarere GNSS.
Kunstige/kunstige forstyrrelser. Enheder såsom jammere og useriøse enheder kan forårsage problemer for satellitnavigationssystemer. Den nuværende avancerede generation af satellitnavigationssystemsignaler er meget mindre modtagelige for interferens med bedre signalbeskyttelse.
Hvad betyder det for min båd?
Position systemet er afgørende for sikkerheden og driften af en båd. Der er toå vigtigste vejledningspunkter for at have en GPS om bord.
Sikkerhed
Navigation med andre enheder om bord
GPS-data kan være en livredder, når du er på farten; havet. En hovedårsag til at have GPS-data er i nødstilfælde, når du skal kontakte kystvagten med din VHF. VHF'en kan modtage positionsdata og bruge DSC (Digital Selective Calling), som derefter sendes til kystvagten, hvilket giver dem en nøjagtig positionsbestemmelse for dig og din båd. Dette er en livreddende funktion og anses for et must på; a båt.

En anden grund til at have GPS påå din båd er designet til navigation under dårlige forhold eller et farligt scenarie. Hvis forholdene er dårlige, eller du skal navigere hjem via om natten kan en GPS-enhed eller plotter med GPS-funktion bevise sit værd. Ud over dette kan specifikke steder gemmes som waypoints. Ruter kan oprettes ved hjælp af waypoints. Disse ruter kan derefter følges af en indbygget autopilot, der skaber et semi-autonomt navigationssystem. Jeg siger semi-autonom, fordi der er potentielle farer såsom andre både og sten, der kræver manuel input, da autopiloten alene ikke kan undgå disse.

En mindre almindelig, men fremragende grund til at bruge nda en GPS är alarm. Nogle GPS/kortplottere giver dig mulighed for at indstille alarmer såsom ankeralarmer. En ankerarm kan sættes op som et virtuelt hegn omkring din båd på; en vis afstand. Skulle din båd eller anker drive ud af denne "barriere", lyder en alarm og viser en advarselsmeddelelse.
Hvordan forholder vores produkter sig til dette?
stærke
GPS-enheder er tilgængelige som både NMEA 0183- og NMEA 2000-produkter. Et almindeligt scenarie er, at båden har en eksisterende ældre NMEA 0183 GPS, men et NMEA 2000-netværk komplet med MFD'er/kortplottere til visning af data. Dette er vores NGW-1 Bi-Directional konverteringsgateway kommer ind. NGW-1 vil konvertere NMEA 0183-sætningerne sendt fra din GPS til NMEA 2000 PGN, som alle enheder i dit N2K-netværk kan se. Dette er en meget mere omkostningseffektiv løsning end at udskifte din 0183 GPS med en ny NMEA 2000-enhed.

Med teknologien, der udvikler sig meget hurtigt, kan indbyggede computere og trådlö ; en båd. Heldigvis tilbyder vi en løsning at bringe dine data til begge. Hvis du ønsker, at NMEA 2000-data fra dit netværk skal sendes til en pc-applikation såsom Maxsea Time Zero eller vores egen NMEA Reader-software, så är NGT-1 NMEA 2000 Gateway den perfekte løsning. Enheden kan modtage alle tilgængelige PGN'er i øjeblikket og overføre disse til en NMEA 2000 pc-applikation. Da denne enhed er tovejsbestemt, kan du også sende NMEA 2000 PGN fra pc-applikationen tilbage til netværket Actisense W2K-1 det produkt, du ønsker lige her. Vores gateway er forbundet til dit NMEA 2000-netværk så at den kan modtage enhver NMEA 2000 PGN. Denne enhed kan tilsluttes en perifer enhed via Wi-Fi, hvilket gør det muligt at sende og modtage data. Da de fleste mobilapps bruger NMEA 0183 som dataformat, kan W2K-1 bruges med dem, fordi den indeholder den samme konverteringsmotor som NGW-1. Almindelige applikationer som OpenCPN og Navionics er blevet afprøvet og testet med vores tre gateways.