Идеи GPS-навигации. Определение положения спутника в космическом пространстве.

До сих пор во всех наших рассуждениях мы принимали, что знаем точно, где в космическом пространстве находятся спутники и, исходя из этого, можем вычислить наше местоположение по их координатам и рас­стояниям до них. Но как узнать, где в космическом пространстве распо­лагается нечто, двигающееся с большой скоростью и удаленное от нас на расстояние в 18000 км?

 

Англичане говорят: «Кому на месте не сидится, тот добра не нажи­вает». Для высоколетящего спутника 18000-километровая высота являет­ся настоящим приобретением. Все на такой высоте находится полностью вне земной атмосферы. А это означает, что полет по орбите вокруг Зем­ли будет описываться очень простой математикой. Подобно Луне, кото­рая надежно вращается вокруг нашей старой планеты миллионы лет без каких-либо значительных изменений в периоде обращения, спутники GPS совершают такое же очень предсказуемое орбитальное движение вокруг Земли.

 

Орбиты известны заранее, а приемники имеют «альманах», разме­щаемый в памяти их компьютеров, из которого известно, где будет нахо­диться каждый спутник в любой момент времени.

 

Чтобы сделать систему более совершенной движение спутников GPS находится под постоянным контролем специальных наземных станций слежения. Обращаясь вокруг планеты один раз за 12 часов, спут­ники GPS проходят над контрольными станциями дважды в сутки. Это дает возможность точно измерять их высоту, положение и скорость.

 

После того, как станции определили параметры движения спут­ника, они передают эту информацию обратно на спутник, заменяя ею в памяти бортового компьютера прежнюю.

 

Далее эти небольшие поправки вместе с дальномерными кодовы­ми сигналами будут непрерывно передаваться спутником на Землю.

 

Спутники GPS передают не только псевдослучайный дальномерный код, но также и информационные сообщения о своем точном поло­жении на орбите и о состоянии своих бортовых систем.

 

Все виды приемников GPS используют эту информацию вместе с информацией, заключенной в альманахе, для того, чтобы установить точное положение каждого спутника в космическом пространстве.

 

Таким образом:

◆ Для вычисления своих координат нам необходимо знать как расстояния до спутников, так и местонахождение каждого в космическом пространстве.

◆ Спутники GPS движутся настолько высоко, что их орбиты очень стабильны и их можно прогнозировать с большой точностью.

◆ Станции слежения постоянно измеряют незначительные изменения в орбитах, и данные об этих изменениях передаются со спутников.