Ülemaailmne satelliitnavigatsioonisüsteem

GPS-satelliidid tiirlevad kuuel orbitaaltasandil, igal tasandil neli satelliiti

Ülemaailmne satelliitnavigatsioonisüsteem ehk globaalne satelliitnavigatsioonisüsteem ehk GNSS (lühend ingliskeelsest väljendist global navigation satellite system) on üle maailma asukohamääramist ja navigatsiooni võimaldav sidesatelliitide süsteem.

2017. aasta seisuga on üleilmselt kasutusel kaks satelliitnavigatsioonisüsteemi:

Globaalse tähtsusega süsteemidest on arendusjärgus:

Nii Hiina kui ka Euroopa süsteem peaks üleilmselt täielikult töövalmis saama 2020. aasta paiku.


Asukoha määramise põhimõte

Vastuvõtukoht on kolme kerapinna lõikepunktis

Satelliitnavigatsioonisüsteem kasutab asukoha määramiseks Maa tehiskaaslaste – satelliitide – kodeeritud signaale. Süsteemi satelliidid saadavad aatomkella järgi fikseeritud hetkedel välja oma asukoha geograafiliste koordinaatide andmeid. Vastuvõtuseade teeb vähemalt kolmelt või neljalt satelliidilt vastuvõetud signaalide järgi kindlaks aatomkellade ja oma kella ajavahed, arvutab nende järgi satelliitide kaugused vastuvõtukohast (lähtudes elektromagnetlainete levikiirusest 299 792 458 m/s) ning seejärel arvutab mitme satelliidi asukoha koordinaatide ja kauguste erinevuste põhjal oma geograafilised koordinaadid ja kõrguse (maapinnast). Vastuvõtuseadme kell pole piisavalt täpne, seepärast on satelliitidelt vaja ka ajasignaale, mille abil täpsustatakse vastuvõtja kellaaega. Kõigi nende signaalide järgi määrab vastuvõtuseade asukoha täpsusega kuni 1 meeter (sõjaliseks otstarbeks – mõni sentimeeter). Täpsus oleneb ka satelliitide arvust, mida GPS-seade parajasti „näeb“ ning millise nurga all nad vastuvõtja suhtes paiknevad; korraga võetakse vastu signaale 5–12 satelliidilt.

Professionaalseks ja sõjaliseks otstarbeks kasutavad riigid mitmeid süsteemitäiustusi. DGPS (Differential Global Positioning System) saavutab asukoha määramise suure täpsuse sel teel, et teeb kindlaks erinevuse (diferentsi) spetsiaalse maajaama tegeliku asukoha ja samas asuva GPS-vastuvõtja määratud asukoha vahel, mille põhjal korrigeerib selle maajaama piirkonnas asuvate DGPS-vastuvõtjate mõõtetulemusi. Seda erinevust asukohaandmete vahel põhjustab peamiselt asjaolu, et raadiolainete tegelik levikiirus erineb arvutuslikust mitmesuguste atmosfäärinähtuste tõttu.

Euroopa süsteem EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) kasutab GPSi korrigeerimissignaali saamiseks maajaama asemel geostatsionaarset satelliiti. Korrigeerimissatelliite kasutab ka USA süsteem WAAS (Wide Area Augmentation System), Jaapani MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System) ja India GAGAN (GPS-Aided Geo-Augmented Navigation).

Satelliitsidesüsteem vajab lisaks satelliitidele maapealseid jälgimis- ja juhtimisjaamu, mis jooksvalt (reaalajas) määravad kindlaks satelliitide paiknemise ja edastavad neile asukohta korrigeerivaid andmed.

Satelliitnavigatsioonisüsteemide parameetrid

Parameeter, meetodGPSGlonassGalileoCompass
RiikUSAVenemaaEuroopa LiitHiina
Väljatöötamise algus1973197620011983
Käikulaskmise algus22.02.197812.10.198228.12.200530.10.2000
Satelliitide arv (reservis)24 (3)24 (3)27 (3)30 (5)
Orbitaaltasandite arv6333
Ringorbiidi kõrgus, km201832322421528
Inklinatsioon, °~55 (63)64,8±0,356~55
Tiirlemisperiood~11 h 58 min11 h 15 min 44 ± 5 s14 h 4 min 42 s12 h 53 min 24 s
Signaali kodeerimise meetodCDMAFDMA (edaspidi CDMA)CDMACDMA
Raadiosignaalide kandesagedused, MHz L1=1575,42; L2=1227,60; L5=1176,45 L1=1602,5625…1615,5; L2=1246,4375…1256,5; L3=207,2420...1201,7430 E1=1575,42 (L1); E5A=1176,46 (L5); E5B=1207,14; E6=12787,75 B1=1575,42 (L1); B2=1191,79 (E5); B3=1268,52
Diferentsiaalkorrektsiooni süsteemWAASСДКМEGNOSSNAS

Vaata ka

Viited

Välislingid