Prinsip, karakteristik, dan aplikasi dari posisi modul GPS

Apa itu modul GPS?

Modul GPS adalah penerima sinyal GPS. Ini dapat dihubungkan ke komputer atau ponsel melalui koneksi nirkabel Bluetooth atau kabel,dan mengirimkan sinyal GPS yang diterima ke perangkat lunak GPS di komputer atau ponsel untuk diproses. Modul posisi GPS yang sering kita sebut disebut bagian pengguna. Ini menerima dan demodulasi sinyal kode siaran C / A satelit, dengan frekuensi 1575.42 MHz, seperti "radio".Modul GPS tidak menyiarkan sinyal dan merupakan perangkat penentuan posisi pasif.
Kunci aplikasi modul GPS terletak pada perumusan protokol komunikasi serial, yaitu format protokol input dan output yang relevan dari modul.Ini terutama mencakup jenis data dan format informasi, di antaranya jenis data terutama termasuk informasi biner dan informasi data NMEA (National Marine Electronics Association).Kedua jenis informasi ini dapat dikomunikasikan dengan penerima GPS melalui port serial.
Modul GPS menghitung jarak palsu dengan setiap satelit dan menggunakan metode perpotongan jarak untuk mendapatkan empat parameter penerima, yaitu bujur, lintang,Koreksi ketinggian dan waktuKeuntungan dari metode ini adalah kecepatan posisi titik cepat, tetapi kesalahan yang besar. untuk modul posisi awal, setidaknya 4 satelit perlu terlibat dalam perhitungan,yang disebut penentuan posisi 3DDengan 3 satelit, posisi 2D dapat dicapai, tapi akurasi tidak baik.Modul GPS terus-menerus output informasi posisi dan informasi bantu dalam format NMEA melalui port komunikasi serial, yang dapat dipilih dan diterapkan oleh penerima.

Prinsip posisi modul GPS
24 satelit GPS mengorbit Bumi pada ketinggian 12.000 kilometer, menyelesaikan satu orbit setiap 12 jam.Hal ini memungkinkan setiap titik di tanah untuk secara bersamaan mengamati lebih dari 4 satelit pada waktu tertentu.
Karena posisi satelit diketahui dengan tepat, dalam pengamatan GPS,jarak dari satelit ke penerima dapat dihitung dengan menggunakan rumus jarak dalam sistem koordinat tiga dimensiDengan bantuan tiga satelit, tiga persamaan dapat dibentuk untuk memecahkan posisi titik pengamatan (X, Y, Z).Mempertimbangkan kesalahan antara jam satelit dan jam penerima, sebenarnya ada empat yang tidak diketahui: X, Y, Z dan perbedaan jam. Oleh karena itu, satelit keempat perlu diperkenalkan untuk membentuk empat persamaan untuk solusi, sehingga mendapatkan garis bujur,garis lintang dan ketinggian titik pengamatan.
Pada titik ini penerima dapat membagi satelit menjadi beberapa kelompok sesuai dengan distribusi konstelasi mereka,dengan setiap kelompok terdiri dari empat satelitKemudian, melalui algoritma, dapat memilih kelompok dengan kesalahan terkecil untuk posisi, sehingga meningkatkan akurasi.
Karena kesalahan dalam orbit dan jam satelit, serta pengaruh troposfer dan ionosfer pada sinyal, akurasi penentuan posisi GPS sipil hanya 10 meter.Untuk meningkatkan akurasi posisi, teknologi GPS diferensial (DGPS) umumnya diadopsi.Menggunakan koordinat yang tepat dari stasiun referensi yang diketahui dan membandingkannya dengan nilai pengamatanSetelah penerima menerima faktor koreksi ini, ia membandingkannya dengan nilai pengamatan sendiri, menghilangkan sebagian besar kesalahan,dan mendapatkan posisi yang lebih akuratEksperimen menunjukkan bahwa menggunakan DGPS, akurasi posisi dapat ditingkatkan menjadi 5 meter.