GPS modülü konumlandırmasının prensibi, özellikleri ve uygulamaları

GPS modülü nedir?

GPS modülü bir GPS sinyali alıcısıdır. Kablosuz Bluetooth veya kablolu bağlantı yoluyla bir bilgisayara veya cep telefonuna bağlanabilir.Ve aldığı GPS sinyallerini işlem için bilgisayar veya cep telefonundaki GPS yazılımına aktarır.Genellikle bahsettiğimiz GPS konumlandırma modülü, kullanıcı parçası olarak adlandırılır. Uydu yayını C / A kod sinyalini, tıpkı bir "radio" gibi 1575.42 MHz frekansı ile alır ve demodüle eder.GPS modülü sinyal yayımlamaz ve pasif bir konumlandırma cihazıdır..
GPS modülünün uygulanmasının anahtarı seri iletişim protokolünün, yani modülün ilgili giriş ve çıkış protokol formatının formüle edilmesindedir.Genellikle veri türlerini ve bilgi biçimlerini içerir, bu veriler arasında ana olarak ikili bilgi ve NMEA (Ulusal Deniz Elektronik Derneği) veri bilgileri yer almaktadır.Bu iki tür bilgi, GPS alıcısı ile seri bağlantı noktası aracılığıyla iletişime geçebilir..
GPS modülü, her bir uydu ile sahte mesafeyi hesaplar ve alıcının dört parametresini elde etmek için mesafe kesişim yöntemini kullanır.Yükseklik ve zaman düzeltmesiBu yöntemin avantajı, hızlı nokta konumlandırma hızıdır, ancak hata büyüktür.Buna 3 boyutlu konumlandırma denir.3 uydu ile 2 boyutlu konumlandırma yapılabilir ama doğruluğu iyi değil.GPS modülü, seri iletişim portu aracılığıyla NMEA formatında konumlandırma bilgileri ve yardımcı bilgileri sürekli olarak çıkarır, alıcı tarafından seçilebilir ve uygulanabilir.

GPS modülü konumlandırma prensibi
24 GPS uydusu, Dünya'yı 12.000 kilometre yükseklikte çevreliyor ve her 12 saatte bir bir yörüngesini tamamlıyor.Bu, yeryüzündeki herhangi bir noktanın herhangi bir zamanda aynı anda 4'ten fazla uyduyu gözlemlemesini sağlar..
Uydunun konumu GPS gözlemlerinde tam olarak bilindiği için,Uydudan alıcıya olan mesafe, üç boyutlu koordinat sistemindeki mesafe formülünü kullanarak hesaplanabilir.Üç uydu yardımıyla, gözlem noktasının konumu (X, Y, Z) için çözmek için üç denklem oluşturabilirsiniz.Uydunun saati ile alıcının saati arasındaki hatayı göz önünde bulundurarak, aslında dört bilinmeyen var: X, Y, Z ve saat farkı. Bu nedenle, çözümü için dört denklem oluşturmak için dördüncü bir uydu getirilmesi gerekir, böylece boylam elde edilir,gözlem noktasının enlem ve yüksekliği.
Bu noktada alıcı, yıldız takımyıldızlarının dağılımına göre uyduları birkaç gruba ayırabilir.Her bir grup dört uydudan oluşur.Ardından, algoritmalar aracılığıyla, konumlandırma için en küçük hataya sahip grubu seçebilir ve böylece doğruluğu artırabilir.
Uydu yörüngesindeki ve saatindeki hatalar, troposferin ve iyonosferin sinyale etkisi nedeniyle, sivil GPS'in konumlandırma doğruluğu sadece 10 metre.Konumlama doğruluğunu artırmak içinGPS gözlemleri için bir referans istasyonu (DGPS istasyonu) oluşturulur.Bilinen referans istasyonunun kesin koordinatlarının kullanılması ve gözlem değerleriyle karşılaştırılması, bir düzeltme faktörü elde edilir ve halka açıklanır. Alıcı bu düzeltme faktörünü aldıktan sonra, kendi gözlem değerleriyle karşılaştırır ve hataların çoğunu ortadan kaldırır.ve daha doğru bir konum eldeDeneyler, DGPS kullanarak konumlandırma doğruluğunun 5 metreye kadar iyileştirilebileceğini göstermektedir.