GPS III Neredeyiz? Ve Nereye Gidiyoruz?

On beş yıl önce, GPS özellikli ilk cep telefonu piyasaya sürüldü. Salladı, ancak askeri seviyeye yakın iletişim ekipmanlarını bir tüketici cihazı ile birleştirerek öncülük ettiği biçim faktörü bizde kaldı.

Telefonunuz, saatiniz veya ayakkabılarınız olmadan nereye gideceğinizi söyleyen bir köşeyi dönemezsiniz çünkü tam olarak nerede olduğunuzu bilirler. Ama bu her zaman böyle değildi.

GPS'in Kısa Tarihçesi

Reagan-Era Yıldız Savaşları Soğuk Savaş MADness'in zaman zaman göreceliğe ilişkin lise öğrencilerine öğrettiği büyük bir hediye olan 'emtia' olarak verilen GPS'i alıyoruz. İç karartıcı gerçek şu ki, GPS (ya da o sırada sınıflandırıldığı şekliyle GNSS), yalnızca aşina olduğu bilinen bir havayolu felaketinden sonra halka sunuluyordu..

1983 yılında - ilk NAVSTAR uydusunun yayınlanmasından sadece beş yıl sonra - pilot navigasyon hatası nedeniyle Sovyet hava sahasına girdikten sonra Korea Air Lines Flight 007 vuruldu. Gemideki 269 ruhun kaybına verilen küresel tepki acı çekti, ancak Soğuk Savaş Politikalarına bağlı kaldı ve Başkan Ronald Reagan, böyle bir trajediyi önlemek için GPS'in dünyaya ücretsiz olarak sunulacağını açıkladı..

Küresel Konumlandırma Sistemi aslen bilinmeyen bölgelerde (GPS'in Çöl Fırtınası Operasyonunda tiyatroda ilk olarak kullanıldığı Fars Körfezi, Nükleer Patlama Tespiti Sistemi) (örneğin; nudet).

'Seçici' Konumlandırma Yılları

Çok hassas saatlere sahip birden fazla uydu kullanması nedeniyle, GPS başlangıçtan itibaren yaklaşık 10m konumlandırma hassasiyetine sahipti. Bununla birlikte, Savunma Bakanlığı, teknolojinin kendilerine karşı kullanılacağına dair korkuları vurgulayan Sivil gruplara kasıtlı olarak konumlandırma hataları getirmiştir. Bu, çoğu zaman olduğu gibi, neredeyse anında geri tepti.

Çöl Fırtınası’nda ilk GPS kullanımı sırasında bile, sınırlı sayıda pahalı, enerjiye acıkan, ağır GPS alıcı birimleri, silahlı üyelerin çoğunu, etkili bir şekilde işe yaramaz olan cheap ucuz ’, hafif ve neredeyse her yerde bulunan sivil alıcıları yakalamaya zorladı. Bu kasıtlı hatalardan dolayı sahada. Bu böyle bir tanıma sorunuydu, hata ekleme sistemi (Seçmeli Kullanılabilirlik veya sadece SA olarak adlandırılır) Körfez Savaşı'nın geri kalanında ('90 -'91) dünya çapında kapatıldı..

90'lı yıllar boyunca, askeri, kurumsal ve sivil organlar SA'nın kaldırılması için zorladılar; kamyon şirketlerinden FAA'ya kadar olan insanlar, sinyaldeki sahte gürültünün GPS'in kendi alanlarındaki kullanışlılığını ve adaptasyonunu sınırladığını savundu. Bu hatalar 2000 yılında Başkan Bill Clinton tarafından “kalıcı olarak” kapatıldı..

Ancak, sadece doğrulukta değil, aynı zamanda GPS kullanılabilirliğinde de büyük bir artış vaat eden yeni nesil uydular piyasaya sürüldü. GPS Bloğu III veya sadece GPS III olarak atanan bu 30 yeni uydudan oluşan paket, yaşlanan Blok II'lerin ve hali hazırda duran Blok I'lerin yerini alacak. Başlatılan 64 Blok I / II kuştan 33'ü operasyonel olmaya devam ediyor, en yaşlı olanı 23 yaşından büyük olan Navstar IIA-01..

Bu uyduların büyük bir gelişme olmasının sebepleri nedenlerden daha karmaşık “kilitlenmesi daha hızlı ve daha doğru”. İşte nedeni.

GPS nasıl çalışır?

GPS, tamamen yayın yapan bir sistem olarak çalışır; konumunuzu belirtmek için herhangi bir veri bağlantısı gerektirmez (çoğu uygulamanın bir veri bağlantısına ihtiyacı olsa da, GPS Uygulamanızın Veri Bağlantısının Hastalanması Çıkıyor? Deneyin 3 Güncelleme Çevrimdışı Haritalar [Android] GPS Uygulamanızın Veri Bağlantısının Çıkması 3 Güncellenmiş Çevrimdışı Haritalar [Android] Kısa süre önce, Chris Android'de mevcut en iyi çevrimdışı GPS uygulamalarından üçünü kapsıyordu. O zamandan beri, birçok diğer GPS uygulaması piyasaya sürüldü ya da büyük güncellemeler aldı. -yan). Telefonunuz veya SatNav, 12.500 mil uzaklıktaki uyduyla konuşmuyor, yalnızca belirli kodlar için belirli bir frekansı dinliyor.

Telefonunuz belirli bir kanalı dinler veya her uydu yayınında yörüngede yüzen kendi atomik saatine göre kendi kişisel zaman kodunu dinleyerek 'band' dinler. Ancak, her uydu sizden farklı bir mesafe olduğundan, bu "keneleri" aldığınızda, biraz senkronize edilmeyeceklerdir. GPS cihazınız daha sonra her bir akışı dahili bir saatle senkronize etmeye çalışır, böylece her uydunun konumunuzdan ne kadar uzakta olduğunu hesaplayabilir..

Demek X, Y, ve Z millerini üç uydudan uzaklaştırıyorsun. Bunlar, başınızın en az 12.500 mil üzerinde ve saatte 14.000 mil hızla seyahat ediyorlar ve nereye gittikleri ya da nereye gittikleri hakkında hiçbir fikriniz yok. Bu, her bir uydunun yayınladığı zaman kodunu ekleyene kadar kitlesel olarak yararlı değil..

Nerede olduğumu biliyorum ama neredesin?

Uydulardaki “kenelerin” nerelere dayandığını bulmak için, zaman kodunda zaten iletilen ve “Almanak” olarak adlandırılan fazladan bir bilgiye ihtiyacımız var. Bu, her bir uydudaki mevcut yörünge özellikleri hakkında bilgi içerir. Böylece, telefonunuz birkaç nanosaniye doğru olan zamana bağlı olarak küçük bir planetaryum oluşturur. Uyduların uzayda olduğu ve uydulara göre nerelerde bulunduğunuzu hesaplar GPS'in nasıl çalıştığını açıklar Modern video oyunları ve sıradan yaşamda GPS teknolojisinin çoğalması. Ben çocukken, kağıt haritalar ve haritacılık…. Boom. En yakın Starbucks 12,6 metre uzaklıktadır..

Şimdi ilginçleşiyor; bu sadece bir 'grup' veya kanal. Başlangıçta üç kanal vardı; iki Alma (L1 / L2) sırasıyla Alma ve Konumlandırma için kullanıldı. Bunlar tüketici uygulamalarında kullanıldı, ancak belirli bir şifreleme kodunuz varsa (genellikle Altın kod olarak adlandırılır), daha yüksek hassasiyete sahip olursunuz, yalnızca askeri sinyaller.

Son olarak, L3 bandı, dünyayı yüksek enerjili kızıl ötesi olaylar için izleyen ve çoğunlukla nükleer test yasağı anlaşmalarını uygulamak için kullanılan Nükleer Patlama Tespitleri için ayrılmıştır. Ancak, GPS standardının yeni sürümleri heyecan verici yeni özelliklerle geliyor.

What's New in GPS III?

Daha sonraki Block II ve yeni Block III sistemlerinde, mevcut bantların sayısı 5'e çıkarıldı. L4, araştırma bandı olarak kaldı; L5 ise, Yaşam Güvenliği'ni (SoL Verileri ve Pilot sinyalleri) içeriyor. Havacılık, denizcilik ve 'arama kurtarma' kullanıcıları için güvenilir GPS sürümü.

Yeni sistemlerde, bir Gold kodunu (CDMA) kullanarak aynı sinyalde veri üst üste bindirme yöntemi aynı zamanda iki çok güzel şeyi ayrı ayrı yapan sadece sivil ve askeri kanallar (sırasıyla L2C ve M-Code) için ekstra sinyaller üretmek için kullanılır..

L2C kodu 'tespit edilebilir' değerin 250 katıdır ('güçlü' ile aynı değildir) ve normalde sivil GPS tarafından kullanılandan farklı bir bantta çalışır. Artık iki gruba erişebileceğimiz için, atmosferik etkileşimi telafi etmek için onları gerçek zamanlı olarak karşılaştırabiliriz, yani tüketiciler nihayet güvenilir iç mekan konumlandırma alabilecekler (sebeple) .

M-Code, GPS'in çalışma şeklindeki yeni değişiklikleri doğrulayan büyük bilet kalemidir. Bu konuda iki büyük gelişme, yönlülük ve sıkışma önlemedir. Normal “bütün dünya yayın” sisteminden ziyade, yeni Blok III uyduları hem Tüm Dünya hem de Yönlü M-Kod antenlerine sahip olacak ve böylece ışınların konisi içinde (sadece) birkaç yüz kilometre olacak birliğe 100 kat daha kuvvetli alım yapacaklar. karşısında.

Bu güç pompasına bağlı olarak, M Kodu sinyalleri ayrıca yerel GPS reddetme sistemleriyle mücadele etmek ve birliklerin her zaman en iyi konum verilerine sahip olmalarını sağlamak için bir dizi hata düzeltme, sıkışma önleme, sahtekarlık önleme ve veri yayınlama tekniklerini içerecektir. hava durumu, konum veya düşmanın.

Bunun üzerine, yeni bir kit satın alırken gelen genel güncellemeler var; Daha hızlı Rubidyum saatler daha doğru zamanlama ve daha iyi alıcı konumlandırma sağlar. Bu arada, daha iyi güneş panelleri daha güçlü antenlere daha fazla güç sağlayacaktır; bu, alıcı uçta daha fazla güç anlamına gelir.

O zaman hükümetler işlere karıştığında olağan eklemeler yaptınız; NASA, yörüngelerin daha iyi yerden izlenmesini sağlamak için birkaç lazerli retro reflektöre (aynalar) bağlı kalmayı istedi ve Hava Kuvvetleri mevcut SoL veri kanallarının üstüne ilave Arama ve Kurtarma (SAR) yeteneği eklemek için lobi yapıyor. Bu, 37 ülkeyi kapsayan SAR sistemleri için küresel bir standardın bir parçasıdır ve yalnızca acil durum acil durum tespitini ve yerini değil, aynı zamanda alıcıya kısa mesajlar göndermeyi de sağlar.

Havada mı?

Bu gelişmelerden birçoğu yalnızca güncellenmiş uydulara değil, aynı zamanda daha önce adı verilen güncellenmiş Yer İstasyonlarına da dayanmaktadır. “Operasyonel Kontrol Bölümleri”(OCS). Bu yer istasyonları dünyadaki yerlerdir ve GPS ağı için yörünge yollarını, kapsama yoğunluğunu ve arama ve kurtarma / nükleer tespit kabiliyetlerini koordine etmenin yanı sıra bu sinir bozucu özel görelilik süresi genişlemesini periyodik olarak düzeltir. Bu yer istasyonlarının (OCX) yeni sürümleri, ABD ve Avrupa GNSS sistemleri arasında birlikte çalışabilirliği sağlamanın yanı sıra, bu gelişmelerin çoğunu mümkün kılıyor (PS, bu nedenle ABD’ye kıyasla Avrupa'da olursanız GPS emiyor; başımızın üstündeki kuşlar).

Maalesef GPS III’ün piyasaya sürülmesini engelleyen yeni sistemler tam olarak bu. Savunma müteahhidi Lockheed Martin uydulardan birincisini inşa etmek için sözleşme imzaladı, ancak Exelis'in yeni L2C yönetimi ve navigasyon bilgisayarları tarafından ertelendi; Raytheon, önemli bütçe aşımları yaşayan OCX’leri inşa etmek üzere sözleşme imzaladı..

Özet ve Spekülasyon

Yeni Blok III sisteminin, şu anda başlatılan Blok II'deki bitlerin bir kısmı da dahil olmak üzere faydaları şöyle özetlenebilir:

• Azalan Edinme Süresi
• Artan İç Mekan Alımı
• Artan Doğruluk ve Hareket hassasiyeti
• Geniş kapsama alanı
• Odaklanmış bir ışın kullanarak askeri dağıtım senaryoları için artan doğruluk
• Artırılmış Sıkışma Önleme yetenekleri (bunun hem Sivil hem de Askeri sinyaller için geçerli olup olmadığı açık değil, ancak iyimserim)
• Avrupa'nın GALILEO konumlandırma sistemi ile birlikte çalışabilirliğin arttırılması
• MH370'in kaybını önleyebilecek olan bazı mesajlaşma yetenekleriyle, Arama Kurtarma Merkezinde yanıt süresinde azalma ve daha iyi bir küresel kapsama alanı

Hem uydu sistemlerindeki hem de yer kontrol bölümlerindeki gecikmelerle, bu sistemlerin 2015 sonlarına / 2016 ortasına kadar son kullanıcı avantajlarını görmemiz pek mümkün değil. Ancak, bir kez gittiklerinde, önerilen bir ömre sahipler. 15 yıl, peki bundan sonra nereye gideceğiz?

ABD artık Küresel Navigasyon'daki tek oyuncu değil. Rusya 90'lı yılların ortasından beri GLONASS'a sahipti ve son 5 yılda hem Çin'in BeiDou'su hem de Avrupa'nın GALILEO sistemleri devreye girdi. Son fakat en az değil, Hindistan Bölgesel Navigasyon Uydu Sisteminin (IRNASS) önümüzdeki birkaç yıl içinde yayına girmesi planlanıyor..

Bunların hepsinin farklı bölgesel odakları var, bu yüzden büyük soru ilk önce kim işbirliği yapacak? Alıcı yapıcılar mı yoksa küresel hükümetler mi olacak? Yoksa her kıta için bir cep telefonu olması gereken küresel gezginlerin günlerine geri dönecek miyiz??

GPS’e yapılan yeni uzantılarla ABD, hem GPS’te hem de GALILEO’da Yaşam Güvenliği ile birlikte çalışabilirliği sağlayarak Rusya’da olduğu gibi Avrupa sistemiyle de çalışmaya istekli olduğunu gösterdi. Gökyüzü yoğunlaşıyor ve bu noktada gökyüzünde 'birine' yerleştirme sağlayan en az 120 uydu olacak. Her şey yolunda giderse, biz yoksul tüketiciler çoğumuzdan bile faydalanabilir, iç mekanlarda bile birkaç santim doğruluk elde edebiliriz. Bu, FAA'nın uçaklara (ipucu ve uçağı) hassas yaklaşma otopilotlarına olan gereksinimlerini karşılamanın yanı sıra, kendi kendini süren otomobiller için daha doğru şerit algılamayı mümkün kılan anlamına gelir. İşte Nasıl Sürücüsüz Otomobillerle Dolu Bir Dünyaya Gidiyoruz? Sürücüsüz Otomobillerle Dolu Bir Dünyaya Gidiyoruz Sürüş, sıkıcı, tehlikeli ve zorlu bir iştir. Bir gün Google’ın sürücüsüz otomobil teknolojisi ile otomatikleştirilebilir mi?? .

Bunu giyilebilir ürünlerdeki gelişmelere ekle 6 Gelecek Giyilebilir Cihazlar Karşılaştırıldı: Ne Sıcak ve Ne Değil 6 Gelecek Giyilebilir Cihazlar Ne Karşılaştı: Ne Sıcak ve Ne Değil Ne size piyasadaki ya da yakında piyasaya daha ilginç ve kullanışlı giyilebilir teknoloji cihazlarından altı tanesini sunuyorum girin. ve Nesnelerin İnterneti Nedir ve Geleceğimizi Nasıl Etkiler? [MakeUseOf'in Açıklaması] Şeylerin İnterneti Nedir ve Geleceğimizi Nasıl Etkiler? [MakeUseOf'un Açıklaması] Görünüşe göre her yerde ortaya çıkan ve ölen yeni kelimeler var. Bizi geçen gün ve "Nesnelerin İnterneti" sadece yeni çıkan fikirlerden biri oluyor… Cihazlar (bunun nedeni Korkutucu Şeylerin İnterneti En Büyük Güvenlik Kabusu Neden Şeylerin İnterneti En Büyük Neden? Güvenlik Kabusu Bir gün, bulut-etkin ev güvenlik sisteminizin ihlal edildiğini keşfetmek için işten eve gelirsiniz. Bu nasıl olabilir? Nesnelerin İnterneti (IoT) ile zor yoldan öğrenebilirsiniz. nerede olduklarını bilen ve birbirleriyle konuşabilecek küçük cihazların geleceğine bakıyor. Akıllı-Cüzdanlar, Sadece birisi evdeyken 'zil' duyan Akıllı Kapı Zilleri, anahtarlıklar, çantalar, cep telefonunuzla konuşabilecek ve birkaç santim doğrulukla nerede olduklarını söyleyebilecekleri (O zaman sonunda bulabilirim) anahtarlarımı bıraktığım yer…).

Bu, teknolojinin bizi nereye götüreceği konusundaki düşüncelerimin sadece bir kısmı, ama hikayen nedir? Konum farkında cihazlarla neler yapabilirsiniz? Korkmalı mıyız?

Her zaman olduğu gibi, biraz fazla kaymış olduğum herhangi bir soru ya da bir şey, yorumlarda sormak.

Resim kredisi: Tarih Faresi: Çöl Fırtınası Operasyonu - Kara Savaşı; DonkeyHotey tarafından İki parçadan oluşan Mashup, CC-SA-2.0, Kanada Arama ve Kurtarma Bmpower tarafından İngilizce Wikipedia'da yayımlandı (ve yeniden yayımlandı); Javiersanp tarafından Wikimedia Commons aracılığıyla Trilateration 2D (kendi çalışması GFDL veya CC-BY-SA-3.0-2.5-2.0-1.0), kamuya açık olarak GPS.gov aracılığıyla lisanslanan GPS Kontrol Segmenti Haritası; Kamu malı lisansı altında bulunan NASA Orbital Debris Program Ofisi'nden Debris-GEO1280, Wikimedia Commons aracılığıyla