Zasada, cechy i zastosowania układu pozycjonowania modułu GPS

Co to jest moduł GPS?

Moduł GPS jest odbiornikiem sygnału GPS. Może być podłączony do komputera lub telefonu komórkowego za pośrednictwem bezprzewodowego Bluetooth lub połączenia przewodowego,i przesyła otrzymane sygnały GPS do oprogramowania GPS w komputerze lub telefonie komórkowym do przetwarzaniaModuł pozycjonowania GPS, który często nazywamy częścią użytkownika, przyjmuje i demoduluje sygnał sygnału C/A satelitarnego o częstotliwości 1575,42 MHz, podobnie jak "radio".Moduł GPS nie nadaje sygnałów i jest pasywnym urządzeniem pozycjonowania.
Kluczem do zastosowania modułu GPS jest opracowanie protokołu komunikacji seryjnej, tj. odpowiedniego formatu protokołu wejściowego i wyjściowego modułu.Obejmuje głównie rodzaje danych i formaty informacji, wśród których rodzaje danych obejmują głównie informacje binarne i informacje dotyczące danych NMEA (National Marine Electronics Association).Te dwa rodzaje informacji mogą być komunikowane z odbiornikiem GPS za pośrednictwem portu seryjnego.
Moduł GPS oblicza pseudo-odległość od każdego satelity i wykorzystuje metodę przecięcia odległości do uzyskania czterech parametrów odbiornika, mianowicie długości geograficznej, szerokości geograficznej,korekta wysokości i czasuZaletą tej metody jest jej szybka prędkość pozycjonowania punktu, ale błąd jest duży.który nazywa się pozycjonowanie 3DDzięki trzem satelitom, można uzyskać pozycjonowanie 2D, ale dokładność nie jest dobra.Moduł GPS nieprzerwanie przesyła informacje o pozycjonowaniu i informacje pomocnicze w formacie NMEA za pośrednictwem seryjnego portu łączności, które mogą być wybrane i stosowane przez odbiorcę.

Zasada pozycjonowania modułu GPS
24 satelity GPS krążą wokół Ziemi na wysokości 12 000 kilometrów, ukończając jedną orbitę co 12 godzin.Dzięki temu każdy punkt na ziemi może jednocześnie obserwować więcej niż 4 satelity..
Ponieważ pozycja satelity jest dokładnie znana, w obserwacjach GPS,odległość od satelity do odbiornika można obliczyć za pomocą formuły odległości w trójwymiarowym systemie współrzędnychZa pomocą trzech satelitów można stworzyć trzy równania do rozwiązania pozycji punktu obserwacji (X, Y, Z).Biorąc pod uwagę błąd między zegarem satelitarnym a zegarem odbiornika, istnieją w rzeczywistości cztery nieznane: X, Y, Z i różnica czasu.szerokość geograficzną i wysokość punktu obserwacyjnego.
W tym momencie odbiornik może podzielić satelity na kilka grup w zależności od ich rozmieszczenia konstelacji.każda grupa składająca się z czterech satelitówNastępnie, za pomocą algorytmów, może wybrać grupę z najmniejszym błędem pozycjonowania, zwiększając w ten sposób dokładność.
Ze względu na błędy w orbicie i zegarze satelity, a także wpływ troposfery i jonosfery na sygnał, dokładność pozycjonowania cywilnego GPS wynosi tylko 10 metrów.Aby poprawić dokładność pozycjonowaniaW tym celu ustanowiono stację odniesienia (stację DGPS) do obserwacji GPS.Wykorzystanie precyzyjnych współrzędnych znanej stacji odniesienia i porównanie ich z wartościami obserwacjiPo otrzymaniu tego współczynnika korygującego odbiornik porównuje go ze swoimi własnymi wartościami obserwacji, eliminując większość błędów,i uzyskanie dokładniejszej pozycjiEksperymenty pokazują, że przy użyciu DGPS dokładność pozycjonowania może zostać zwiększona do 5 metrów.