Ինչ է GPS-ը: Ինչո՞ւ է դա մեզ պետք: Ո՞րն է տարբերությունը տարբեր նավիգացիոն համակարգերի միջև: Ամեն ինչի մասին մենք կխոսենք այս հոդվածում:
Ներկայումս GPS-ը մեզ թվում է առօրյա, ծանոթ բան, որի մասին բոլորը լսել են, և նրանցից շատերն օգտագործում են իրենց առօրյա կյանքում: Սա այն գործիքներից մեկն է, որը մենք օգտագործում ենք մեր սարքերում: Միևնույն ժամանակ, մենք չենք էլ մտածում, թե ինչպես է այն աշխատում, որտեղից է այն եկել, որքան ժամանակ, ջանք և գումար պետք է ներդրվեր այս համակարգի ստեղծման համար։ Այսօր GPS ազդանշանի ընդունիչներն ունեն ոչ միայն նավիգատորներ, հեռախոսներ, սմարթֆոններ, պլանշետներ, մեքենաներ, բայց նույնիսկ ֆիթնես ապարանջաններ և «խելացի» ժամացույցներ, դրանց տվյալները օգտագործվում են արդյունաբերության, սիրողական և պրոֆեսիոնալ սպորտի, ռալիի և մրցարշավի, և իհարկե ռազմական արդյունաբերության մեջ։ Եկեք ավելի սերտ նայենք տարբեր նավիգացիոն համակարգերին:
Ի՞նչ է արբանյակային նավիգացիան:
Արբանյակային նավիգացիան կամ Գլոբալ նավիգացիոն արբանյակային համակարգը արբանյակների համակարգ է, որը փոխանցում է տվյալներ գլոբալ դիրքավորման և ճշգրիտ ժամանակի վերաբերյալ: Տեղեկատվություն փոխանցելու համար օգտագործվում են որոշակի հաճախականությունների ռադիոալիքներ: Նման տվյալներ ստանալուց հետո ստացողը հաշվարկում է դրանք և ցուցադրում մեր գտնվելու վայրի կոորդինատները, այսինքն՝ երկայնությունը, լայնությունը և ծովի մակարդակից բարձրությունը։
Բացի հիմնական համակարգերից (GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo), տիեզերքում կան նաև օժանդակ համակարգեր։ Սրանք այսպես կոչված արբանյակային ուղղիչ համակարգեր են (SBAS), ինչպիսիք են Global Omnistar-ը և StarFire-ը, որոնք օգտագործվում են գյուղատնտեսության մեջ:
Մեր վերևում կան նաև տարածաշրջանային աջակցության համակարգեր, ինչպիսիք են WAAS-ը ԱՄՆ-ում, EGNOS-ը ԵՄ-ում, MSAC-ը Ճապոնիայում և GAGAN-ը Հնդկաստանում, որոնք հոգ են տանում տվյալների ճշգրտման մասին երկրագնդի փոքր տարածքներում: Այս ամենը ապահովվում է հողային բաղադրիչներով, որոնց մասին մենք կխոսենք ավելի ուշ: Համակարգում շատ սահմանումներ կան, բայց մենք չենք մանրամասնի։
Կարդացեք նաև. 2021 թվականի ամենակարևոր և հետաքրքիր տիեզերական առաքելությունները
Արբանյակային նավիգացիայի տեսակները
GPS-ը ներկայումս միակ հասանելի արբանյակային նավիգացիոն համակարգը չէ: Մի քանի տեսակի արբանյակներ թռչում են մեր գլխավերևում, որոնք պատասխանատու են սարքերի աշխարհագրական դիրքի համար, որոնք մենք պահում ենք մեր գրպաններում, կրում ենք դաստակներին կամ օգտագործում նավիգատորներում: Ինչու՞ կան մի քանի համակարգեր և ոչ մեկը: Վստահ եմ, որ այս հարցը տվել են միջին օգտագործողների մեծ մասը։ Փաստն այն է, որ ի սկզբանե GPS համակարգը ստեղծվել է ռազմական կարիքների համար, և զինվորականները դեռ վերահսկում են այն։ Սա նշանակում է, որ նրանք վերահսկում են բոլորի դիրքավորումը և աշխարհում ամենուր։ Իհարկե, այս դիրքորոշումը դուր չեկավ շատերին, ոչ միայն հակառակորդներին, այլ նույնիսկ ընկերներին։ Ուստի համաշխարհային լուրջ խաղացողները որոշեցին զարգացնել իրենց նավիգացիոն համակարգերը, որպեսզի իրենց բանակը վերահսկողություն ունենա դրանց վրա։ Շուտով աշխարհում հայտնվեցին GPS անալոգներ, որոնք մրցում էին միմյանց հետ շուկայում լավագույնի և ամենաճշգրիտի կոչման համար։ Մեզ՝ սովորական օգտատերերի համար սա միայն առավելություն է։ Այսպիսով, եկեք փորձենք զբաղվել յուրաքանչյուր համակարգի հետ առանձին:
Ամերիկյան GPS
Սա առաջին նավիգացիոն համակարգն է, որը մենք օգտագործում ենք ամենից հաճախ: Երբ մենք մտածում ենք արբանյակային նավիգացիայի մասին, մենք սովորաբար օգտագործում ենք GPS տերմինը: Ամերիկյան համակարգը սկզբում կոչվում էր NAVigation Signal Timing And Ranging Global Positioning System, կամ կարճ՝ NAVSTAR-GPS:
GPS-ը գտնվում է ԱՄՆ զինված ուժերի, ավելի ճիշտ՝ ԱՄՆ տիեզերական ուժերի ձեռքում։ Բոլոր սարքերը պատշաճ շահագործման համար ստուգվում են Space Delta 8-ի կողմից, որը տեղակայված է Կոլորադո Սփրինգսի մոտ գտնվող Շրայվեր ռազմաօդային բազայում և գործում է որպես GPS գլխավոր գրասենյակի մաս:
Քաղաքացիական ծրագրերը ռազմական հավելվածներին միայն աննշան լրացում են, որոնց համար դասավորությունը և դիրքավորման ամենաբարձր ճշգրտությունը առաջնահերթություն են: Քաղաքացիական օգտատերերը ստանում են փոքր-ինչ կրճատված տարբերակ, բայց այն դեռ բավական լավ է: Մեզ պետք չէ մի քանի տասնյակ սանտիմետր ճշգրտություն՝ մեքենա վարելու կամ վազելու համար, սակայն անհրաժեշտ է գնալով ավելի մեծ ճշգրտություն, օրինակ՝ նավարկությունում, քարտեզագրության մեջ, գյուղատնտեսության մեջ՝ դաշտերը վերահսկելու համար, տրանսպորտային ընկերություններում՝ տրանսպորտային միջոցներին հետևելու համար և շատ այլ ոլորտներ: Ուստի զարմանալի չէ, որ GPS համակարգը անընդհատ փոխվում է, արբանյակների օպտիմալացում է տեղի ունենում։
Օգտագործման ընթացքում համակարգը փոփոխության է ենթարկվել և դեռ արդիականացվում է, ժամանակ առ ժամանակ ցանց են ներմուծվում ավելի մեծ հնարավորություններով արբանյակներ, իսկ նախկինում օգտագործված հները ժամանակի ընթացքում ոչնչացվում են։ Դրանց մեծ մասն այրվում է մթնոլորտում, իսկ երբեմն բեկորները խորտակվում են Խաղաղ օվկիանոսում:
GPS համակարգի լիարժեք պատրաստվածությունը ձեռք բերվեց 1993 թվականին, երբ ուղեծիր դուրս բերվեցին անհրաժեշտ թվով արբանյակներ։ Սակայն դեռ 1983 թվականին Ռոնալդ Ռեյգանի վարչակազմը հաստատել է համակարգի քաղաքացիական օգտագործման թույլտվությունը։ Դա տեղի է ունեցել այն բանից հետո, երբ ԽՍՀՄ-ը խոցել է կորեական քաղաքացիական ինքնաթիռը, որը սխալմամբ խախտել է խորհրդային օդային տարածքը։ Սակայն սկզբնական շրջանում խաղաղ բնակչության համար համակարգի ճշգրտությունը սահմանափակվում էր 100 մետրով։ Բայց նույնիսկ սա բավական էր այն ժամանակ հետագա աղետներից խուսափելու համար։
Տիեզերքից GPS համակարգի շահագործումը լրացուցիչ ապահովվում է WAAS (Wide Area Augmentation System) արբանյակներով, որոնք ապահովում են տվյալների անհրաժեշտ ուղղումը համակարգի ճշգրտությունը բարձրացնելու համար։ Նրանք գտնվում են Հյուսիսային Ամերիկայում (և մասամբ Հարավային Ամերիկայում) և գտնվում են FAA-ի (Դաշնային ավիացիոն վարչություն) խնամքի ներքո: WAAS-ը նախատեսված է աջակցելու քաղաքացիական արբանյակային նավիգացիոն հավելվածներին:
Ռուսական GLONASS
GLONASS-ը գլոբալ նավիգացիոն արբանյակային համակարգի հապավումն է, որն աշխատում է ամերիկյան GPS-ի նման: GLONASS-ը բաղկացած է 24 ակտիվ արբանյակներից, որոնք գտնվում են Երկրից մոտավորապես 19 կիլոմետր բարձրության վրա, իսկ արբանյակի ուղեծրը տևում է 100 ժամ 11 րոպե։ Համակարգի փորձարկումը սկսվել է 15 թվականին, այսինքն՝ դեռ ԽՍՀՄ-ում։ Այն իսկապես ստեղծվել է որպես արձագանք ամերիկյան զարգացումներին, որոնք մեզ մոտ առավել հայտնի են որպես «Աստղային պատերազմներ»։ Խորհրդային Միությունը ոչ մի բանով չէր ուզում զիջել ԱՄՆ-ին, բայց «Պերեստրոյկան, գլասնոստը, աքսելերացիան» արեցին իրենց գործը։ Աշխատանքները հիմնականում կրճատվել են ֆինանսական միջոցների սղության պատճառով։ Թեեւ, ինչպես հետագայում պարզվեց, ամեն ինչ չէ, որ փակված էր։ Ամերիկացիների համար իսկապես անակնկալ էր, երբ 1982 թվականին պաշտոնապես հայտարարվեց, որ GLONASS համակարգը պատրաստ է շահագործման։ 1993 թվականին ռուսներին հաջողվեց ուղեծիր դուրս բերել 1995 արբանյակներից բաղկացած մի ամբողջ համաստեղություն։
Բայց ի սկզբանե ամեն ինչ այնքան էլ լավ չէր։ 2002-ականների Ելցինի դարաշրջանը նույնպես ազդեց տիեզերական ծրագրերի վրա: Ֆինանսավորում չկար, ոչ ոքի չէր հետաքրքրում տիեզերական և արբանյակային նավիգացիան։ Արդյունքում 7 թվականին դեռ գործում էին ընդամենը 2002 արբանյակներ։ Սակայն ռուսները գործի անցան և 2011-XNUMX թվականների վերականգնման ծրագրի շրջանակներում շահագործման հանձնեցին կատարելագործված GLONASS-K արբանյակները, ինչպես նաև ուղեկցող ժամանակակից ցամաքային կառավարման համակարգերը։
Արդիականացման հաջորդ փուլում՝ 2012-2020 թվականներին, հիմնական ուշադրությունը դարձվեց ՊՆՏ-ի հատկությունների բարելավմանը (տեղորոշում, նավիգացիա և համաժամացում)՝ պետության անվտանգությունը և նրա պաշտպանական և քաղաքացիական համակարգերի հնարավորությունները բարձրացնելու նպատակով: Ներկայումս աշխատանքներ են տարվում հաջորդ սերնդի արբանյակների վրա, որոնք հայտնի են որպես GLONASS-K2:
Չինական BeiDou
Չինաստանը սկսել է արբանյակային նավիգացիոն համակարգ մշակել 2000-րդ դարի վերջին։ 1 թվականին նրանց հաջողվեց փակել BDS-1-ի զարգացման առաջին փուլը, որն ավելի հայտնի է որպես նավիգացիոն արբանյակային համակարգ BeiDou-2։ Այս նախագծի շրջանակներում Չինաստանին և մոտակա արտասահմանյան երկրներին տրամադրվել են տեղորոշման համակարգեր։ Հաջորդ քայլը BDS-2020-ն էր՝ արբանյակային ցանցով, որն ապահովում էր Ասիա-խաղաղօվկիանոսյան տարածաշրջանի ծածկույթը: 3 թվականին, որպես BDS-XNUMX նախագծի մի մաս, BeiDou համակարգը գործարկվեց ամբողջ աշխարհում:
Ներկայումս ուղեծրում կա 35 արբանյակ, և ընդհանուր առմամբ ծրագիրն արդեն իրականացրել է 59 արձակում օգտակար բեռներով, որոնք ուղեծիր են հանում BeiDou համակարգի հաջորդ սերունդներին։ Չինաստանի իշխանությունների տվյալներով՝ BDS-400 ծրագրի ստեղծմանը մասնակցել են ավելի քան 300 գործակալություններ և 000 գիտնականներ ու տեխնիկներ։ Արբանյակների վերջին համաստեղությանն աջակցելու համար ստեղծվել են ավելի քան 3 վերգետնյա կայաններ՝ համակարգի ճիշտ աշխատանքը վերահսկելու համար: Համակարգի համաշխարհային հասանելիությունը գնահատվում է 40%, իսկ առանցքային Ասիա-Խաղաղօվկիանոսյան տարածաշրջանի համար այն էլ ավելի բարձր է, այսինքն՝ այնտեղ գրեթե անթերի է աշխատում։ Նաև չինացիները մեծ ջանքեր գործադրեցին համակարգի ճշգրտությունը բարելավելու համար:
BeiDou-ն նաև թույլ է տալիս կարճ տեքստային հաղորդագրություններ՝ մինչև 14 բիթ (000 չինական նիշ): Այս արժեքը կարող է ներառել նաև լուսանկարներ կամ ձայնագրություններ:
Ինչպես արբանյակային նավիգացիոն համակարգերի այլ զարգացումների դեպքում, տեղական օգտատերերը վճարում են ծառայության համար, սակայն արդյունքներն իսկապես տպավորիչ են:
Կարդացեք նաև. Չինաստանը նույնպես ցանկանում է տիեզերք ուսումնասիրել: Այսպիսով, ինչպես են նրանք անում:
Եվրոպական Գալիլեո
Ո՞րն է Galileo համակարգի ամենամեծ առավելությունը: Ի տարբերություն GPS-ի և GLONASS-ի, այն մնում է քաղաքացիական ձեռքերում և չի պատկանում որևէ կոնկրետ կառավարության, ինչպես դա տեղի է ունենում կոմունիստական Չինաստանում: Համակարգը կառուցվել է միայն քաղաքացիական շուկայի համար, և, հետևաբար, բնակչության կարիքները, ի վերջո, ազդում են դրա զարգացման վրա: Ճիշտ է, Galileo-ն թարմ օդի շունչ է ռազմականացված դիրքավորման համակարգերում: Մինչ այժմ Galileo ծրագիրը կատարել է 28 արձակում և ուղեծիր դուրս բերել 30 արբանյակ: Ներկայումս համակարգն օգտագործում է արբանյակների ամբողջական համաստեղություն, սակայն ոչ բոլոր սարքերն են միշտ հասանելի, և դրանցից ոմանք դեռ սպասում են իրենց հերթին պահեստներում:
Վերգետնյա սպասարկման հատվածը գտնվում է երկու կենտրոնում՝ Գերմանիայում՝ Oberpfaffenhofen-ում և Իտալիայում՝ Fucino-ում: Բացի այդ, համակարգը ներառում է մոնիտորինգի սենսորների, չափման և տվյալների փոխանցման կայանների համաշխարհային ցանց:
Շնորհիվ այն բանի, որ այս բոլոր համակարգերի ուղեծրերը գնալով հագեցած են դառնում, Գալիլեոյի արբանյակները գտնվում են մի փոքր ավելի բարձր՝ 23 կիլոմետր բարձրության վրա (ամենացածրը՝ GLONASS-ը, այնուհետև GPS-ը, չինական BeiDou-ն և Գալիլեոյի բուրգի գագաթին։ ) Մոտավորապես 222 ժամ է պահանջվում, որպեսզի յուրաքանչյուր արբանյակ ամբողջությամբ պտտվի երկրի շուրջը: Երկրի վրա գտնվող վայրերի մեծ մասի համար 14-ից 6 Galileo արբանյակները միշտ հասանելի են, ինչը նշանակում է շատ բարձր ճշգրտություն, որը շատ իրավիճակներում չափվում է սանտիմետրերով, այլ ոչ թե մետրերով:
Galileo-ն համատեղելի է GPS համակարգի հետ, որն էլ ավելի է բարելավում չափումների ճշգրտությունը, և դրա շահագործումն աջակցվում է նաև EGNOS համակարգով (Եվրոպական երկրաստացիոն նավիգացիոն ծառայություն), որը բաղկացած է վերգետնյա բաղադրիչներից և արբանյակներից, որոնք պատասխանատու են արբանյակային նավիգացիոն համակարգերի աշխատանքի և ճշգրտության բարելավման համար։ .
Ճապոնական MICHIBIKI (Michibiki)
Սեփական տարածքում նավիգացիայի ճշգրտությունն ապահովելու համար Ճապոնիան ստեղծեց արբանյակների փոքր համաստեղություն, որը կոչվում է Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) կամ Michibiki: Լեռնային կամ խիստ ուրբանիզացված տարածքներում միայն GPS-ը հաճախ անբավարար է՝ չափազանց շատ խոչընդոտների պատճառով: 4 թվականի նոյեմբերից գործող 2018 արբանյակները վերացնում են այս խնդիրը։ Նրանցից երեքը դեռ գտնվում են Ասիայի և Օվկիանիայի տարածաշրջանում։ 2024 թվականին նախատեսվում է հասնել 7 միավորից բաղկացած արբանյակային համաստեղության։ Սա էլ ավելի կբարելավի համակարգի ընդհանուր արդյունավետությունը և կդարձնի այն անկախ GPS-ից: Այսպիսով, Ճապոնիան իր տարածքում լիարժեք ինքնավարություն կապահովի։
Չնայած իր փոքր չափերին՝ համեմատած այլ համակարգերի հետ, QZSS-ը բավարարում է ճապոնական բնակչության բոլոր ակնկալիքները և լրացուցիչ աջակցում է բեռնափոխադրումներ բոլոր այն երկրներում, որոնք գտնվում են Ճապոնիայի տարածքով անցնող միջօրեականների վրա:
Բացի այդ, Ճապոնիան ունի նաև GPS/Michibiki ճշգրիտ աջակցության համակարգ, որը կոչվում է MTSAT Satellite Augmentation System (MSAS): Այն բաղկացած է 2 արբանյակներից, որոնք, ի թիվս այլ բաների, տրամադրում են եղանակային տվյալներ։
NavIC (Նավիգացիա հնդկական համաստեղությամբ) GPS-ի հնդկական անալոգն է, որը նաև կոչվում է Հնդկական տարածաշրջանային նավիգացիոն արբանյակային համակարգ (IRNSS): Համակարգն իր բոլոր հնարավորություններին հասնելուց հետո իր գործառնությամբ նման կլինի ճապոնականին։ Ներկայումս ուղեծրում կան 7 արբանյակներ, որոնք ապահովում են դիրքավորումը Հնդկաստանում և երկրի սահմաններից մինչև 1500 կիլոմետր հեռավորության վրա։ Համակարգը կախված չէ GPS-ից:
NavIC-ին աջակցում է GAGAN-ը (Geosynchronous Augmented Navigation System with GPS), որը բաղկացած է երեք լրացուցիչ արբանյակներից և վերգետնյա ենթակառուցվածքից: Ծառայության մեջ մտնելով՝ EGNOS և MSAS համակարգերի միջև առկա բացը կամրջվեց՝ հետագայում բարձրացնելով քաղաքացիական ավիացիայի անվտանգության մակարդակը:
Համաշխարհային օգնության համակարգեր
Առանձին համակարգերը նկարագրելիս մենք նշեցինք նաև տարածաշրջանային աջակցության համակարգերը: Այնուամենայնիվ, արբանյակային նավիգացիայի գործարկումը տարածաշրջանային սահմաններից դուրս կարող է նաև աջակցել գլոբալ օգնության համակարգերին: Ներկայումս նրանցից երկուսը կարելի է առանձնացնել. Սրանք Omnistar-ն ու StarFire-ն են: Երկուսն էլ ունեն արբանյակային նավիգացիայի աջակցություն, որը հիմնականում օգտագործվում է ժամանակակից ճշգրիտ գյուղատնտեսության կարիքների համար: Դրանց օգտագործման համար անհրաժեշտ են հատուկ ընդունիչներ, որոնց շնորհիվ ֆերմերը, շարժվելով իր դաշտերով, կարող է աշխատել մինչև 5-10 սանտիմետր ճշգրտությամբ (գրանցման աջակցության համակարգերը տալիս են 1-2 սանտիմետր ճշգրտություն): Նման ճշգրիտ դիրքավորումը տրամադրվում է որպես ծառայություն և պահանջում է լրացուցիչ վճարներ, որոնք ուղղակիորեն վճարվում են համակարգի տվյալների առաքման համար:
Ծառայությունը հիմնված է Դիֆերենցիալ գլոբալ դիրքավորման համակարգի (DGPS) վրա և հանգում է բազային ընդունիչի օգտագործմանը, որը գտնվում է նշված վայրում: Մեքենայի վրա գտնվող ընդունիչը, արբանյակային ազդանշանից բացի, ուղղումներ է ստանում նաև ստացիոնար բազային ընդունիչից։
Omnistar-ը անկախ ընկերություն է, և դրա հաղորդիչները կարելի է ձեռք բերել տարբեր մեքենաների համար, մինչդեռ StarFire համակարգը գյուղատնտեսական սարքավորումներ արտադրող John Deere-ից է, որն առաջարկում է ներկառուցված կամ արտաքին համակարգեր, որոնք ճշգրիտ են ±3 սմ և աշխատում են GPS-ի և GLONASS-ի հետ:
Ինչպե՞ս է աշխատում GPS-ը:
Այս բաժնում մենք նկարագրելու ենք GPS-ի աշխատանքը՝ օգտագործելով բնօրինակը, այսինքն՝ ամերիկյան տարբերակը, քանի որ ներկայումս մենք ունենք դրա վերաբերյալ ամենաշատ հասանելի տվյալները: Մյուսները նույն կերպ են աշխատում:
GPS արբանյակների համաստեղություն
Ամբողջ աշխարհում պատշաճ շահագործման համար անհրաժեշտ է արբանյակների բավականին խիտ ցանց: 24 արբանյակներից բաղկացած համաստեղության դեպքում մենք կարող ենք վստահ լինել, որ Երկրի ցանկացած ժամանակ և ցանկացած կետում մենք գտնվում ենք դրանցից չորսի միջակայքում: Ամերիկացիները, ընդհանուր առմամբ, խոստանում էին, որ առնվազն 24-ը հասանելի կլինի ժամանակի 95%-ում: Ներկայումս համակարգին աջակցում են 31 արբանյակներ։ Երկիրը բաժանված է 6 հավասար գոտիների, որոնց միջով շարժվում են արբանյակները, և նրանցից յուրաքանչյուրն ունի 4 դաշտ՝ ծածկելու համար։
2011 թվականի հունիսին գործարկվեց Expendable 24 կոչվող փոփոխությունը: 24 արբանյակներից երեքը, հետևաբար նրանց կողմից վերահսկվող դաշտերը, ուժեղացվեցին լրացուցիչ արբանյակով, որպեսզի ստանանք ազդանշանների ավելի արագ ստացում և ավելի լավ ճշգրտություն բարդ տեղանքի պայմաններում: Որոշ փոփոխություններ են կատարվել նաև 27 արբանյակներից բաղկացած ամբողջ ցանցը հնարավորինս արդյունավետ դարձնելու համար:
GPS արբանյակները շարժվում են կանխատեսելի MEO (Mean Earth Orbit) ուղեծրով մոտավորապես 20 կմ բարձրության վրա, այնպես որ դուք միշտ գիտեք, թե որտեղ են դրանք: Բացի այդ, նրանց դիրքը ստուգվում է ռադիոաստղադիտակների միջոցով։ Վերգետնյա կառավարման ցանցը բաղկացած է հիմնական կառավարման կենտրոնից, պահեստային կառավարման կենտրոնից, 200 հրամանատարակառավարման ալեհավաքից և 11 դիտակայանից, ուստի արբանյակների դիրքը միշտ հայտնի է: Երկրի շուրջ յուրաքանչյուր արբանյակի մեկ պտույտը տևում է 16 ժամ։
Ինչպե՞ս է այդ ամենն աշխատում գործնականում:
Ուղեծրող արբանյակն անընդհատ փոխանցում է ռադիոազդանշաններ, որոնք ընդունվում են մեր սարքավորումներով, որոնք ունեն համապատասխան ընդունիչներ: Յուրաքանչյուր արբանյակ հաղորդում է իր դիրքը և փոխանցման ժամանակը: Հավելյալ իմանալով, թե որքան արագ են անցնում ռադիոալիքները, մենք կարող ենք հաշվարկել այս արբանյակից հեռավորությունը: Եթե մենք լրացուցիչ տվյալներ ստանանք ևս երեք արբանյակներից և ներբեռնենք տվյալներ միանգամից չորսից, սարքը կհաշվարկի մեր գտնվելու վայրը բոլոր արբանյակներից ստացվող տվյալների խաչմերուկում:
Որպեսզի գործերը սահուն և ճշգրիտ աշխատեն, մեզ դեռ անհրաժեշտ են ազդանշանի ուղարկման ժամանակի ճշգրիտ չափումներ: Ինչպե՞ս դա ստացվեց: Արբանյակներից յուրաքանչյուրը կրում է ատոմային ժամացույց՝ մարդու կողմից երբևէ հայտնագործված ամենաճշգրիտ ժամանակաչափը: Ո՞րն է նման ժամացույցի ճշգրտությունը: Ժամանակը չափվում է վայրկյանի ամենամոտ միլիոներորդական չափով:
Ստացող սարքն օգտագործում է այս բոլոր տվյալները՝ արդյունավետորեն հաշվարկելու մեր դիրքը: Բայց ամբողջ համակարգը պետք է հաշվի առնի նաև այնպիսի հարցեր, ինչպիսին է հարաբերականության հատուկ տեսությունը, որը գրել է մի ջենթլմեն, որը լայնորեն հայտնի է Ալբերտ Էյնշտեյն անունով։ Որքան հեռու է օբյեկտը ձգողականության աղբյուրից, այնքան ժամանակն ավելի արագ է անցնում նրա վրա, ուստի անհրաժեշտ է վերահաշվարկել յուրաքանչյուր արբանյակի վրա։ Մի խոսքով, ամեն ինչ բավականին բարդ է, բայց բարեբախտաբար, մենք տարիներ շարունակ օգտագործում ենք այս համակարգը և պարզել ենք, որ այն աշխատում է և բավականին լավ է աշխատում:
Իհարկե, համակարգի բնականոն աշխատանքի համար անհրաժեշտ է բարձր որակավորում ունեցող անձնակազմի մասնակցություն, որի պատրաստվածության մակարդակը կարելի է համեմատել Տիեզերական թռիչքների կառավարման կենտրոնների մակարդակի հետ։
GPS՝ միլիարդավոր ծրագրի ծախսեր
Արբանյակը ուղեծիր դուրս գալուց հետո այնտեղ ընդմիշտ չի աշխատի։ Ավելի հին տարբերակներն ունեն 7,5 տարի կյանքի ցիկլ, ավելի նոր տարբերակները՝ 12 տարի, իսկ վերջին GPS III/IIIF համակարգը, ակնկալվում է, որ ուղեծրում կմնա 15 տարի (համակարգի ամերիկյան տարբերակի տվյալները): Այս ժամանակից հետո ապարատը պետք է փոխարինվի, ուստի ստերիլ պայմաններում պետք է նոր նմուշ կառուցվի, և միայն դրանից հետո արվեստի այս գործը կարող է ուղեծիր դուրս գալ:
Տիեզերքում սարքավորումներից բացի, կա նաև գետնի վրա մոնիտորինգի սարքավորումներ և բարձր պատրաստվածություն ունեցող անձնակազմ, որը պատասխանատու է համակարգը վերահսկելու համար: Շարունակվում են նաև վերգետնյա բաղադրիչի բարելավման աշխատանքները՝ այժմ հիմնական ուշադրությունը նոր սերնդի Օպերատիվ կառավարման համակարգի (OCX) և հարակից ենթահամակարգերի վրա: Փոփոխությունները կատարվում են աստիճանաբար, որպեսզի չխաթարվի ամբողջ GPS համակարգի աշխատանքը։
Մոտ 1,7 միլիարդ դոլար (2020 ֆինանսական տարի) ծախսվում է ամբողջ համակարգի աջակցության համար։ 2021 ֆինանսական տարվա համար մշակողները ԱՄՆ Կոնգրեսից 1,8 միլիարդ դոլար են խնդրել GPS համակարգի պահպանման ծախսերի համար։ Ուստի նման գումարների դեպքում միայն ամենամեծ երկրները կարող են իրենց թույլ տալ պահպանել ինքնավար համակարգը, իսկ մնացածները պետք է օգտվեն գոյություն ունեցողներից։ Ցույց տալու համար, թե ինչպես է աճում ծրագրի արժեքը, կարող ենք միայն ասել, որ 2012 թվականին այն կազմել է 750 միլիոն դոլար (այստեղ նույնիսկ հաշվի չենք առնում գնաճը, հաշվարկման մեթոդաբանությունը և դրա մակարդակը)։
Հե՞շտ է արդյոք արգելափակել GPS-ը:
Զինված ուժերում GPS համակարգի ոսկե օրերը կամաց-կամաց մոռացվում են. Արբանյակային ազդանշանների թուլացումը և խցանումը գնալով ավելի տարածված են դառնում, և արդյունքում՝ բացառապես տիեզերական տվյալների վրա հիմնված ճշգրիտ սպառազինությունն այլևս այնքան արդյունավետ չէ, որքան նախկինում: Խնդիրը վերաբերում է ոչ միայն բուն զենքերին, այլ նաև ինքնաթիռներին, նավերին, ցամաքային մեքենաներին և ցանկացած այլ սարքի, որը հագեցած է GPS ընդունիչով:
Մեկ անգամ չէ, որ տեսել ենք Երկրի «թեժ» կետերում GPS ազդանշանի արգելափակման օրինակներ։ Պատահում էր, որ նավահանգստում կամ նավարկող հսկայական նավերը, օրինակ, Սև ծովում, հանկարծ անհետացան քարտեզներից և հայտնվեցին դրանց վրա 30 կիլոմետր հեռավորության վրա, և դա կապված է այս տարածաշրջանում ռուսների գործողությունների հետ։ Շարունակելով այս թեման՝ պետք է ասել, որ Սիրիայում հաճախ են իրականացվում նմանատիպ միջոցառումներ՝ տարածաշրջանում ռուսական բազաների շահագործումն ապահովելու համար։ Նույնիսկ Իսրայելն է տուժում նման միջամտությունից, որտեղ GPS-ը երբեմն ավելի վատ է աշխատում, և դա լուրջ խնդիր է, օրինակ՝ քաղաքացիական օդային տրանսպորտի համար։
GPS ազդանշանին խանգարելը առանձնապես դժվար չէ: Պաշտպանված թիրախի մոտ տեղադրված համապատասխան հզորության և հաճախականության ռադիոհաղորդիչը խանգարում է GPS ընդունիչներին ստանալ ճիշտ տվյալներ: Արբանյակներ արտադրողները փորձում են պայքարել դրա դեմ՝ զարգացնելով ավելի շատ միջամտության դիմացկուն ազդանշաններ, որոնք հագեցած են սարքավորումների վերջին տարբերակներով: Այնուամենայնիվ, սա կատվի և մկան խաղ է, և առավելությունը կործանիչների կողմն է: Նրանք կարող են ավելի արագ արձագանքել փոփոխություններին՝ ավելի ցածր ծախսերով և ավելի մեծ հնարավորություններով: Ի վերջո, արբանյակները մեկ շաբաթվա ընթացքում չեն փոխվում:
Բացի ստոր նպատակներից, GPS արգելափակման մեթոդներն օգտագործվում են նաև պետությունների ղեկավարներին պաշտպանելու համար։ Զարմանալի չէ, որ ռուսները հատկապես սիրում են նման գործիքներ։ Սա հատկապես վերաբերում է Պուտինի շարժումներին, որոնք այնքան են փորձում թաքցնել, որ տարածաշրջանում, որտեղ նա գտնվում է, բոլոր նավիգացիոն համակարգերը կարող են ընդհանրապես չաշխատել որոշակի ժամանակ։ Ռուսները հնարավորինս պաշտպանում են իրենց նախագահի ճամփորդական երթուղին, ուստի արգելափակելով նավիգացիոն համակարգերը՝ փորձում են գոնե մասամբ բացառել անօդաչու թռչող սարքի հարձակումը։
Չնայած վերը նշված խնդիրներին ու թերություններին, պետք չէ սպասել, որ զինվորականները կհրաժարվեն GPS համակարգից։ Ընդհակառակը, խցանման համակարգերի դեմ պայքարը կսրվի, սարքավորումներին ու զենքերին կավելացվեն լրացուցիչ համակարգեր, որոնք կկանխեն GPS ազդանշանի խցանումը։
Իներցիոն նավարկությունը կշարունակի կատարելագործվել, և ճշգրիտ զենքերը միշտ կունենան մեկ այլ, նույնքան արդյունավետ նպատակադրման մեթոդ: Ներկայումս նման լուծումների վրա ինտենսիվ աշխատանք է տարվում։ Խոսվում է պատկերների նավարկության, աստղագնացության (վերադառնալ ժամանակի՞ց) և մագնիսական անոմալիա նավիգացիայի մասին։ Բարձր տեխնոլոգիաներ! Հետեւաբար, մեզ դեռ շատ հետաքրքիր բաներ են սպասում։
Արբանյակային նավիգացիա քաղաքացիական նպատակներով
Բայց սովորական օգտագործողին այնքան էլ չի հետաքրքրում, թե ինչ կա այնտեղ զինվորականները։ Մենք ուզում ենք, որ GPS-ը օգնի մեզ ճշգրիտ որոշել մեր գտնվելու վայրը, որպեսզի դա նավիգատոր ճիշտ է շարադրել լեռներում արշավի երթուղին կամ առավոտյան վազքը կամ մեքենայով ճանապարհորդության ժամանակ: Այժմ դժվար է պատկերացնել ժամանակակից մարդու կյանքը առանց այդ հարմարությունների։
Սկզբունքորեն կարելի է ասել, որ եթե նույնիսկ ուղղակիորեն GPS չօգտագործենք, այսինքն՝ ինքներս չմիացնենք ընդունիչը, այնուհանդերձ կարող ենք օգտագործել։ Համակարգն աշխատում է ինքնուրույն, դարձել է մեր կյանքի ծանոթ, հարմար և անհրաժեշտ մասը։
Կարդացեք նաև.