Обзор системы GPS Navstar

GPS – это непрерывно функционирующая всепогодная радиосистема космического базирования, предназначенная для навигации, определения местоположения и передачи сигналов времени и обеспечивающая чрезвычайно точное определение пространственного местоположения и информацию о скорости с точной привязкой к единому времени для пользователей, имеющих соответствующее оборудование и находящихся в любой точке на поверхности Земли или около нее.

Система работает по принципу пассивной триангуляции. Сегодня модулями GPS оборудованы практически все модели сотовых телефонов и смартфонов, а также планшетные компьтеры, и iPhone. Оборудование пользователя GPS сначала выполняет измерение псевдодальности до четырех спутников, рассчитывает их позиции и синхронизует их сигналы времени с GPS с помощью полученных эфемерид и параметров коррекции времени. (Измерения называются "псевдо", поскольку они выполняются по неточным часам пользователя и содержат постоянную ошибку смещения вследствие смещения часов пользователя относительно времени GPS.)

Затем оборудование определяет пространственное местоположение пользователя в геоцентрической неподвижной относительно Земли декартовой системе координат (ECEF) – Всемирной геодезической системе 1984 года (WGS 84) и смещение пользовательских часов относительно времени GPS путем вычисления совместного решения четырех уравнений дальности.

Аналогично, пространственная скорость пользователя и величина поправки часов могут определяться путем решения четырех уравнений скорости изменения дальности по измерениям скорости изменения псевдодальности до четырех спутников.

Для гражданских пользователей GPS обеспечивает службу стандартного определения местоположения (SPS).

Система состоит из трех основных сегментов: космического сегмента, сегмента управления и пользовательского сегмента. Ниже описаны основные функции каждого сегмента.