Определяне на позицията на спътник в космическото пространство

Досега във всичките си разсъждения ние изхождахме от факта, че знаем точно къде се намират спътниците в космоса и въз основа на това можем да изчислим нашето местоположение от техните координати и обхвати до тях. Но как да разберете къде точно в космоса се намира нещо на разстояние от 20 000 километра?

"Който не седи, той няма да направи добро." Това е старата английска поговорка. Но за високолетящ сателит надморска височина от 20 000 километра е истинско предимство. Всичко на тази надморска височина е напълно извън земната атмосфера. А това означава, че полетът в орбита около Земята ще се описва с прости математически зависимости. Подобно на Луната, която се върти около нашата стара планета в продължение на милиони години без забележими промени в орбитата и периода на въртене, GPS сателитите извършват същото, доста предсказуемо, орбитално движение около Земята.

Сателитите са разположени много точно в орбитите си в съответствие с генералния план за разполагане на системата и тъй като на височина 20 000 километра няма атмосферно спиране, те остават на тях за дълго време. Орбитите са предварително известни, а всеки приемник съдържа в паметта на компютъра си "алманах", т.е. един вид постоянно актуализирана директория, от която можете да видите къде ще бъде всеки сателит във всеки един момент.

Всички сателити са под постоянен контрол

По-нататък. Оригиналният математически модел за орбитите би бил достатъчно добър сам по себе си, но за да бъде перфектен, движението на GPS сателитите е поставено под постоянен контрол на специалисти от Министерството на отбраната на САЩ.

По същата причина GPS сателитите не се поставят в геостационарни орбити като телевизионните сателити.Обръщайки се около планетата веднъж на всеки 12 часа, GPS сателитите преминават над контролните станции два пъти на ден. Това дава възможност за точно измерване на тяхната позиция, височина и скорост. Отклоненията от теоретичните орбити, които контролните станции откриват, се наричат "ефемеридни грешки". Те обикновено са много леки и се причиняват от такива явления като гравитационното привличане на Луната и Слънцето и натиска на слънчевата светлина върху сателита. След като една от станциите за проследяване определи позицията на сателита и изчисли корекциите на неговата орбита, тази актуализирана информация се предава обратно на сателита, замествайки предишната информация в паметта на неговия бордови компютър. През цялото следващо време тези корекции, заедно със сигналите за код за обхват, ще бъдат непрекъснато предавани от всеки сателит към Земята.

По този начин всеки GPS сателит непрекъснато предава не само своите индивидуални кодове за обхват (публичен граждански C/A-код и защитен военен P-код, вижте по-долу), но също така и съобщения за неговата точно прогнозирана позиция в орбита, за движението на други GPS сателити (алманаси), за състоянието на техните бордови системи и много друга служебна информация.

Тези съобщения се използват от всички видове GPS приемници.

GPS сателити

Име: NAVSTAR
Разработчик: Rockwell International
Височина на орбита: 20 000 километра
Тегло: 860 килограма
Размери: 5,2 метра с дистанционни соларни панели
Период на обръщане: 12 часа
Орбитален наклон: 55 градуса
Ресурс в орбита: 7,5 години
Общ състав на съзвездието: 24 сателита

ТАКА:

За изчисляване на координатите на място на Земятанеобходимо е да се знаят както разстоянията до спътниците, така и местоположението на всеки от тях в космоса.
GPS сателитите пътуват толкова високо, че техните орбити могат да бъдат предвидени с голяма точност.
Станциите за проследяване на Министерството на отбраната редовно откриват дори най-малките промени в орбитите и данните за тези промени се предават от сателити.

От Уикипедия, свободната енциклопедия