GNSS a GPS pracují ruku v ruce na zlepšení přesnosti a efektivity.
Dnešní navigační systém se stal nezbytnou součástí života každého člověka. Tyto technologie jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích k dosažení přesnějších údajů.
Moderní navigační technologie nejen ideálně pomáhá při měření vzdáleností a úhlů, ale také tato měření výlučně využívá v různých průmyslových odvětvích.
Odvětví mapování a geodézie patří mezi první, kdo používá technologii GPS, která je přesnější, rychlejší a vyžaduje méně lidských zdrojů.
Pozemní řízení a drony jsou často používány společnostmi provádějícími zemní práce, aby nasměrovaly pracoviště k vyšší efektivitě a produktivitě.
Přestože byla družicová navigace původně používána pro vojenské aplikace, případy použití těchto technologií v současnosti nabyly větších rozměrů. Zahrnuje soukromý a veřejný sektor napříč různými segmenty trhu, jako je stavebnictví, věda a další.
Většina z vás možná zná GPS. Při prozkoumávání neznámého místa vám to může významně zabrat. GNSS je však méně používaný termín.
V tomto článku vás seznámím s GNSS a prozkoumám rozdíly mezi GPS a GNSS. Nakonec probereme, co je pro váš případ použití flexibilnější, spolehlivější a přesnější.
Tady jsme!
Table of Contents
Co je GNSS?
GNSS znamená Global Navigation Satellite System, ve kterém různé země provozují mnoho satelitů. To se provádí za účelem poskytování signálů z vesmíru a přenosu časových a polohových dat do přijímačů GNSS umístěných na Zemi. Přijímače dále používají tato data k určení vaší přesné polohy.
Vícenásobné satelity obíhající kolem Země jsou známé jako souhvězdí; proto GNSS také odkazuje na konstelaci satelitů. Může být použit v dopravě, vesmírných stanicích, železnici, hromadné dopravě, silnici, námořní dopravě, letectví atd.
Navigace, určování polohy a načasování jsou zásadní v geodézii, nouzové reakci, těžbě, přesném zemědělství, financích, vymáhání práva, vědeckém výzkumu, telekomunikacích a dalších. Výkon GNSS lze zlepšit pomocí regionálních rozšiřujících systémů založených na satelitech, jako je evropská překryvná služba geostacionární navigace (EGNOS).
Příklady GNSS: americký NAVSTAR GPS, evropský Galileo, čínský navigační družicový systém BeiDou a ruský Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS).
EGNOS pomáhá zlepšit spolehlivost a přesnost informací GPS tím, že poskytuje data o integritě signálů a opravuje chyby měření signálu. Skutečný výkon se posuzuje podle čtyř hlavních kritérií:
- Přesnost: Je to rozdíl mezi naměřenou rychlostí, časem nebo polohou a skutečnou rychlostí, časem nebo polohou.
- Kontinuita: Označuje, zda systém funguje bez přerušení.
- Integrita: Schopnost systému nabídnout práh spolehlivosti v polohovacích datech a alarmech je v tomto kontextu integrita.
- Dostupnost: Procento času, který signál potřebuje ke splnění kritérií přesnosti, kontinuity a integrity, je v tomto kontextu „dostupnost“.
Technologie GNSS potřebuje alespoň čtyři satelity pro výpočet vaší polohy pomocí komplikovaných trilateračních výpočtů. Satelity ve vesmíru dnes definují tři segmenty.
Tyto jsou považovány za důležité součásti technologie GNSS:
- Vesmírný segment: Vesmírný segment definuje souhvězdí obíhající mezi 20 000 až 37 000 km nad zemským povrchem.
- Řídicí segment: Řídicí segment je síť stanic pro nahrávání dat, monitorovacích stanic a hlavních řídicích stanic umístěných po celém světě.
- Uživatelský segment: Uživatelský segment popisuje zařízení, které přijímá signály ze satelitu a vydává polohu na základě orbitální polohy satelitů a času.
Co je GPS?
Global Positioning System (GPS) je radionavigační systém používaný ve vzduchu, na zemi a na moři k určení přesné polohy, rychlosti, času a dalších bez ohledu na povětrnostní podmínky.
GPS byl poprvé vyvinut v roce 1978 jako prototyp ministerstvem obrany USA. Plně funkční se stal v roce 1993 s celou konstelací 24 satelitů.
GPS je ve vlastnictví vlády Spojených států a je provozován US Space Force. S GPS mají prospěch nejen vojenští činitelé, ale také komerční nebo civilní uživatelé po celém světě. Ačkoli USA vytvořily a řídí GPS, je přístupné každému s přijímačem GPS.
GPS je typ technologie GNSS, která poskytuje časová a geolokační data přijímači GPS. Nevyžaduje žádného uživatele, aby přenášel data, ale funguje flexibilně na jakémkoli zařízení s dobrým připojením k internetu.
V technologii je prosazování nových konceptů primární prioritou pro každého. Technologické nároky na stávající systém tedy vedou k modernizaci GPS. Implementuje operační řídicí systém nové generace a družice GPS bloku IIIA.
GPS se skládá ze tří částí – satelitů, přijímačů a pozemních stanic. Pojďme si projít funkce každého z nich:
- Satelity: Působí jako hvězdy v souhvězdích a vysílá signály.
- Pozemní stanice: Používá radar k zajištění toho, aby satelity byly v pozici, kterou si myslíme, že jsou.
- Přijímač: Je to zařízení, které můžete najít ve svém telefonu, autě atd., které vždy vyhledává signály ze satelitů. Navíc určuje, jak daleko jste od místa, o kterém chcete vědět.
GNSS vs. GPS: Funguje
Jak funguje GNSS?
GNSS se liší designem a stářím, ale provoz je stejný. Satelit vysílá dvě vlny v pásmu L, tj. L1 a L2. Tyto nosné vlny přenášejí data ze satelitu na Zemi.
GNSS přijímače se skládají ze dvou částí – jedna je anténa a druhá je procesní jednotka. Princip fungování obou jednotek je jednoduchý. Anténa přijímá signály ze satelitů, zatímco procesorová jednotka snímá signály. Potřebuje alespoň čtyři satelity, aby shromáždil přesné informace pro určení polohy.
Družice GNSS obíhají Zemi každých 11 hodin, 58 minut a 2 sekundy. Každý satelit je schopen vysílat kódované signály, které obsahují stabilní časovou značku a podrobnosti o oběžné dráze. Signály obsahují informace, které přijímač potřebuje k výpočtu polohy satelitů a odpovídajícímu nastavení pro přesné určení polohy.
Přijímač vypočítá časový rozdíl mezi časem příjmu signálu a vysíláním, aby vypočítal přesnou vzdálenost. Poskytuje výsledky ve formě výšky, zeměpisné délky a zeměpisné šířky.
Jak funguje GPS?
GPS funguje prostřednictvím trilaterační techniky, která shromažďuje signály ze satelitů a poskytuje uživateli výstupní informace o poloze. Satelity obíhající kolem Země vysílají signály, které mají být přečteny a interpretovány zařízením čitelným GPS umístěným blízko nebo na povrchu Země.
Pro přesnou polohu musí zařízení GPS číst signály alespoň ze čtyř satelitů. Každý satelit oběhne Zemi dvakrát denně a vysílá jedinečný signál, čas a orbitální parametry.
Protože zařízení GPS poskytuje informace o vzdálenosti od satelitu, nebude jediný satelit schopen poskytnout přesnou polohu.
Stejně jako konstelace GNSS i GPS zahrnuje tři segmenty: prostor, ovládání a uživatele.
- Vesmírný segment: Vesmírný segment se skládá z více než 30 satelitů na oběžné dráze, které provozují americké vesmírné síly. Tyto satelity mohou vysílat rádiové signály pro monitorování a řízení stanic na Zemi.
- Řídicí segment: Řídicí segment GPS zahrnuje zálohování, několik monitorovacích stanic, vyhrazené pozemní antény a hlavní řízení po celém světě. To zajišťuje, že satelity GPS fungují dobře a obíhají ve správné poloze.
- Uživatelský segment: Uživatelský segment označuje každého, kdo spoléhá na GPS satelity pro měření polohy, navigace a času.
GNSS vs GPS: Výhody a omezení
Výhody GNSS
Nyní známe pojem GNSS, který zahrnuje tři nebo více satelitů z různých zemí, abychom vám poskytli správné a přesné informace. Zde jsou některé z výhod GNSS:
- Všechny globální navigační systémy jsou dostupné každou chvíli. Pokud jeden nefunguje kvůli atmosférickým podmínkám, jiný pomůže stejným způsobem. GNSS tedy poskytuje větší dostupnost a přístup k signálům pro přijímače.
- Získáte přesná časová data, která se dále používají k vývoji vysoce přesné sítě IoT.
- Vzhledem k tomu, že se jedná o konstelaci satelitů, vylepšuje navigační řešení a vylepšuje TTFF, což znamená Time to First Fix.
- Doručením přesnosti polohy do vašeho zařízení šetří peníze a čas.
- Získáte nepřetržitou konektivitu v každé lokalitě, jako jsou rozlehlé lesy, jeskyně, hustě obydlená místa atd.
- GNSS přijímače automaticky odstraní vadný satelit z navigačního seznamu, aby vám poskytly nejlepší řešení.
Omezení GNSS
Níže jsou uvedena některá omezení GNSS:
- Rozšířené systémy jsou potřeba pokaždé, když používáte systémy GNSS pro podporu přesných přiblížení.
- Vertikální přesnost je více než 10 metrů.
- Rozšířené systémy jsou nasazeny tak, aby splňovaly požadavky na dostupnost, přesnost, kontinuitu a integritu.
- Ovlivňuje provozovatele letadel, piloty, letové provozní služby, regulační personál atd.
- Bezpečnost navigace závisí na přesnosti databází.
Výhody GPS
- Použití je přímočaré
- Nízké náklady
- 100% pokrytí Země
- Díky své přesnosti můžete ušetřit palivo
- Pomocí technologie GPS můžete najít blízké hotely, čerpací stanice, obchody atd.
- Je snadné jej integrovat do vašich zařízení
- Poskytuje vám pevný sledovací systém
Omezení GPS
- GPS čip vybíjí veškerou baterii ve vašem zařízení.
- Neproniká pevnými stěnami. To znamená, že uživatelé nemohou používat technologii uvnitř nebo pod vodou.
- Přesnost závisí na kvalitě signálu satelitu.
- Poloha se mění, když je počet satelitů omezen.
- Během geomagnetických bouří nebo jiných atmosférických podmínek nebudete mít přístup k lokalitě.
- Zeměměřické zařízení potřebuje jasný výhled na oblohu, aby mohlo přijímat signály.
- Někdy vám nepřesnost může ukázat další neplatný způsob nebo umístění.
GNSS vs. GPS: Aplikace
Aplikace GNSS
Technologie GNSS byla poprvé vyvinuta ve 20. století na pomoc vojenskému personálu. Postupem času si tato technologie najde cestu k mnoha aplikacím:
- Během výroby jsou automobily vybaveny GNSS, které zobrazují pohyblivé mapy, polohu, směr, rychlost, blízké restaurace a další.
- Letecké navigační systémy využívají zobrazení pohyblivé mapy. Je také propojen s autopilotem pro navigaci po trase.
- Lodě a čluny používají GNSS k lokalizaci oceánů, moří a jezer. Používá se také v člunech pro samořídící zařízení.
- Těžká technika používaná ve stavebnictví, přesném zemědělství, těžbě apod. využívá k vedení strojů technologii GNSS.
- Cyklisté používají GNSS při cestování a závodech.
- Horolezci, běžní chodci a turisté používají tuto technologii ke zjištění své polohy.
- Technologie GNSS je dostupná i pro zrakově postižené.
- Kosmické lodě používají tuto technologii jako navigační nástroj.
Aplikace GPS
GPS má mnoho aplikací po celém světě. Pojďme zjistit některé z nich.
- Letecký průmysl používá GPS k tomu, aby cestujícím a pilotům poskytoval informace o poloze letadla v reálném čase.
- Námořní průmysl poskytuje kapitánům lodí přesné navigační aplikace.
- Zemědělci používají na svých zemědělských zařízeních přijímače GPS.
- Zeměměřictví
- Válečný
- Finanční služby
- Telekomunikace
- Vedení těžkých vozidel
- Sociální aktivity
- Lokalizace pozic
- Blízká místa
- Hledání pokladu
- Sólové cesty
A tak dále.
GNSS vs GPS: Rozdíly
Všichni víme o GPS jako o nástroji, který pomáhá najít jakoukoli polohu, restauraci, adresu a další. Můžete dokonce sdílet svou aktuální nebo živou polohu s ostatními. Prostřednictvím GPS můžeme přistupovat k místům, ale při jakémkoli rušení signálu se nebudete moci dostat k poloze nebo informacím.
GNSS je termín s podobnými operacemi jako GPS, ale s flexibilnějším a spolehlivějším přístupem k místům i při rušení. Zahrnuje GPS, Baidu, Galileo, GLONASS a další konstelační systémy. Proto je označován jako International Multi-Constellation Satellite System. Můžete říci, že GNSS používá k navigaci přesné polohy více satelitů GPS z různých zemí.
Pojďme se hlouběji ponořit do hlavních rozdílů mezi technologiemi na základě některých aspektů.
KritériaGNSSGPSOrbital AltitudeIt kombinuje orbitální výšku různých satelitů, jako je 19 100 km pro GLONASS a 20 200 pro GPS. Satelity GPS létají nad zemským povrchem ve výšce 20 200 km nebo 10 900 námořních mil s periodou 12 hodin Přesnost. Výsledek získáte s přesností na úrovni centimetru nebo milimetru. Poskytuje méně přesné informace, protože může kolísat v důsledku atmosférických podmínek, blokování signálu atd. Zaznamenává svou přesnost na vzdálenost 4,9 m až 16 stop. Systémy Origin CountryGNSS zahrnují GPS od USA, GLONASS z Ruska, Galileo z Evropy a BeiDou z Číny Jedná se o typ systému GNSS, který byl vyvinut v USA. SatelityMá 31 satelitů z GPS, 24 z GLONASS, 26 z Galilea a 48 z BeiDouMá 21 satelitů v orbitPeriodObdobí různých navigačních systémů je:
GLONASS: 11 hodin a 16 minut
Galileo: 14 hodin a 5 minut
Beidou: 12 hodin a 38 minut
NAVIC: 23 hodin a 56 minut Létá po kruhových drahách s periodou 12 hodin nebo dvakrát denněStavStav každého navigačního systému se liší, například GLONASS je funkční, BeiDou má 22 operačních satelitů a další.Stav GPS je funkční SignalThe výkonová úroveň GNSS je 125 dBm a liší se podle satelitů z různých zemí. Síla signálu je konstantní na 125 dBm.
GNSS poskytuje přesnější data, protože kombinuje přicházející informace z různých satelitů různých zemí. Na druhou stranu je GPS specifickým poskytovatelem dat kontrolovaným a spravovaným vládou USA.
Závěr
GPS je typ GNSS, který byl prvním globálním navigačním satelitním systémem. Obecně se GPS často používá k popisu satelitního navigačního systému. Oba jsou stejní, pokud jde o jejich operace, ale liší se ve svém pracovním stylu.
GNSS a GPS se používají v mnoha oblastech, kde potřebujete přesné a nepřetržité dostupné informace o čase a poloze, jako je doprava, námořní navigace, mobilní komunikace, zemědělství, atletika a mnoho dalších.
Také by vás mohlo zajímat nejlepší software pro změnu polohy GPS pro zařízení iOS.