GPS: chi, cosa, dove?

Digital Skipper |27/07, 2021

Cos'è il GPS
Ne avete tutti sentito parlare più volte di quanto vogliate ammettere, ma cos'è il GPS?

GPS sta per Global Positioning System ed è gestito dal governo degli Stati Uniti. Il sistema era originariamente chiamato Navstar GPS. È gestito dalla United States Space Force (USSF). Il sistema GPS è un sistema di radionavigazione basato su satellite (RNSS) ed è uno dei sistemi globali di navigazione satellitare (GNSS). Diversi sistemi diversi si accumulano insieme per formare il GNSS di cui parleremo più avanti...

Il GPS, che attualmente consiste di diversi satelliti orbitali attivi, utilizza principalmente l'ennesimo sistema di navigazione satellitare nel mondo e, in poche parole, il GPS è un sistema di navigazione costituito da satelliti, ricevitori e complessi calcoli per determinare la posizione, la velocità (velocità) e i dati temporali. I satelliti sono posizionati e orbitano attorno in modo tale che di solito ci siano sempre almeno 6 satelliti in vista, sebbene ciò non sia possibile nel 100% dei casi.
Sono necessari almeno 3 satelliti per fornire una posizione fissa, poiché la posizione viene determinata utilizzando la trilaterazione. Ciò differisce dalla triangolazione, poiché la trilaterazione misura solo la distanza, non gli angoli.

Primo; Trilaterazione

Mentre sono necessari solo tre satelliti per determinare la posizione, un quarto viene utilizzato per "convalidare" i dati degli altri tre e migliorare la precisione. La distanza viene calcolata misurando il tempo impiegato dal ricevitore GPS affinché il segnale arrivi dal satellite utilizzando la seguente equazione: Ritardo del segnale * Velocità della luce = Distanza

Naturalmente, per questo essere possibilmente, il ricevitore GPS deve avere un orologio interno per misurare il ritardo. Sfortunatamente, i satelliti dispongono di orologi atomici ad alta precisione, mentre i ricevitori GPS come i telefoni cellulari no. Nelle prime approssimazioni dei tre satelliti, lo spostamento/spostamento temporale sarebbe considerato zero, ma il quarto satellite fornisce un'ulteriore misurazione della distanza, che a sua volta rende possibile calcolare un valore esatto ritardo temporale. Un vantaggio di ciò è che gli orari del ricevitore GPS sono estremamente precisi, il che significa che quando l'orario è "ultimo" non scivolerà via dalla correzione dell'ora. Le rilevazioni della posizione di quattro satelliti sono molto più precise di quelle di tre satelliti.
Anche il quarto satellite può farlo viene utilizzato per spostare il fix di posizione da bidimensionale a tridimensionale, che fornisce un valore equivalente.

Cos'è il GNSS?

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Un termine che vedi spesso quando guardi I dispositivi GPS sono GNSS. Il Global Navigation Satellite System (GNSS) è una combinazione di diversi sistemi di posizionamento satellitare. Questo sistema include sistemi internazionali come GPS (USA), GLONASS (Russia), Galileo (UE), BeiDou (Cina), IRNSS (India) e QZSS (Giappone).

Äanche se puoi vedere Il GPS è spesso menzionato Poiché è il sistema più comune e l'acronimo più conosciuto, il GPS fa parte del GNSS. Quindi, cosa significa questo in termini di ricevitori e dispositivi?

I ricevitori/dispositivi GPS sono diversi dai ricevitori/dispositivi GNSS. Un ricevitore GPS funziona solo con i satelliti accesi Il sistema GPS, mentre i ricevitori GNSS possono funzionare con uno o più dei sistemi sopra indicati, GPS e GLONASS sono i più comuni.

In genere, le unità GNSS saranno sempre più precise; a causa del fatto che ci sono più satelliti in vista, con conseguente maggiore precisione di posizione e ora. Ma le unità GNSS sono più costose e l’hardware utilizzato è diverso. Il GNSS funziona una gamma di frequenze più ampia rispetto al GPS.

I sistemi di navigazione satellitare possono soffrire di diversi problemi che possono ostacolare le prestazioni. I principali colpevoli di ciò sono:
Ostacoli fisici. Questi sono il problema più grande per i sistemi di navigazione satellitare. Montagne, foreste ed edifici alti possono causare ostacoli ai segnali, il che può provocare riflessioni e blocchi del segnale che portano a imprecisioni ed errori di calcolo.
Calcoli errati.
Alcuni dispositivi potrebbero non essere configurati correttamente o hardware mantenuto, il che significa che ci sono errori numerici e errori di precisione, anche se questo è raro.
Condizioni meteorologiche avverse come nuvole temporalesche e tempeste solari possono influenzare questi sistemi. La deriva ionosferica contribuisce in modo determinante agli errori di navigazione satellitare, ma questo può variare a seconda; la densità e il tempo di 24 ore su 24.
Intrattenimento satellitare. Occasionalmente, i satelliti potrebbero essere manovrati o messi offline per manutenzione, il che potrebbe causare temporaneamente dati errati. Questo è più un problema con sistemi indipendenti come GPS o GLONASS, piuttosto che GNSS.
Disturbi artificiali/artificiali. Dispositivi come jammer e dispositivi non autorizzati possono causare problemi ai sistemi di navigazione satellitare. L'attuale generazione avanzata di segnali del sistema di navigazione satellitare è molto meno suscettibile alle interferenze grazie a una migliore protezione del segnale.
Cosa significa questo per la mia imbarcazione?
Posizione il sistema è fondamentale per la sicurezza e il funzionamento di una barca. Ce ne sono dueå principali punti di riferimento per avere un GPS a bordo.
Sicurezza
Navigazione con altri dispositivi a bordo
I dati GPS possono essere un salvavita quando sei in giro; il mare. Uno dei motivi principali per avere i dati GPS è in caso di emergenza quando è necessario contattare la Guardia Costiera con il proprio VHF. Il VHF può ricevere dati sulla posizione e utilizzare la DSC (Digital Selective Calling), che viene poi inviata alla Guardia Costiera, fornendo loro una determinazione accurata della posizione per te e la tua barca. Questa è una funzione salvavita ed è considerata un must; un båt.

Un altro motivo per avere il GPS attivoå la vostra imbarcazione è progettata per la navigazione in cattive condizioni o in uno scenario pericoloso. Se le condizioni sono cattive o devi tornare a casa tramite di notte un GPS o un chartplotter con funzione GPS possono rivelarsi utili. Inoltre, è possibile salvare posizioni specifiche come punti di passaggio. I percorsi possono essere creati con l'aiuto di waypoint. Questi percorsi possono poi essere seguiti da un pilota automatico di bordo, creando un sistema di navigazione semi-autonomo. Dico semi-autonomo perché ci sono potenziali pericoli come altre barche e rocce che richiedono l'inserimento manuale, poiché il solo pilota automatico non può evitarli.

Un motivo meno comune ma eccellente per utilizzare nda un GPS är allarme. Alcuni GPS/plotter cartografici ti danno la possibilità di impostare allarmi come gli allarmi di ancoraggio. Un braccio di ancoraggio può essere impostato come una recinzione virtuale attorno alla tua barca; una certa distanza. Se la tua barca o l'ancora dovessero uscire da questa "barriera", suonerà un allarme e visualizzerà un messaggio di avviso.
Come si relazionano i nostri prodotti con questo?
forte
Le unità GPS sono disponibili sia come prodotti NMEA 0183 che NMEA 2000. Uno scenario comune è che l'imbarcazione disponga di un GPS NMEA 0183 preesistente, ma di una rete NMEA 2000 completa di MFD/chartplotter per la visualizzazione dei dati. Questo è il nostro gateway di conversione bidirezionale NGW-1 entra. L'NGW-1 convertirà le frasi NMEA 0183 inviate dal tuo GPS in NMEA 2000 PGN affinché tutti i dispositivi nella tua rete N2K possano vederle. Questa è una soluzione molto più conveniente rispetto alla sostituzione del tuo GPS 0183 con una nuova unità NMEA 2000.

Con la tecnologia che avanza molto rapidamente, i computer di bordo e i dispositivi trådlö come il normale på dell'iPad ; un b&ar;t. Per fortuna, offriamo una soluzione da portare i tuoi dati ad entrambi. Se desideri che i dati NMEA 2000 dalla tua rete vengano inviati a un'applicazione per PC come Maxsea Time Zero o al nostro software NMEA Reader, allora är NGT-1 NMEA 2000 Gateway la soluzione perfetta. L'unità può ricevere tutti i PGN disponibili al momento e trasferirli a un'applicazione PC NMEA 2000. Poiché questo dispositivo è bidirezionale, è anche possibile inviare il PGN NMEA 2000 dall'applicazione PC alla rete Actisense W2K-1 il prodotto che scegli hä R. Il nostro gateway è connesso alla tua rete NMEA 2000 quindi che può ricevere qualsiasi PGN NMEA 2000. Questo dispositivo può essere collegato a una periferica tramite Wi-Fi, consentendo l'invio e la ricezione di dati. Poiché la maggior parte delle app mobili utilizza NMEA 0183 come formato dati, è possibile utilizzare W2K-1 perché contiene lo stesso motore di conversione di NGW-1. Applicazioni comuni come OpenCPN e Navionics sono state provate e testate con i nostri tre gateway.