Dispozitiv de navigare prin satelit GPS

1. Istoria GPS-ului

GPS-ul este sistemul de poziţionare globală. Este o reţea de staeliţi care trimit pe Pământ detalii precise asupra poziţiei lor în spaţiu. Semnalele sunt recepţionate de dispozitive GPS, precum dispozitivele SatNav şi sunt utilizate pentru a calcula poziţia exactă, viteza cu care circulă un autoturism şi ora exactă la care se află într-o anumită locaţie.

Ideea de a utiliza sateliţii ca ajutor în navigaţie a condus, la data de 13 aprilie 1960, la lansarea de către “US Navy” a primului satelit de navigaţie: TRANŞIT 1B. Reţeaua a devenit operaţională din 1964 cu cinci sateliţi.

În aceeaşi perioadă, “US Navy” şi” US Air Force” se angajează separat în două programe ambiţioase care vor fi reunite în 1973 de către Departamentul de Apărare. Realizarea proiectului a debutat prin contractarea cu “Rockwell International” a 12 sateliţi (sateliţii din BLOCUL I) care au fost lansaţi în perioada 1978 – 1985.

A urmat, între 1989 – 1990, lansarea a 9 sateliţi din BLOCUL II pentru ca începând din anul 1990 sa fie lansati şi următorii 18 sateliţi (BLOCUL IIA).

Fig. 1. Sateliţi GPS din Blocul I şi Blocul IIA

Dezvoltarea constelaţiei a continuat cu lansarea sateliţilor din BLOCUL IIR fabricaţi de Lockheed Martin şi BLOCUL IIF. În noiembrie 2000, Lockheed Martin şi Boeing după 1 an de studii, au început proiectarea următoarei generaţii de sateliţi GPS, care vor fi cunoscuţi ca BLOCUL III.

Fig. 2. Sateliţi GPS din Blocul IIF şi din Blocul IIR

Astăzi sunt peste 24 de sateliţi pe orbită. Constelaţia GPS a fost declarată operaţională după ce 24 sateliţi din a doua generaţie au fost puşi în funcţiune în decembrie 1993, la 20 de ani după ce sistemul a fost propus prima dată.

2. Modul de funcţionare al sistemului GPS

Pentru a putea determina coordonatele unui punct de pe suprafaţa Pământului (sau din apropierea acestuia) este nevoie de semnale care provin de la cel puţin patru sateliţi.

Fig. 4 Stabilirea poziţiei spaţiale a unui punct utilizand semnalele GPS de la mai mulţi sateliţi

Stabilirea poziţiei spaţiale a unui punct se poate face prin determinarea pseudo-distanţei sau prin determinarea fazei.

Triangulaţia- Idea de bază, a GPS, este de a folosi sateliţi din spaţiu ca puncte de referinţă, pentru a determina poziţia exactă de pe pământ. In figura 2.2.1. exte prezentat un exemplu de triangulaţie în două dimensiuni.