История GPS
Обозначение
Глобальная Система Позиционирования (GPS) — мировая радионавигационная система, базирующаяся на 24 спутниках и их земных станциях. GPS использует эту систему в качестве контрольных точек для расчета координат в точности до метров. В некотором смысле это похоже на присвоение каждому квадратному метру на планете своего уникального адреса. GPS приемники были уменьшены в размерах до нескольких интегрируемых плат и стали очень экономичными. Это сделало технологию доступной практически для каждого. Сегодня GPS находит свое применение в земном, водном, воздушном транспорте, в строительной промышленности, машиностроении, киноиндустрии, даже в портативных компьютерах. В ближайшем будущем GPS станет таким же основным средством, как и телефон.
История
Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные во главе с Ричардом Кершнером, наблюдали сигнал, исходящий от нашего спутника и обнаружили; частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и понижается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если Вы точно знаете свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственные координаты.
Реализована эта идея была через 20 лет. Первый тестовый спутник выведен на орбиту 14 июля 1974 г США, а последний из всех 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г., таким образом Глобальная Система Позиционирования или сокращённо GPS встала на вооружение. Стало возможным использовать GPS для точного наведения ракет на неподвижные, а затем и на подвижные объекты в воздухе и на земле. Также с помощью системы вмонтированной в спутники стало реально определять мощные ядерные заряды, находящиеся на поверхности планеты.
Первоначально GPS — глобальная система позиционирования, разрабатывалась как чисто военный проект. Но после того, как в 1983г. был сбит вторгшийся в воздушное пространство Советского Союза самолёт Корейских Авиалиний с 269 пассажирами на борту, президент США Рональд Рейган разрешил частичное использование системы навигации для гражданских целей. Но точность была уменьшена специальным алгоритмом.
Затем появилась информация о том, что некоторые компании расшифровали алгоритм уменьшения точности и с успехом компенсируют эту составляющую ошибки, и в 2000 г. это загрубление точности было отменено указом президента США.
Основной принцип системы — определение местоположения путем измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами — спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала посылки от спутника к GPS — приемнику. То есть для определения трехмерных координат GPS — приемнику нужно знать положение трех спутников. На деле используются показания с четырех — для устранения погрешности, вызванной разницей между часами спутника и приемника.
Хронология
| 1973 | Решение о разработке спутниковой навигационной системы |
| 1974—1979 | Испытание системы |
| 1977 | Приём сигнала от наземной станции, симулирующей спутник системы |
| 1978—1985 | Запуск одиннадцати спутников первой группы (Block I) |
| 1980 | Старт спутников оснащённых сенсорами позволяющих регистрировать подводные и наземные испытания ядерного оружия |
| 1979 | Сокращение финансирования программы. Решение о запуске 18 спутников вместо запланированных 24. |
| 1980—1982 | Дальнейшее сокращение финансирования программы |
| 1983 | После гибели самолёта компании Korean Airline, сбитого над территорией СССР принято решение о предоставлении сигнала гражданским службам |
| 1986 | Гибель космического челнока Space Shuttle «Challenger» приостановила развитие программы, так как последний планировался для вывода на орбиту второй группы спутников. В результате основным транспортным средством была выбрана ракета-носитель «Дельта» |
| 1988 | Решение о развёртывании орбитальной группировки в 24 спутника. 18 спутников не в состоянии обеспечить бесперебойного функционирования системы |
| 1989 | Активация спутников второй группы |
| 1990—1991 | Временное отключение AS (англ. selective availability — искусственно создавамой для неавторизированных пользователей округления определения местоположения до 100 метров) в связи с войной в Персидском заливе и нехваткой военных моделей приёмников. Включение AS 01 Июня 1991 года |
| 1993 | Сообщение о первичной готовности системы. В этом же году принято окончательное решение о предоставлении сигнала для бесплатного пользования гражданским службам и частным лицам |
| 1994 | Спутниковая группировка укомплектована |
| 1995 | Полная готовность системы |
| 2000 | Отключение AS для гражданских пользователей, таким образом точность определения выросла со 100 до 20 метров |
| 2004 | Подписание совместного заявления по обеспечению взаимодополняемости и совместимости Галилео и GPS 1 |
| 2006 | Российско-американские переговоры по сотрудничеству в области обеспечения взаимодополняемости космических навигационных систем ГЛОНАСС и GPS |
GPS сегодня
Сегодня GPS — приёмники можно использовать в гражданских целях, в основном для определения местонахождения и скорости.
Карты GPS
Все электронные GPS — карты можно поделить на два основных типа — векторные и растровые.
Растровые карты — это самый простой и доступный тип карт. Фактически это изображение местности, к которому привязываются географические координаты. Масштаб растровой карты напрямую зависит от исходного варианта
Векторные карты представляют собой базу данных, где хранится информация об объектах, их характеристиках и взаимном месторасположении, географических координатах и прочем. Поскольку в них не содержится объемных графических изображений, места в памяти они занимают гораздо меньше, чем растровые и быстрее работают.
Безусловным преимуществом векторных карт, является возможность искать на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, автозаправки и прочие необходимые путешественнику места.
Также существует возможность прокладывать маршруты — с учетом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже пробок.
