Sistema di posizionamento globale
Sistema di posizionamento globale (GPS)è un sistema di navigazione basato su satellite. Ha creato la rivoluzione nella navigazione e nella localizzazione della posizione. Viene utilizzato principalmente nelle applicazioni di posizionamento, navigazione, monitoraggio e rilevamento.
Il sindaco advantagesdella navigazione satellitare sono il posizionamento in tempo reale e la sincronizzazione temporale. Ecco perché i sistemi di navigazione satellitare sono diventati parte integrante nella maggior parte delle applicazioni, dove la mobilità è il parametro chiave.
Un segmento spaziale GPS operativo completo contiene ventiquattro satelliti in MEO. Questi satelliti sono suddivisi in sei gruppi in modo che ogni gruppo contenga quattro satelliti. Il gruppo di quattro satelliti è chiamato come unoconstellation. Ogni due costellazioni adiacenti sono separate da 60 gradi di longitudine.
Il orbital period di ogni satellite è approssimativamente uguale a twelve hours. Quindi, tutti i satelliti ruotano intorno alla terra due volte ogni giorno. In qualsiasi momento, i ricevitori GPS riceveranno i segnali da almeno quattro satelliti.
Codici e servizi GPS
Ogni satellite GPS trasmette due segnali, L1 and L2 sono di frequenze diverse. Trilaterationè un metodo semplice per trovare la posizione (latitudine, longitudine, elevazione) del ricevitore GPS. Utilizzando questo metodo, la posizione di un punto sconosciuto può essere misurata da tre punti noti
Codici GPS
Di seguito sono riportati i due tipi di codici GPS.
- Codice di acquisizione grossolana o codice C / A
- Codice preciso o codice P.
Il segnale L 1 è modulato con una sequenza di bit pseudo casuale di 1.023 Mbps. Questo codice è chiamato codice di acquisizione grossolana oC/A code ed è utilizzato dal pubblico.
Il segnale L 2 è modulato con una sequenza di bit pseudo casuale di 10,23 Mbps. Questo codice è chiamato come codice preciso oP codeed è utilizzato nei sistemi di posizionamento militare. Generalmente, questo codice P viene trasmesso in un formato crittografato e viene chiamato comeY code
Il codice P offre una migliore precisione di misurazione rispetto al codice C / A, poiché il bit rate del codice P è maggiore del bit rate del codice C / A.
Servizi GPS
Di seguito sono riportati i due tipi di servizi forniti dal GPS.
- Servizio di posizionamento preciso (PPS)
- Servizio di posizionamento standard (SPS)
PPS receiverstenere traccia sia del codice C / A che del codice P su due segnali, L 1 e L 2 . Il codice Y viene decrittografato sul ricevitore per ottenere il codice P.
SPS receiverstenere traccia del solo codice C / A sul segnale, L 1 .
Ricevitore GPS
Esiste solo una trasmissione unidirezionale dal satellite agli utenti nel sistema GPS. Quindi, il singolo utente non ha bisogno del trasmettitore, ma solo aGPS receiver. Viene utilizzato principalmente per trovare la posizione precisa di un oggetto. Svolge questa operazione utilizzando i segnali ricevuti dai satelliti.
Il block diagram del ricevitore GPS è mostrato nella figura sottostante.
Di seguito viene menzionata la funzione di ogni blocco presente nel ricevitore GPS.
Receiving Antennariceve i segnali satellitari. È principalmente un'antenna polarizzata circolarmente.
Low Noise Amplifier (LNA) amplifica il debole segnale ricevuto
Down converter converte la frequenza del segnale ricevuto in un segnale a frequenza intermedia (IF).
IF Amplifier amplifica il segnale a frequenza intermedia (IF).
ADCesegue la conversione del segnale analogico, che si ottiene dall'amplificatore IF al digitale. Supponiamo che i blocchi di campionamento e quantizzazione siano presenti anche in ADC (convertitore da analogico a digitale).
DSP (Digital Signal Processor) genera il codice C / A.
Microprocessoresegue il calcolo della posizione e fornisce i segnali di temporizzazione per controllare il funzionamento di altri blocchi digitali. Invia le informazioni utili all'unità Display per visualizzarle sullo schermo.