GPS 내비게이션 시스템 작동 방식

GPS(Global Positioning System)는 미국 국방부가 개발한 것으로, 예비위성 3개를 포함해 24개의 인공위성으로 구성된다. 민간에 공개된 C/A코드 표준측정방식을 이용하면 수십미터의 정확도를 얻을 수 있는데, 이는 무선측위방식의 일종이다.

위성 측위 시스템의 전반적인 작동은 우주 부분, 지상 부분, 신호 부분의 세 부분으로 나눌 수 있습니다.

우주부분

N'K.c"jb~ i0 현재 GPS위성은 로크웰 인터내셔널이 제작한 블록II형 측위위성으로 개발됐으며, 궤도상 무게는 약 1,900파운드에 이른다. 태양광 수신 패널의 길이는 약 17피트이고 예상 수명은 7.5년이다. 1994년 24번째 위성 발사가 완료돼 GPS 시스템 전체가 공식적으로 완성됐다. 따라서 현재 우주에는 24개의 GPS 위성이 있다. 위치 파악을 위해 평균적으로 각각 4개의 위성이 있는 6개의 궤도 평면에 분산되어 있으며 지상에서 약 10,900해리(약 20,000km) 떨어져 있고 지구를 55° 각도로 공전하는 데 12초가 걸립니다. 항성시는 지구를 하루에 두 번 공전할 수 있는데, 이는 북극과 남극을 포함하여 언제 어디서나 적어도 4개의 위성이 우리 하늘에 나타난다는 것을 의미합니다.

신호. 100GPS - 중국 최대 GPS 네트워크 | 내비게이션 지도 소프트웨어 다운로드 | 휴대폰 PDA 차량 블루투스 GPS#d.J F#F C(zd

GPS 위성은 두 세트의 무작위 코드를 생성합니다. C/A 코드라고 불리는 그룹은 주로 민간용으로 공개되어 있기 때문에 의도적으로 정확도가 낮아졌습니다. P 코드는 미국 국방부에서 군사용으로 사용하도록 지정되어 있습니다. 따라서 일반 민간 사용자가 해독할 수 없는 비밀번호가 있습니다. 일반적으로 GPS 위성은 두 개의 주파수 캐리어를 전송하며 L1(링크 1) 캐리어의 주파수는 1575.42MHZ입니다. L2(링크 2) 캐리어의 용량은 1227.60MHZ입니다. /p>

지상 부분 100GPS - 중국 최대 GPS 네트워크 | 내비게이션 지도 소프트웨어 다운로드 | 견적 | 휴대폰 PDA 차량 Bluetooth GPSKMb; >지상 시설 부분에는 주로 GPS 모니터링 스테이션과 사용자가 포함됩니다.

모니터링 스테이션 100GPS - 중국 최대 GPS 네트워크 내비게이션 지도 소프트웨어 다운로드 | z;?3G3\ |E4OA2k

1개의 마스터 제어 스테이션, 5개의 모니터 스테이션(하와이, Ascension Island, Diego Garcia, Guajarin Island, Colorado에 위치) 및 3개의 지상 제어 스테이션 스테이션) 등이 포함됩니다. 모니터링 스테이션은 모든 위성의 작동 위치, 시간, 기상 데이터 및 전리층 데이터를 추적하는 일을 주로 담당하며, 15초마다 모든 데이터를 관찰하고 15분마다 평활화된 데이터(Smoothed Data) 세트를 계산합니다. 주제어국에서는 이를 통합하여 위성 천문력, 시간표 보정량, 전리층 보정계수를 계산한 후 항법정보로 변환하여 위성시스템의 정확성과 정상적인 운용을 유지하는 부분을 수행한다. 이에 대한 책임은 미국 국방부에 있으며, 사용자는 이 부분의 기술을 이해할 방법도 없고 이해할 필요도 없습니다.

주로 위성 신호 수신기로 다양한 목적에 따라 다양한 측위 기능을 갖추고 있으며 기본 기능은 L1 반송파를 수신하고 C/A 코드를 분리하며 가장 간단한 가상 거리 측위를 수행하는 모델입니다. 일반 차량 위치 확인에 사용됩니다.

주목해야 할 점은 GPS 위성이 모든 전신 코드와 메시지를 전달하기 위해 두 개의 서로 다른 캐리어를 생성한다는 것입니다. C/A 코드는 L1 캐리어에만 배포되고 P 코드는 각각 L1 및 L2 캐리어에 배포됩니다. P1, P2 코드와 같으나 미군은 현재 C/A 코드를 민간용으로만 공개하고 있다. 일반적으로 사용되는 수신기는 차동 보정(DGPS 차동 포지셔닝)을 통해 15피트 이상의 정확도를 달성할 수 있습니다. 그러나 DGPS 신호를 사용하려면 요금이 부과됩니다. 일반 사용자는 비용과 사용 목적에 따라 이러한 정확도가 필요한지 여부를 고려해야 합니다. 자동차 내비게이션의 경우, 사용하고 있는 전자 지도와 연동하여 자신의 상대적 위치만 알면 됩니다. 이렇게 고정밀 위치 측정을 사용할 필요는 없습니다.

GPS 측위는 위성의 기본적인 삼각측량 원리를 이용하여 무선 신호의 전송 시간을 측정하고, 그 거리를 이용해 우주에서의 위성 위치를 결정하는 것입니다. 고궤도 및 정밀 위치 관측 방법. 위성이 11,000마일의 고도에 있다고 가정합니다. 거리를 측정하려면 먼저 반경이 11,000마일이고 중심이 위성인 원을 그립니다.

GWMU }A0 두 번째 위성이 우리로부터 12,000마일 떨어져 있고 우리가 두 구의 교차점에 있다고 가정합니다. 이제 우리는 정확한 위치 파악을 위해 세 번째 위성을 사용합니다. 고도가 13,000마일이라고 가정하면 범위를 두 위치로 더 좁힐 수 있지만 그 중 하나는 우리 위치가 아니며 우주의 특정 지점에 있을 가능성이 높습니다. 이 참조점을 버리고 다른 점을 위치 참조점으로 선택합니다. 100GPS - 중국 최대 GPS 네트워크 | 내비게이션 지도 소프트웨어 다운로드 | 견적 | 휴대폰 PDA 자동차 블루투스 GPS0SBauTJ k0^ K/x!xm

더 정확한 위치를 얻으려면 4번째부터 측정해야 합니다. 기본적인 물리적 개념으로, 우리와 위성 사이의 거리는 시간에 신호 전송 속도를 곱한 값입니다. 우리는 이 측정된 거리를 가상 거리라고 부릅니다. GPS 측정에서는 속도가 거의 186,000마일/초입니다. 빛은 있지만 시간은 0.06초로 놀라울 정도로 짧습니다. 시간을 측정하려면 두 개의 다른 시계가 필요합니다. 하나의 시계는 위성에 설치되어 무선 신호를 기록합니다. 전송 시 다른 시계가 수신기에 설치되어 있습니다. 무선 신호가 수신되는 시간을 기록합니다. 위성이 수신기에 신호를 전송하는 데 걸리는 시간은 매우 짧지만, 위성과 수신기가 동시에 전송한다고 가정합니다. 소리가 우리에게 주어지고, 우리는 두 가지 다른 소리를 듣게 됩니다. 이는 위성이 11,000마일 떨어진 곳에서 오기 때문에 지연 시간이 있기 때문입니다. 따라서 우리는 수신기의 시간을 지연시킬 수 있습니다. ╳속도는 수신기에서 위성까지의 거리입니다. 이것이 GPS의 기본 위치 파악 원리입니다.

그럼 GPS 위성은 어떤 데이터를 전송하나요? 위성이 전송하는 신호에는 의사 난수 코드, 천체력 데이터(Ephemeris: 영어로 ee-fem-er-is로 발음) 및 Almanac이 포함됩니다.

1. 의사 왜곡 코드(자세한 내용은 "GPS 거리 측정 코드의 기능" 참조)는 위성 신호가 어느 위성에서 전송되는지 파악하는 데 도움이 되므로 의사 왜곡 코드가 신원입니다. 위성 ID 코드입니다. 위성 코드 범위는 1부터 32까지입니다. 그러면 GPS 수신기로부터 수신된 위성 번호를 볼 수 있습니다. 그런데 왜 24개 이상의 의사 왜곡 문자가 있는 걸까요? 새로운 대체 위성이 발사되어 활성화되면 대체 위성에 즉시 새로운 번호를 부여할 수 있기 때문이다. 실제로 제거된 위성을 사용할 수 없게 되면 제거된 위성을 대체하게 된다.

2. 천문력 데이터에는 위성의 정상 여부, 현재 날짜 및 시간에 대한 정보가 포함되어 있습니다. 이러한 데이터를 통해 수신기는 현재 위치를 결정하는 현재 시간과 날짜를 알 수 있습니다.

3. Almanac은 궤도 정보를 전송하여 하늘에 있는 각 위성의 위치를 ​​수신기에 알려줍니다.

간단히 말하면 GPS 작동 방식: 각 위성은 내가 어느 위성에 있는지, 내 현재 위치는 어디인지, 언제 이 메시지를 보낼지 등 세 가지 정보를 수신기에 알려줍니다.

GPS 수신기가 이 데이터를 수신하면 천문력 데이터와 달력을 저장하여 사용합니다. 이 데이터는 GPS 수신기의 시간을 수정하는 데에도 사용됩니다.

GPS 수신기는 각 위성 신호가 수신되는 시간과 자체 수신기의 시간을 비교하여 각 위성 채널 수신기의 거리를 계산합니다. 수신기가 더 많은 위성을 수신하면 삼각함수 공식을 사용하여 수신기의 위치를 ​​계산할 수 있습니다. 3개의 위성은 소위 2D 위치 확인(경도 및 위도)을 수행할 수 있고, 4개 이상의 위성은 소위 3D 위치 확인(경도, 위도 및 고도)을 수행할 수 있습니다.