Sterrekunde

Waarom eindig boë van satelliete skielik as dit vanaf die aarde waargeneem word?

Waarom eindig boë van satelliete skielik as dit vanaf die aarde waargeneem word?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek het onlangs 'n app gekry waarmee ek die ISS kon opspoor. Ek het opgemerk dat dit verdwyn gedurende die tyd wat dit sigbaar is voorheen die horison bereik, en verskyn soms kort daarna weer 'n bietjie.

Kan iemand my verduidelik hoe die ISS en ander satelliete wentel? Spesifiek, wat maak hul sigbare tydperk so nou, wat nie tot by die horison strek nie? (wat my leekbrein verwag het)


Aangesien satelliete slegs sigbaar is in sonlig, is dit nie sigbaar as dit in die aarde se skaduwee gaan nie. Die app voorspel waarskynlik waar dit plaasvind en die boog eindig.

Met ander woorde, dit maak nie sin dat 'n waarnemer na 'n satelliet soek as dit nie sigbaar is nie, en dit is dus nie nodig om die pad te trek as dit in die skaduwee is nie.


Hoe word satelliete gebruik om die oseaan waar te neem?

Die Geostationary Operational Environmental Satellite-16 (GOES-16) is die eerste van NOAA se volgende generasie geostationêre weersatelliete. Onder die vele missies van hierdie satelliet sal dit oseaan- en klimaatdata versamel.

Satelliete is wonderlike instrumente om die aarde en die groot blou oseaan waar te neem wat meer as 70 persent van ons planeet beslaan. Deur op afstand te voel vanaf hul wentelbane hoog bo die aarde, bied satelliete ons baie meer inligting as wat slegs van die oppervlak verkrygbaar sou wees.

Met behulp van satelliete bestudeer NOAA-navorsers die oseaan noukeurig. Inligting wat deur satelliete versamel word, kan ons vertel van oseaan-badmetrie, seevlak-temperatuur, oseaankleur, koraalriwwe en see- en meer-ys. Wetenskaplikes gebruik ook data-insamelingstelsels op satelliete om seine van senders op die grond aan navorsers in die veld oor te dra en gebruik te word in toepassings soos die meet van getyhoogtes en die migrasie van walvisse. Senders op satelliete stuur ook posisie-inligting van noodbakens af om lewens te help red as mense in nood verkeer op bote, vliegtuie of in afgeleë gebiede. Hier is 'n paar van die vele maniere waarop satelliete ons help om meer te leer oor ons oseaan:


Waarom doen sterrekunde?

Die doel van die VLA, die VLBA en NRAO is om fundamentele navorsing te doen oor die aard van die heelal waarin ons leef. Hierdie navorsing poog om enkele van die grootste vrae wat ons kan vra, te beantwoord, soos hoe het die heelal begin (of het dit begin), hoe groot is dit, hoe oud is dit en hoe sal dit eindig (of sal dit eindig)? Aangesien die wetenskap wat die raamwerkkennis bied van waar ons en die planeet waarop ons leef, in die omgewing van die heelal inpas, is sterrekunde 'n belangrike deel van die kultuur van die hele mensdom. 'N Persoon wat ontneem word van die breë trekke van astronomiese kennis, is so kultureel gestremd as iemand wat nooit aan geskiedenis, literatuur, musiek of kuns blootgestel is nie. Namate sterrekundiges nuwe ontdekkings oor die heelal meedeel, verryk dit die intellektuele lewens van miljoene.

Van die begin van die beskawing af het astronomie belangrike trekklippe vir menslike vooruitgang gebied. Ons kalender en tydstelsel kom uit die sterrekunde. Baie van die wiskunde van vandag is die resultaat van astronomiese navorsing. Trigonometrie is uitgevind deur Hipparchus, 'n Griekse sterrekundige. Die aanvaarding van logaritmes is gedryf deur die behoeftes van astronomiese berekeninge. Die calculus, die basis van alle moderne wetenskap en ingenieurswese, is uitgevind deur Sir Issac Newton vir astronomiese berekeninge. Sterrekunde het die navigasietegnieke verskaf waarmee matrose en vlieëniers ons planeet kon verken (en vandag ruimtetuie in staat stel om ons sonnestelsel te verken). Astronomie se aptyt vir rekenaarkrag het die ontwikkeling van baie van die vroegste elektroniese rekenaars gedryf. Die ruimtetydperk, wat ons die kommunikasie- en weersatelliete gebring het waarvan ons elke dag afhanklik is, sou onmoontlik gewees het sonder die fundamentele kennis van swaartekrag en wentelbane wat deur sterrekundiges ontdek is. Radiosterrekundiges het gelei tot die ontwikkeling van geluidsarm radio-ontvangers wat die satellietkommunikasiebedryf moontlik gemaak het. Beeldverwerkingstegnieke wat nou deur sterrekundiges ontwikkel is, is deel van die mediese beeldstelsels wat die nie-indringende ondersoek van die interne organe van pasiënte moontlik maak. In die sterrewag van vandag hou die sterrekundiges se behoefte aan beter instrumente aanleiding tot die ontwikkeling in sulke velde soos elektronika, meganiese ingenieurswese en rekenaarwetenskap.

Sterrekunde moet nog baie bydra tot menslike kennis en vooruitgang. Van die vliegtuig tot die transistor, van radio tot lasers, was die ontwikkelinge van die twintigste eeu gebaseer op fundamentele kennis van die fisika van materie en energie. Sterrekunde bied wetenskaplikes uit 'n wye verskeidenheid agtergronde 'n byna oneindige verskeidenheid kosmiese 'laboratoriums' vir die waarneming van fisiese verskynsels. Dit is onwaarskynlik dat enige laboratorium op aarde ooit materie so dig soos die van 'n neutronster sal produseer, temperatuur so warm soos dié in 'n supernova of swaartekrag so sterk soos dié van 'n swart gat. Tog kan sterrekundiges die fisika van sulke ekstreme toestande gereeld bestudeer met instrumente soos die VLA en VLBA. Nader aan die huis is die VLBA 'n primêre instrument wat waardevolle data verskaf oor die wegdrywing van die Aarde se vastelande en die meganismes van die wêreldklimaat.

Wat sal dit oplewer? Dit is die aard van basiese navorsing dat ons nie kan voorspel wat van hierdie werk sal kom nie, behalwe dat ons waarskynlik verbaas sal wees. Toe Kepler en Newton moeite gedoen het om die wetenskap van baanmeganika te ontwikkel, het hulle nie aan weersatelliete of CNN gedink nie.

Ten slotte lewer sterrekunde 'n belangrike opvoedkundige diens vir ons land. As 'n opwindende, visuele wetenskap wat maklik toeganklik is vir amateurwaarnemers, wek astronomie jaarliks ​​duisende jongmense wetenskaplike nuuskierigheid. Hierdie jongmense kom gou agter dat sterrekunde bykans die hele reeks fisiese wetenskappe insluit, insluitend wiskunde, fisika, chemie, geologie, ingenieurswese en rekenaarwetenskap. Baie professionele wetenskaplikes op hierdie en ander gebiede het eers deur sterrekunde in hul beroep begin belangstel. Op die hedendaagse wêreldmark het 'n mededingende nasie nodig dat sy hele bevolking, nie net sy wetenskaplikes nie, 'n basiese vlak van wetenskaplike geletterdheid het. Sterrekunde, deur die opwinding van nuwe kennis oor die fassinerende verskeidenheid vreemde voorwerpe in die heelal, kan help om baie basiese wetenskap aan al ons mense oor te dra.

Samevattend was sterrekunde 'n hoeksteen van tegnologiese vooruitgang deur die geskiedenis heen, het dit baie om in die toekoms by te dra en bied dit aan alle mense 'n fundamentele begrip van ons plek in 'n onvoorstelbare groot en opwindende heelal.


IDA reageer op satellietmegakonstellasies

Van links na regs: Jeffrey C. Hall (Lowell Observatory), Patrick Seitzer (Universiteit van Michigan), Ruskin Hartley (IDA), Harvey Liszt (National Radio Astronomy Observatory) en Rick Fienberg by die persinligtingsessie vir & # 8220Astronomy Confronts Satellite Constellations, & # 8221 'n paneelbespreking tydens die 235ste vergadering van die American Astronomical Society.

Mega-konstellasies, ook bekend as satellietkonstellasies met 'n lae aarde ('LEO'), is webbe van satelliete in die netwerk wat om die aarde wentel op hoogtes van 2 000 km of minder wat bedoel is om wêreldwye telekommunikasiedienste te lewer. Die helderheid en frekwensie van die voorwerpe het kommer veroorsaak onder die sterrekundegemeenskap en die algemene publiek. ( Lees meer oor IDA en megakonstellasies uit ons vorige berig, Waarom maak Megaconstellations saak vir die Dark Sky-gemeenskap?)

Die uitvoerende direkteur van IDA, Ruskin Hartley, het op die kwessie van megakonstellasies op die 235ste vergadering van die American Astronomical Society in Januarie gereageer, waar hy by lede van die professionele sterrekundegemeenskap aangesluit het vir 'n paneelbespreking oor uitdagings wat die astronomie vanaf satelliete betref. Hartley het IDA se kommer gedeel oor die impak van megakonstellasies op sterrekykers en die breë publiek.

IDA’s vier beginsels om die stille genot van die naghemel te bewaar en die algemene publiek te beskerm teen die gevolge van megakonstellasies:

1) Gehandhaafde helderheid onder die drempel vir opsporing deur die oog wat nie hulp verleen nie.
2) Sigbaarheid 'n ongewone gebeurtenis.
3) Bedryf deursigtigheid rakende skedules en baanparameters.
4) Bedryfsverbintenis tot gedeelde rentmeesterskap van die sterbelaaide naghemel.

(Lees meer oor IDA en megakonstellasies by Die voog , en Space.com .)

Jeffrey C. Hall van Lowell Observatory, Harvey Liszt van National Radio Astronomy Observatory, en Patrick Seitzer, 'n emeritus-professor in astronomie en ruimtevaartkenner van die Universiteit van Michigan, het by Ruskin aangesluit vir die paneelbespreking. Op die vergadering het Seitzer die ontstellende resultate van sy onlangse satellietmodelleringspogings aangekondig. Volgens Seitzer is ongeveer 200 voorwerpe wat tans om die aarde wentel sigbaar vir die oog. Teen die einde van 2020 sal Starlink hierdie getal met 1 586 vermeerder, 'n toename van nege keer. Die Starlink-satelliete kan helderder wees as nege-en-negentig persent van alle voorwerpe wat tans in die baan van die aarde is. Die satelliete is die helderste wanneer dit volledig deur die son verlig word, wat tydens skemer plaasvind en ook gedurende die nag kan voorkom, afhangende van die ligging en die tyd van die jaar.

Tydens die konferensie het SpaceX die bekommernisse erken en herhaal hul verbintenis om 'n pad vorentoe te vind wat nie astronomiese navorsing belemmer nie, en in die breë die openbare siening van die naghemel.

'N Perskonferensie wat die paneelbespreking voorafgaan, is aanlyn beskikbaar. Kyk om meer te wete te kom!

Die Dark Sky-gemeenskap reageer

Ons het u, die donker luggemeenskap, onlangs gevra oor u gedagtes oor satelliet-megakonstellasies. IDA het antwoorde ontvang van bestuurders van die International Dark Sky Place wat ontelbare ure en hulpbronne aan die beskerming van die naghemel bestee het, hoofstukke en advokate van IDA wat werk om hul gemeenskappe op te voed oor die belangrikheid van opkyk, astrofotograwe wat die hele nag wakker bly om die skoonheid vas te vang en te deel van die hemel, amateur-sterrekundiges wat hulself belê in die studie van die kosmos, en professionele sterrekundiges wat 'n bestaan ​​maak uit die studie van wat buite die Aarde se atmosfeer is.

'[Sterrekunde] is 'n heilige reg ... 'n geboortereg sowel as een van die oorspronklike geesteswetenskappe. In onlangse tye was dit ten minste moontlik om aan ligbesoedeling te ontsnap deur 'n reis te neem.

Slegs nou, wanneer u met die lang gewilde uitsig op die hemel opdaag, kan u dit nie herstel nie. ” - James Cormier

Vyf en negentig persent van diegene wat geantwoord het, het gerapporteer dat hulle bekommerd is oor die impak van megakonstellasies. Paul Clark, van die Verenigde Koninkryk, werk binne sy gemeenskap om die International Dark Sky Place-benaming te behaal. Hy het gevra: "Hoe sal toekomstige geslagte hul plek in die heelal ervaar en verstaan?"

Kan u die Starlink-megakonstellasie vanaf u plek sien?

Volg die SpaceX-satelliete met die SpaceX Starlink Tracker en laat ons weet wat u sien. Stuur 'n e-pos aan [email protected] met u ligging, die datum en tyd van waarneming, watter voorwerp (e) u waargeneem het, en die geskatte grootte van die voorwerp. As u 'n astrofotograaf is en beelde van die satelliete het, moet u die foto's by u e-pos insluit.

Kom meer te wete oor megakonstellasies in ons blogpos van 27 Desember 2019, “ Waarom Megaconstellations saak maak vir die Dark Sky-gemeenskap.


Kyk en sien

Ontleders kan ook 'n problematiese satelliet op hul eie oorlaat. Dit blyk die geval te wees met die Sowjet-satelliet Cosmos 1818. Cosmos 1818, wat in 1987 deur die voormalige Sowjetunie van stapel gestuur is, was die eerste van twee satelliete wat die gebruik van gevorderde kernkragaanlegte in die ruimte getoets het.

Maar hierdie maand het die NASA se Orbital Debris Program Office 'n kwartaallikse opdatering uitgereik waarin berig word dat Cosmos 1818 op 4 Julie 2008 'n wolk puin uitspuug wat moontlik die gevolg was van die lek van reaktorkoelmiddel uit 'n puinstaking of fragmentasie.

Volgens 'n Donderdag-verslag van die Associated Press, Russiese hoof van die Ruimtemagte, generaal Alexander Yakushin, het die fragmentasie van Cosmos 1818 bevestig, maar benadruk dat dit geen risiko inhou om die Internasionale Ruimtestasie te beskadig of stralingsbesmette puin op die aarde te laat reën as gevolg van sy doelbewuste hoë baan nie. Die satelliet breek in 'n wentelbaan van 500 km (800 km) bokant die aarde af - ver bokant die 220 kilometer (354 km) vlak van die ruimtestasie - en sy status word daagliks dopgehou, die Associated Press berig.

Alhoewel Cosmos 1818 onder beheer blyk te wees, kan dieselfde nie gesê word vir Cosmos 954, 'n Radar Ocean Reconnaissance Satellite (RORSAT) wat in 1978 buite beheer geraak het nie. Die satelliet het weer die atmosfeer van die aarde binnegedring en radioaktiewe puin oor dele versprei. van Kanada.


Inhoud

Die GPS-projek is in 1973 in die Verenigde State van stapel gestuur om die beperkinge van vorige navigasiestelsels te oorkom, [15] met die integrasie van idees van verskeie voorgangers, insluitend geklassifiseerde ingenieursontwerpstudies uit die 1960's. Die Amerikaanse departement van verdediging het die stelsel ontwikkel, wat oorspronklik 24 satelliete gebruik het. Dit is aanvanklik ontwikkel vir gebruik deur die Amerikaanse weermag en het in 1995 ten volle in werking getree. Burgerlike gebruik is toegelaat vanaf die 1980's. Roger L. Easton van die Naval Research Laboratory, Ivan A. Getting van The Aerospace Corporation en Bradford Parkinson van die Applied Physics Laboratory word toegeskryf aan die uitvind daarvan. [16] Die werk van Gladys West word erken as instrumenteel in die ontwikkeling van berekeningstegnieke om satellietposisies op te spoor met die presisie wat nodig is vir GPS. [17]

Die ontwerp van GPS is gedeeltelik gebaseer op soortgelyke radio-navigasiestelsels op die grond, soos LORAN en die Decca Navigator, wat in die vroeë veertigerjare ontwikkel is.

In 1955 het Friedwardt Winterberg 'n toets van algemene relatiwiteit voorgestel - tyd wat in 'n sterk gravitasieveld vertraag, met behulp van akkurate atoomklokke wat in 'n baan binne kunsmatige satelliete geplaas is. Spesiale en algemene relatiwiteit voorspel dat die horlosies op die GPS-satelliete deur die waarnemers van die aarde 38 mikrosekondes vinniger sal loop as die horlosies op die aarde. Die GPS-berekende posisies sal vinnig verkeerd raak en tot 10 kilometer per dag (6 mi / d) ophoop. Dit is reggestel in die ontwerp van GPS. [18]

Voorgangers Edit

Toe die Sowjetunie in 1957 die eerste kunsmatige satelliet (Sputnik 1) gelanseer het, het twee Amerikaanse natuurkundiges, William Guier en George Weiffenbach, by die Johns Hopkins Universiteit se Applied Physics Laboratory (APL) besluit om sy radio-uitsendings te monitor. [19] Binne enkele ure het hulle besef dat hulle weens die Doppler-effek kon vasstel waar die satelliet langs sy baan was. Die direkteur van die APL het hulle toegang tot hul UNIVAC gegee om die nodige berekeninge te doen.

Vroeg die volgende jaar het Frank McClure, die adjunkdirekteur van die APL, Guier en Weiffenbach gevra om die omgekeerde probleem te ondersoek - om die ligging van die gebruiker aan te dui, gegewe die satelliet. (Destyds het die vloot die Polaris-raket met die onderzeeër ontwikkel, wat vereis het dat hulle die ligging van die duikboot moes ken.) Dit het daartoe gelei dat hulle en APL die TRANSIT-stelsel ontwikkel het. [20] In 1959 speel ARPA (hernoem tot DARPA in 1972) ook 'n rol in TRANSIT. [21] [22] [23]

TRANSIT is in 1960 vir die eerste keer suksesvol getoets. [24] Dit het 'n konstellasie van vyf satelliete gebruik en kon ongeveer een keer per uur 'n navigasie-oplossing bied.

In 1967 het die Amerikaanse vloot die Timation-satelliet ontwikkel, wat bewys het dat dit moontlik is om akkurate horlosies in die ruimte te plaas, 'n tegnologie wat benodig word vir GPS.

In die 1970's word die OMEGA-navigasiestelsel op die grond, gebaseer op fasevergelyking van seinoordrag vanaf pare stasies, [25] die eerste wêreldwye radionavigasiestelsel. Beperkings van hierdie stelsels het die behoefte aan 'n meer universele navigasie-oplossing met groter akkuraatheid aangedryf.

Alhoewel daar 'n wye behoefte aan akkurate navigasie in militêre en burgerlike sektore was, is byna geen van hulle beskou as 'n regverdiging vir die miljarde dollars wat dit sou kos vir navorsing, ontwikkeling, ontplooiing en werking van 'n konstellasie navigasiesatelliete nie. Gedurende die wapenwedloop van die Koue Oorlog was die kernbedreiging vir die bestaan ​​van die Verenigde State die enigste behoefte wat die koste van die Amerikaanse Kongres regverdig. Hierdie afskrikmiddel-effek is die rede waarom GPS befonds is. Dit is ook die rede vir die ultra-geheimsinnigheid in daardie tyd. Die kerndrie bestaan ​​uit die Amerikaanse marine se ballistiese missiele (SLBM's) saam met strategiese bommenwerpers van die Amerikaanse lugmag (USAF) en interkontinentale ballistiese missiele (ICBM's). Die noodsaaklike bepaling van die SLBM-lanseerposisie is 'n kragvermenigvuldiger as belangrik beskou as die kernafskrikmiddelhouding.

Die presiese navigasie sal die duikbote van ballistiese missiele in die Verenigde State in staat stel om hul posisies akkuraat te kry voordat hulle hul SLBM's van stapel gestuur het. [26] Die USAF, met twee derdes van die kerntriade, het ook vereistes vir 'n meer akkurate en betroubare navigasiestelsel gehad. Die Amerikaanse vloot en die Amerikaanse lugmag het gelyktydig hul eie tegnologieë ontwikkel om dieselfde probleem op te los.

Om die oorlewingsvermoë van ICBM's te verhoog, was daar 'n voorstel om mobiele lanseerplatforms te gebruik (vergelykbaar met die Sowjet-SS-24 en SS-25), en die behoefte om die lanseerposisie reg te stel, was dus ooreenstemmend met die SLBM-situasie.

In 1960 het die lugmag 'n radio-navigasiestelsel met die naam MOSAIC (MObile System for Accurate ICBM Control) voorgestel wat in wese 'n 3-D LORAN was. 'N Vervolgstudie, Project 57, is in 1963 gewerk en dit was "in hierdie studie is die GPS-konsep gebore". Dieselfde jaar is die konsep nagestreef as Project 621B, wat 'baie van die eienskappe wat u nou in GPS sien' gehad het [27] en 'n verhoogde akkuraatheid vir lugmagbommenwerpers sowel as ICBM's beloof het.

Opdaterings van die Navy TRANSIT-stelsel was te stadig vir die hoë spoed van lugmag. Die Naval Research Laboratory (NRL) het voortgegaan met die vordering met hul Timation (Time Navigation) satelliete, die eerste keer in 1967 gelanseer, die tweede in 1969 gelanseer, met die derde in 1974 wat die eerste atoomklok in 'n baan gebring het en die vierde wat in 1977 gelanseer is. [28 ]

'N Ander belangrike voorganger vir GPS kom van 'n ander tak van die Amerikaanse weermag. In 1964 wentel die Amerikaanse weermag om sy eerste satelliet Sekwensiële versameling van reikwydte (SECOR) wat vir geodetiese landmeting gebruik word. [29] Die SECOR-stelsel het drie senders op grond op bekende plekke ingesluit wat in die baan na die satelliet transponder sou stuur. 'N Vierde grondstasie, op 'n onbepaalde posisie, kan dan die seine gebruik om die ligging presies vas te stel.Die laaste SECOR-satelliet is in 1969 gelanseer. [30]

Ontwikkeling Edit

Met hierdie parallelle ontwikkelinge in die 1960's, is besef dat 'n beter stelsel ontwikkel kan word deur die beste tegnologieë van 621B, Transit, Timation en SECOR in 'n multidiensprogram te sintetiseer. Satellietbaanposisiefoute, onder andere veroorsaak deur variasies in die swaartekragveld en radarbreking, moes opgelos word. 'N Span onder leiding van Harold L Jury van die afdeling Pan Am Aerospace in Florida van 1970–1973 het intydse data-assimilasie en rekursiewe skatting gebruik om dit te doen, wat stelselmatige en oorblywende foute verminder tot 'n hanteerbare vlak om akkurate navigasie moontlik te maak. [31]

Tydens die Labor Day-naweek in 1973 het 'n vergadering van ongeveer twaalf militêre offisiere in die Pentagon die skepping van 'n Verdedigingsnavigasiesatellietstelsel (DNSS). Dit was tydens hierdie vergadering dat die werklike sintese wat GPS geword het, geskep is. Later dieselfde jaar is die DNSS-program benoem Navstar. [32] Navstar word dikwels verkeerdelik beskou as 'n akroniem vir 'NAVigation System Using Timing and Ranging', maar is nooit deur die GPS Joint Program Office as sodanig beskou nie (TRW het moontlik eens gepleit vir 'n ander navigasiestelsel wat die akroniem gebruik het). [33] Aangesien die individuele satelliete geassosieer is met die naam Navstar (soos met die voorgangers Transit en Timing), is 'n meer omvattende naam gebruik om die konstellasie van Navstar-satelliete te identifiseer, Navstar-GPS. [34] Tien prototype-satelliete "Block I" is tussen 1978 en 1985 gelanseer ('n addisionele eenheid is vernietig tydens 'n mislukking). [35]

Die effek van die ionosfeer op radio-oordrag is ondersoek in 'n geofisika-laboratorium van die Air Force Cambridge Research Laboratory, wat in 1974 hernoem is tot die Air Force Geophysical Research Lab (AFGRL). AFGRL het die Klobuchar-model ontwikkel vir die berekening van ionosferiese regstellings op GPS-ligging. [36] Opmerklik is die werk wat die Australiese ruimtewetenskaplike Elizabeth Essex-Cohen by AFGRL in 1974 gedoen het. Sy was besorg oor die geboë van die weë van radiogolwe (breking van die atmosfeer) wat die ionosfeer vanaf NavSTAR-satelliete deurkruis. [37]

Nadat Korean Air Lines Flight 007, 'n Boeing 747 met 269 mense, in 1983 neergeskiet is nadat hy in die verbode lugruim van die USSR afgedwaal het, [38] in die omgewing van Sakhalin- en Moneron-eilande, het president Ronald Reagan 'n opdrag uitgereik om GPS vrylik beskikbaar te stel vir burgerlike gebruik, as dit eers voldoende ontwikkel is, as 'n algemene voordeel. [39] Die eerste Block II-satelliet is op 14 Februarie 1989 gelanseer, [40] en die 24ste satelliet is in 1994 gelanseer. Die GPS-program het op hierdie stadium gekos, nie die koste van die gebruiker se toerusting nie, maar die koste van die satellietlanserings, is geskat op US $ 5 miljard (destydse dollars). [41]

Aanvanklik was die sein van die hoogste gehalte gereserveer vir militêre gebruik, en die sein wat beskikbaar was vir burgerlike gebruik, is doelbewus verswak, in 'n beleid wat bekend staan ​​as Selective beskikbaarheid. Dit het verander toe president Bill Clinton op 1 Mei 2000 'n beleidsriglyn onderteken het om selektiewe beskikbaarheid uit te skakel om dieselfde akkuraatheid aan burgers te bied as wat die weermag verleen het. Die richtlijn is voorgestel deur die Amerikaanse minister van verdediging, William Perry, in die lig van die wydverspreide groei van verskillende GPS-dienste deur die private industrie om die burgerlike akkuraatheid te verbeter. Daarbenewens het die Amerikaanse weermag aktief tegnologieë ontwikkel om GPS-diens aan potensiële teëstanders op 'n streeksbasis te weier. [42]

Sedert sy inwerkingstelling het die VSA verskeie verbeterings aan die GPS-diens aangebring, waaronder nuwe seine vir burgerlike gebruik en verhoogde akkuraatheid en integriteit vir alle gebruikers, terwyl die versoenbaarheid met bestaande GPS-toerusting behou word. Die modernisering van die satellietstelsel is 'n deurlopende inisiatief van die Amerikaanse departement van verdediging deur middel van 'n reeks satellietverkrygings om in die groeiende behoeftes van die weermag, burgerlikes en die kommersiële mark te voorsien.

Vanaf vroeg in 2015 het GPS-ontvangers van hoë gehalte, FAA-standaard, GPS (GPS) ontvangers 'n horisontale akkuraatheid van meer as 3,5 meter (11 voet) gelewer, [43] hoewel baie faktore soos die kwaliteit van die ontvanger en atmosferiese probleme hierdie akkuraatheid kan beïnvloed. .

GPS word besit en bestuur deur die Amerikaanse regering as 'n nasionale hulpbron. Die departement van verdediging is die bestuurder van GPS. Die Interagency GPS Executive Board (IGEB) het van 1996 tot 2004 toesig gehou oor GPS-beleidsake. Daarna is die uitvoerende komitee vir nasionale ruimtelike posisionering, navigasie en tydsberekening in 2004 deur presidensiële opdrag ingestel om federale departemente en agentskappe te adviseer en te koördineer oor aangeleenthede rakende die GPS en verwante stelsels. [44] Die voorsitter van die uitvoerende komitee is gesamentlik deur die adjunk-sekretarisse van verdediging en vervoer. Sy lidmaatskap bevat amptenare op gelyke vlak van die departemente van staat, handel en binnelandse veiligheid, die gesamentlike stafhoofde en NASA. Komponente van die president se uitvoerende amp neem as waarnemers aan die uitvoerende komitee deel, en die FCC-voorsitter neem as skakeling deel.

Die Amerikaanse departement van verdediging is volgens die wet verplig om '' 'n standaardposisioneringsdiens in stand te hou (soos omskryf in die federale radionavigasieplan en die standaardspesifikasie vir posisioneringsdiensseine) wat op 'n deurlopende, wêreldwye basis beskikbaar sal wees 'en' maatreëls te ontwikkel om vyandige gebruik van GPS en die aanvullings daarvan te voorkom sonder om burgerlike gebruike onnodig te ontwrig of afbreuk te doen. '

Tydlyn en modernisering Redigeer

Samevatting van satelliete [45] [46] [47]
Blokkeer Begin
periode
Satellietlanserings Tans in 'n wentelbaan
en gesond
Suksesvol
ophou
Misluk-
ure
In voorbereiding-
arasie
Beplan-
ned
Ek 1978–1985 10 1 0 0 0
II 1989–1990 9 0 0 0 0
IIA 1990–1997 19 0 0 0 0
IIR 1997–2004 12 1 0 0 8
IIR-M 2005–2009 8 0 0 0 7
IIF 2010–2016 12 0 0 0 12
IIIA 2018– 5 0 5 0 5
IIIF 0 0 0 22 0
Totaal 75 2 5 22 32
(Laaste opdatering: 17 Junie 2021)

USA-203 van Block IIR-M is ongesond
[48] ​​Kyk vir 'n meer volledige lys 'N Lys met GPS-satelliete

  • In 1972 het die USAF Central Inertial Guidance Test Facility (Holloman AFB) ontwikkelingsvlugtoetse gedoen van vier prototipe GPS-ontvangers in 'n Y-konfigurasie oor White Sands Missile Range, met behulp van grondgebaseerde pseudosatelliete. [49]
  • In 1978 is die eerste eksperimentele Block-I GPS-satelliet gelanseer. [35]
  • In 1983, nadat die Sowjet-onderskepvliegtuie die burgerlike vliegtuig KAL 007, wat weens navigasiefoute in die verbode lugruim afgedwaal het, neergeskiet en al 269 mense aan boord doodgemaak het, het die Amerikaanse president Ronald Reagan aangekondig dat GPS beskikbaar sou wees vir burgerlike gebruike sodra dit voltooi is, [50] [51] hoewel dit voorheen gepubliseer is [in die tydskrif Navigation], en dat die CA-kode (Coarse / Acquisition code) beskikbaar sou wees vir burgerlike gebruikers. [aanhaling nodig]
  • Teen 1985 is nog tien eksperimentele Block-I-satelliete gelanseer om die konsep te bekragtig.
  • Begin in 1988 is die bevel en beheer van hierdie satelliete verskuif vanaf Onizuka AFS, Kalifornië na die 2de Satelliet Control Squadron (2SCS) geleë in die Falcon Air Force Station in Colorado Springs, Colorado. [52] [53]
  • Op 14 Februarie 1989 is die eerste moderne Block-II-satelliet gelanseer.
  • Die Golfoorlog van 1990 tot 1991 was die eerste konflik waarin die weermag GPS wyd gebruik het. [54]
  • In 1991 is 'n projek om 'n miniatuur GPS-ontvanger te skep suksesvol beëindig, wat die vorige 16 kg (35 lb) militêre ontvangers vervang het met 'n 1,25 kg (2,8 lb) handontvanger. [22]
  • In 1992 is die 2de Ruimtevleuel, wat die stelsel oorspronklik bestuur het, geïnaktiveer en vervang deur die 50ste Ruimtevleuel.

Toekennings wysig

Op 10 Februarie 1993 kies die National Aeronautic Association die GPS-span as wenners van die Robert J. Collier-trofee in 1992, die mees gesogte lugvaarttoekenning van die VS. Hierdie span kombineer navorsers van die Naval Research Laboratory, die USAF, die Aerospace Corporation, Rockwell International Corporation en IBM Federal Systems Company. Die aanhaling vereer hulle "vir die belangrikste ontwikkeling vir veilige en doeltreffende navigasie en bewaking van lug en ruimtetuie sedert die bekendstelling van radionavigasie 50 jaar gelede."

    , emerituspresident van The Aerospace Corporation en 'n ingenieur by MIT, het die basis vir GPS gestig, wat die land-gebaseerde radiostelsel genaamd LORAN verbeter het (Long-reeks Radio Aid aan Navigation). , professor in lugvaart- en ruimtevaart aan die Stanford Universiteit, het die huidige satellietgebaseerde stelsel in die vroeë sestigerjare bedink en dit saam met die Amerikaanse lugmag ontwikkel. Parkinson het een en twintig jaar in die lugmag gedien, van 1957 tot 1978, en het met die rang van kolonel afgetree.

GPS-ontwikkelaar Roger L. Easton het die Nasionale Medalje vir Tegnologie op 13 Februarie 2006 ontvang. [65]

Francis X. Kane (kol. USAF, ret.) Is op 2 Maart 2010 in die Hall of Fame van die Amerikaanse lugmag en die missielpioniers in Lackland AFB, San Antonio, Texas, opgeneem vir sy rol in die ontwikkeling van ruimtetegnologie en die ontwerp van ingenieurswese. konsep van GPS uitgevoer as deel van Projek 621B.

Op 4 Oktober 2011 het die Internasionale Astronautiese Federasie (IAF) sy 60ste bestaansjaarstoekenning aan die Global Positioning System (GPS) toegeken, benoem deur IAF-lid, die American Institute for Aeronautics and Astronautics (AIAA). Die IAF-honneurs- en toekenningskomitee het die uniekheid van die GPS-program erken en die voorbeeldige rol wat dit gespeel het in die bou van internasionale samewerking tot voordeel van die mensdom. [67]

Gladys West is in 2018 opgeneem in die Hall of Fame Air Force Space and Missile Pioneers vir erkenning van haar rekenaarwerk wat gelei het tot deurbrake vir GPS-tegnologie. [68]

Op 12 Februarie 2019 het vier stigterslede van die projek die Queen Elizabeth-prys vir ingenieurswese ontvang met die voorsitter van die toekenningsraad, met die verklaring: "Ingenieurswese is die grondslag van die beskawing, daar is geen ander grondslag wat dinge laat gebeur nie. En dit is presies wat vandag se Laureates het gedoen - hulle het dinge laat gebeur. Hulle het die infrastruktuur van ons wêreld op 'n groot manier herskryf. ' [69]

Fundamentele wysigings

Die GPS-ontvanger bereken sy eie posisie en tyd gebaseer op data wat van verskeie GPS-satelliete ontvang word. Elke satelliet het 'n akkurate rekord van sy posisie en tyd en stuur die data na die ontvanger.

Die satelliete dra baie stabiele atoomhorlosies wat met mekaar en met grondhorlosies gesinkroniseer is. Enige wegdrywing vanaf die tyd wat op die grond gehou word, word daagliks reggestel. Op dieselfde manier is die satellietlokasies met groot presisie bekend. GPS-ontvangers het ook horlosies, maar dit is minder stabiel en minder presies.

Aangesien die snelheid van radiogolwe konstant en onafhanklik van die satellietsnelheid is, is die tydsvertraging tussen wanneer die satelliet 'n sein uitstuur en die ontvanger dit ontvang, eweredig aan die afstand van die satelliet na die ontvanger. Ten minste moet vier satelliete met die oog op die ontvanger wees om vier onbekende hoeveelhede te bereken (drie posisie-koördinate en klokafwyking van satelliet-tyd).

Meer gedetailleerde beskrywing Wysig

Elke GPS-satelliet saai voortdurend 'n sein uit (draergolf met modulasie) wat insluit:

  • 'N Skynwillekeurige kode (volgorde van een en nulle) wat aan die ontvanger bekend is. Deur die tydsaanpassing van 'n weergawe wat deur die ontvanger gegenereer word en die kode wat deur die ontvanger gemeet word, kan die tyd van aankoms (TOA) van 'n gedefinieerde punt in die kodevolgorde, genaamd 'n tydperk, gevind word in die tydskaal van die ontvanger
  • 'N Boodskap wat die tydstip (TOT) van die kode-periode (in GPS-tydskaal) en die satellietposisie op daardie tydstip insluit

Konseptueel meet die ontvanger die TOA's (volgens sy eie klok) van vier satellietseine. Vanuit die TOA's en die TOT's vorm die ontvanger vier vlugtydwaardes (TOF), wat (gegewe die snelheid van die lig) ongeveer gelykstaande is aan die ontvanger-satellietbereike plus tydsverskil tussen die ontvanger en GPS-satelliete vermenigvuldig met die snelheid van die lig, wat as skynreekse genoem word. Die ontvanger bereken dan sy driedimensionele posisie en klokafwyking van die vier TOF's.

In die praktyk word die ontvangerposisie (in driedimensionele Cartesiese koördinate met oorsprong in die Aarde se middelpunt) en die verrekening van die ontvangerklok in verhouding tot die GPS-tyd gelyktydig bereken met behulp van die navigasievergelykings om die TOF's te verwerk.

Die Aardgesentreerde oplossing van die ontvanger word gewoonlik omgeskakel na breedtegraad, lengte en hoogte relatief tot 'n ellipsoïede Aardemodel. Die hoogte kan dan verder omgeskakel word in hoogte relatief tot die geoïed, wat in wese gemiddelde seevlak is. Hierdie koördinate kan vertoon word, soos op 'n bewegende kaart vertoon, of opgeneem of gebruik word deur 'n ander stelsel, soos 'n voertuigleidingstelsel.

Gebruikersatelliet-meetkunde Redigeer

Alhoewel dit gewoonlik nie eksplisiet gevorm word tydens die verwerking van die ontvanger nie, definieer die konseptuele tydverskille van aankoms (TDOA's) die meetmetrie. Elke TDOA stem ooreen met 'n hiperbool van revolusie (sien Multilaterasie). Die lyn wat die twee betrokke satelliete (en sy verlengings) verbind, vorm die as van die hiperboloïed. Die ontvanger is op die punt waar drie hiperboloïede mekaar kruis. [70] [71]

Soms word verkeerdelik gesê dat die ligging van die gebruiker op die kruising van drie sfere is. Alhoewel dit eenvoudiger is om te visualiseer, is dit slegs die geval as die ontvanger 'n klok het wat met die satelliethorlosies gesinkroniseer is (dit wil sê, die ontvanger meet ware reekse vir die satelliete in plaas van omvangsverskille). Daar is voordelige voordele vir die gebruiker wat 'n klok dra wat met die satelliete gesinkroniseer is. Die belangrikste is dat slegs drie satelliete nodig is om 'n posisieoplossing te bereken. As dit 'n noodsaaklike deel van die GPS-konsep was dat alle gebruikers 'n gesinchroniseerde horlosie moes dra, sou 'n kleiner aantal satelliete ontplooi kon word, maar die koste en ingewikkeldheid van die gebruikers toerusting sou toeneem.

Ontvanger in deurlopende werking Redigeer

Die beskrywing hierbo is verteenwoordigend van 'n ontvanger-opstartsituasie. Die meeste ontvangers het 'n baanalgoritme, soms ook a genoem spoorsnyer, wat stelle satellietmetings kombineer wat op verskillende tye versamel is - in werklikheid deur gebruik te maak van die feit dat opeenvolgende ontvangerposisies gewoonlik naby mekaar is. Nadat 'n stel metings verwerk is, voorspel die spoorsnyer die ontvanger se plek wat ooreenstem met die volgende stel satellietmetings. Wanneer die nuwe metings versamel word, gebruik die ontvanger 'n gewigskema om die nuwe metings te kombineer met die voorspelling van die spoorsnyer. Oor die algemeen kan 'n spoorsnyer (a) die ontvanger se posisie en tydsaamkeur verbeter, (b) slegte metings verwerp en (c) die ontvanger se spoed en rigting skat.

Die nadeel van 'n spoorsnyer is dat veranderinge in spoed of rigting slegs met 'n vertraging bereken kan word, en dat afgeleide rigting onakkuraat word as die afstand tussen twee posisie-metings onder of naby die ewekansige fout van posisie-meting daal. GPS-eenhede kan die Doppler-verskuiwing van die ontvangseine meet om die snelheid akkuraat te bereken. [72] Meer gevorderde navigasiestelsels gebruik addisionele sensors soos 'n kompas of 'n traagheidsnavigasiestelsel om GPS aan te vul.

Nie-navigasie toepassings

GPS benodig vier of meer satelliete om sigbaar te wees vir akkurate navigasie. Die oplossing van die navigasievergelykings gee die posisie van die ontvanger saam met die verskil tussen die tyd wat deur die ontvanger se boordklok gehou word en die regte tyd van die dag, wat die behoefte aan 'n meer presiese en moontlik onpraktiese ontvanger-gebaseerde klok elimineer. . Toepassings vir GPS, soos tydoordrag, verkeersteken tydsberekening en sinchronisasie van selfoonbasisstasies, maak gebruik van hierdie goedkoop en baie akkurate tydsberekening. Sommige GPS-toepassings gebruik hierdie tyd om te vertoon, of anders as vir die basiese posisieberekeninge, gebruik dit glad nie.

Alhoewel vier satelliete benodig word vir normale werking, is minder in spesiale gevalle van toepassing. As een veranderlike al bekend is, kan 'n ontvanger sy posisie met behulp van slegs drie satelliete bepaal. Byvoorbeeld, 'n skip of vliegtuig het 'n bekende hoogte. Sommige GPS-ontvangers kan addisionele leidrade of aannames gebruik, soos die hergebruik van die laaste hoogte, doodrekening, traagheidsnavigasie, of inligting van die voertuigrekenaar insluit, om 'n (moontlik afgebreekte) posisie te gee as minder as vier satelliete sigbaar is. [73] [74] [75]

Die huidige GPS bestaan ​​uit drie hoofsegmente. Dit is die ruimtesegment, 'n beheersegment en 'n gebruikersegment. [76] Die Amerikaanse ruimtemag ontwikkel, onderhou en bestuur die ruimte- en beheersegmente. GPS-satelliete saai seine uit die ruimte, en elke GPS-ontvanger gebruik hierdie seine om die driedimensionele ligging daarvan (breedtegraad, lengte en hoogte) en die huidige tyd te bereken. [77]

Ruimtesegment Wysig

Die ruimtesegment (SS) is saamgestel uit 24 tot 32 satelliete, of ruimtevoertuie (SV), in 'n medium baan om die aarde, en bevat ook die laaivormadapters vir die versterkers wat nodig is om hulle in 'n baan te laat loop. Die GPS-ontwerp het oorspronklik 24 SV's gevra, agt elk in drie ongeveer sirkelbane, [78], maar dit is aangepas in ses wentelvlakke met vier satelliete elk. [79] Die ses baanvlakke het 'n helling van ongeveer 55 ° (kantel relatief tot die aarde se ewenaar) en word geskei deur 60 ° regs opgang van die stygende knoop (hoek langs die ewenaar vanaf 'n verwysingspunt tot die kruising van die baan). [80] Die wenteltydperk is 'n halwe sideriese dag, dit wil sê 11 uur en 58 minute sodat die satelliete elke dag oor dieselfde plekke [81] of byna dieselfde plekke [82] gaan. Die wentelbane is so gerangskik dat ten minste ses satelliete altyd binne die siglyn van oral op die aardoppervlak is (sien animasie regs). [83] Die resultaat van hierdie doelstelling is dat die vier satelliete nie eweredig (90 °) van mekaar binne elke baan is nie. In algemene terme is die hoekverskil tussen satelliete in elke baan 30 °, 105 °, 120 ° en 105 ° uitmekaar, wat neerkom op 360 °. [84]

Omwentel op 'n hoogte van ongeveer 20.200 km (12.600 my) baanradius van ongeveer 26.600 km (16.500 mi), [85] elke SV maak twee volledige wentelbane elke dag van die dag, en herhaal dieselfde grondspoor elke dag. [86] Dit was baie nuttig tydens ontwikkeling, want selfs met slegs vier satelliete beteken die korrekte belyning dat al vier elke dag vir 'n paar uur vanaf een plek sigbaar is. Vir militêre operasies kan die grondbaan herhaal word om goeie dekking in gevegsones te verseker.

Met ingang van Februarie 2019 [update], [87], is daar 31 satelliete in die GPS-konstellasie, waarvan 27 op 'n gegewe tydstip in gebruik is, terwyl die res as bystands toegeken word. 'N 32ste is in 2018 bekendgestel, maar vanaf Julie 2019 word dit nog geëvalueer. Meer satelliete wat buite werking gestel is, is in 'n wentelbaan en beskikbaar as onderdele.Die bykomende satelliete verbeter die akkuraatheid van berekeninge deur die GPS-ontvanger deur oortollige metings te verskaf. Met die toenemende aantal satelliete is die konstellasie verander in 'n nie-eenvormige rangskikking. Daar is getoon dat so 'n reëling die akkuraatheid verbeter, maar ook die betroubaarheid en beskikbaarheid van die stelsel verbeter, relatief tot 'n eenvormige stelsel, wanneer verskeie satelliete misluk. [88] Met die uitgebreide konstellasie is nege satelliete gewoonlik te eniger tyd vanaf elke punt op die grond sigbaar, wat aansienlike redundansie verseker oor die minimum vier satelliete wat nodig is vir 'n posisie.

Beheer segment wysig

Die beheersegment (CS) bestaan ​​uit:

  1. 'n hoofbeheerstasie (MCS),
  2. 'n alternatiewe meesterbeheerstasie,
  3. vier toegewyde grondantennes, en
  4. ses toegewyde monitorstasies.

Die MCS het ook toegang tot die Amerikaanse antennas (AFSCN) se satellietbeheernetwerke (vir addisionele bevel- en beheervermoë) en NGA (National Geospatial-Intelligence Agency) monitorstasies. Die vliegroetes van die satelliete word gevolg deur toegewyde US Space Force-moniteringstasies op Hawaii, Kwajalein-atol, Ascension Island, Diego Garcia, Colorado Springs, Colorado en Cape Canaveral, saam met gedeelde NGA-monitorstasies wat in Engeland, Argentinië, Ecuador, Bahrein bedryf word. , Australië en Washington DC. [89] Die opsporingsinligting word na die MCS gestuur op die Schriever-lugmagbasis 25 km (16 myl) ESE van Colorado Springs, wat bestuur word deur die 2de Ruimte-operasieskader (2 SOPS) van die Amerikaanse ruimtemag. Dan kontak 2 SOPS elke GPS-satelliet gereeld met 'n navigasie-opdatering met behulp van toegewyde of gedeelde (AFSCN) grondantennes (GPS-toegewyde grondantennes is geleë in Kwajalein, Ascension Island, Diego Garcia en Cape Canaveral). Hierdie opdaterings sinchroniseer die atoomhorlosies aan boord van die satelliete binne 'n paar nanosekondes van mekaar, en pas die efemere van elke satelliet se interne baanmodel aan. Die opdaterings word geskep deur 'n Kalman-filter wat insette van die grondmoniteringsstasies, ruimte-weerinligting en verskillende ander insette gebruik. [90]

Satellietmanoeuvres is volgens GPS-standaarde nie presies nie. Om die wentelbaan van 'n satelliet te verander, moet die satelliet gemerk word ongesond, sodat ontvangers dit nie gebruik nie. Na die satellietmanoeuvre volg ingenieurs die nuwe baan van die grond af, laai die nuwe efemeris op en merk die satelliet weer gesond.

Die operasionele beheersegment (OCS) dien tans as die kontrolesegment van rekord. Dit bied die bedryfsvermoë wat GPS-gebruikers ondersteun, en hou die GPS in werking en presteer volgens spesifikasies.

OCS het die legendariese hoofraamrekenaar op die Schriever-lugmagbasis suksesvol vervang in September 2007. Na die installering het die stelsel gehelp om opgraderings moontlik te maak en die grondslag te bied vir 'n nuwe veiligheidsargitektuur wat Amerikaanse weermag ondersteun.

OCS sal steeds die grondbeheerstelsel van rekord wees totdat die nuwe segment, Next Generation GPS Operation Control System [6] (OCX), volledig ontwikkel en funksioneel is. Die nuwe vermoëns wat OCX bied, sal die hoeksteen wees vir die rewolusie van GPS se missievermoëns, wat die [91] Amerikaanse ruimtemag in staat stel om GPS-operasionele dienste aan Amerikaanse vegmagte, burgerlike vennote en magdom binnelandse en internasionale gebruikers aansienlik te verbeter. Die GPS OCX-program sal ook die koste, skedule en tegniese risiko verminder. Dit is ontwerp om 50% [92] kostebesparings te bied deur doeltreffende sagteware-argitektuur en prestasiegebaseerde logistiek. Daarbenewens sal GPS OCX na verwagting miljoene minder kos as die koste om OCS op te gradeer, terwyl dit vier keer die vermoë bied.

Die GPS OCX-program is 'n kritieke deel van die GPS-modernisering en bied beduidende verbeterings aan die inligting as die huidige GPS OCS-program.

  • OCX het die vermoë om GPS-erfenissatelliete sowel as die volgende generasie GPS III-satelliete te beheer en te bestuur, terwyl dit die volledige verskeidenheid militêre seine moontlik maak.
  • Gebou op 'n buigsame argitektuur wat vinnig kan aanpas by die veranderende behoeftes van hedendaagse en toekomstige GPS-gebruikers, wat onmiddellike toegang tot GPS-data en konstellasiestatus bied deur middel van veilige, akkurate en betroubare inligting.
  • Bied die krygsvegter meer veilige, optrede en voorspellende inligting om situasiebewustheid te bevorder.
  • Aktiveer nuwe gemoderniseerde seine (L1C, L2C en L5) en beskik oor M-kode, wat die erfenisstelsel nie kan doen nie.
  • Bied beduidende verbeterings aan die inligtingversekering ten opsigte van die huidige program, insluitend die opsporing en voorkoming van kuberaanvalle, terwyl dit tydens sulke aanvalle geïsoleer, bevat en bedryf word.
  • Ondersteun hoër volume naby real-time opdrag en beheer vermoëns en vermoëns.

Op 14 September 2011 [93] kondig die Amerikaanse lugmag die voltooiing van GPS OCX Voorlopige Ontwerpoorsig aan en bevestig dat die OCX-program gereed is vir die volgende fase van ontwikkeling.

Die GPS OCX-program het belangrike mylpale gemis en stoot die bekendstelling daarvan in 2021, vyf jaar na die oorspronklike sperdatum. Volgens die Regeringskantoor lyk selfs hierdie nuwe sperdatum wankelrig. [94]

Gebruikersegment Wysig

Die gebruikersegment (VS) bestaan ​​uit honderdduisende Amerikaanse en verwante militêre gebruikers van die veilige GPS-posisioneringsdiens, en tienmiljoene burgerlike, kommersiële en wetenskaplike gebruikers van die Standard Positioning Service. Oor die algemeen bestaan ​​GPS-ontvangers uit 'n antenne wat ingestel is op die frekwensies wat deur die satelliete, ontvangerverwerkers en 'n baie stabiele klok (dikwels 'n kristaloscillator) gestuur word. Dit kan ook 'n vertoning bevat vir die verskaffing van ligging- en spoedinligting aan die gebruiker. 'N Ontvanger word dikwels beskryf deur sy aantal kanale: dit dui aan hoeveel satelliete dit gelyktydig kan monitor. Oorspronklik beperk tot vier of vyf, het dit mettertyd geleidelik toegeneem sodat ontvangers vanaf 2007 [update] gewoonlik tussen 12 en 20 kanale het. Alhoewel daar baie ontvangervervaardigers is, gebruik hulle byna almal een van die skyfiestelle wat vir hierdie doel vervaardig word. [ aanhaling nodig ]

GPS-ontvangers kan 'n invoer vir differensiële regstellings insluit met behulp van die RTCM SC-104-formaat. Dit is gewoonlik in die vorm van 'n RS-232-poort teen 4800 bis / s spoed. Data word eintlik teen 'n baie laer tempo gestuur, wat die akkuraatheid van die sein wat met RTCM gestuur word, beperk. [ aanhaling nodig ] Ontvangers met interne DGPS-ontvangers kan beter presteer as diegene wat eksterne RTCM-data gebruik. [ aanhaling nodig ] Vanaf 2006 [opdatering] bevat selfs laekoste-eenhede gewoonlik WAS-ontvangers (Wide Area Augmentation System).

Baie GPS-ontvangers kan posisie-data oordra na 'n rekenaar of ander toestel met behulp van die NMEA 0183-protokol. Alhoewel hierdie protokol amptelik gedefinieer word deur die National Marine Electronics Association (NMEA), is [95] verwysings na hierdie protokol saamgestel uit openbare rekords, wat oopbroninstrumente soos gpsd in staat stel om die protokol te lees sonder om wette oor intellektuele eiendom te oortree. [ opheldering nodig ] Daar bestaan ​​ook ander protokolle, soos die SiRF- en MTK-protokolle. Ontvangers kan met ander toestelle koppel met behulp van metodes, insluitend 'n seriële verbinding, USB of Bluetooth.

Hoewel dit oorspronklik 'n militêre projek was, word GPS beskou as 'n tegnologie vir dubbele gebruik, wat beteken dat dit ook belangrike burgerlike toepassings het.

GPS het 'n wydverspreide en nuttige hulpmiddel geword vir handel, wetenskaplike gebruike, opsporing en toesig. Die akkurate tyd van GPS vergemaklik alledaagse aktiwiteite soos bankdienste, selfoonbedrywighede en selfs die beheer van kragnetwerke deur goed gesinkroniseerde afskakelwerk moontlik te maak. [77]

Burgerlike wysiging

Baie burgerlike toepassings gebruik een of meer van die drie basiese komponente van GPS: absolute ligging, relatiewe beweging en tydoordrag.

    : bestudering van die vertraging van troposfeer (herstel van die watervarpinhoud) en ionosfeervertragings (herstel van die aantal vrye elektrone). [96] Herstel van verplasings van die aarde op die oppervlak as gevolg van die druk op die lugdruk. [97]: beide posisionele en kloksinkronisasiedata word gebruik in astrometrie en hemelmeganika en presiese baanbepaling. [98] GPS word ook gebruik in sowel amateursterrekunde met klein teleskope, as deur professionele sterrewagte om buitesolêre planete te vind. : die toepassing van liggings en roetes vir motors en vragmotors om sonder 'n menslike bestuurder te funksioneer. : sowel burgerlike as militêre kartograwe gebruik GPS baie. : kloksinkronisering maak tydoordrag moontlik, wat van kardinale belang is om sy verspreidingskodes met ander basisstasies te sinkroniseer om inter-sel-oorhandiging te vergemaklik en baster GPS / sellulêre posisieopsporing vir mobiele noodoproepe en ander toepassings te ondersteun. Die eerste toestelle met geïntegreerde GPS is in die laat 1990's bekendgestel. Die Amerikaanse federale kommunikasiekommissie (FCC) het die funksie in 2002 in die handset of in die torings (vir gebruik in driehoeke) opdrag gegee, sodat nooddienste 911 bellers kon opspoor. Sagteware-ontwikkelaars van derdepartye het later toegang tot GPS-API's vanaf Nextel verkry, gevolg deur Sprint in 2006, en Verizon kort daarna. : die akkuraatheid van GPS-tydseine (± 10 ns) [99] is tweede as die atoomhorlosies waarop hulle gebaseer is, en word gebruik in toepassings soos GPS-gedissiplineerde ossillators. / nooddienste: baie nooddienste is afhanklik van GPS vir ligging en tydsberekening.
  • GPS-toegeruste radiosondes en dropsondes: meet en bereken die atmosferiese druk, windsnelheid en rigting tot 27 km (89.000 voet) vanaf die aardoppervlak. vir weer- en atmosferiese wetenskaplike toepassings. [100]: word gebruik om kontakverslae met een of meer voertuie in realtime te identifiseer, op te spoor en in stand te hou. : bepaling van Aarde-oriëntasieparameters insluitend die daaglikse en sub-daaglikse poolbeweging, [101] en lengte-van-dag-veranderlikes, [102] Aarde se massamiddelpunt - geosentrumbeweging, [103] en lae-graad swaartekragveldparameters . [104]: voertuigopsporingstelsels, opsporingstelsels vir persone en opsporingstelsels vir troeteldiere gebruik GPS om toestelle op te spoor wat aan 'n persoon, voertuig of troeteldier geheg of gedra word. Die aansoek kan deurlopende opsporing bied en kennisgewings stuur as die teiken 'n aangewese (of 'omheinde') gebied verlaat. [105]: pas koördinate toe op digitale voorwerpe soos foto's (in Exif-data) en ander dokumente vir doeleindes soos om kaartoorleggings met toestelle soos Nikon GP-1 te skep: die gebruik van RTK GPS het verskeie mynboubedrywighede aansienlik verbeter, soos boor graafwerk, voertuigopsporing en opmeting. RTK GPS bied posisionerings akkuraatheid op sentimeter vlak. : Dit is moontlik om GPS-data van verskeie gebruikers te versamel om bewegingspatrone, algemene trajekte en interessante plekke te verstaan. [106]: ligging bepaal watter inhoud u wil vertoon, byvoorbeeld inligting oor 'n naderende belangstelling. : navigators waardeer digitale presiese snelheids- en oriëntasiemetings, sowel as presiese posisies in real-time met ondersteuning van wentel- en klokregstellings. [107] bepaling van satelliete met 'n lae baan met GPS-ontvanger aan boord, soos GOCE, [108] GRACE, Jason-1, Jason-2, TerraSAR-X, TanDEM-X, CHAMP, Sentinel-3, [109] en sommige kubusse, bv. CubETH. : GPS maak 'n baie akkurate tydstempeling van kragstelselmetings moontlik, wat dit moontlik maak om fasore te bereken. : byvoorbeeld Geocaching, Geodashing, GPS-tekening, waymarking en ander soorte mobiele speletjies gebaseer soos Pokémon Go. : realisering en verdigting van die aardse verwysingsraamwerke [110] in die raamwerk van die Global Geodetic Observing System. Samelokalisering in die ruimte tussen satellietlaser wat wissel [111] en mikrogolfwaarnemings [112] vir die afleiding van globale geodetiese parameters. [113] [114]: self-navigerende, outonome robotte met behulp van 'n GPS-sensors, wat breedtegraad, lengte, tyd, spoed en koers bereken. : gebruik in sokker en rugby vir die beheer en ontleding van die oefenlading. [115]: landmeters gebruik absolute liggings om kaarte te maak en eiendomsgrense te bepaal. : GPS laat direkte foutbewegingsmeting van aardbewings toe. Tussen aardbewings kan GPS gebruik word om korsbeweging en vervorming te meet [116] om die opeenhoping van seismiese spanning te skat vir die skep van seismiese gevaarkaarte. : GPS-tegnologie geïntegreer met rekenaars en mobiele kommunikasietegnologie in motornavigasiestelsels.

Beperkings op burgerlike gebruik Wysig

Die Amerikaanse regering beheer die uitvoer van sommige burgerlike ontvangers. Alle GPS-ontvangers wat in staat is om bo 18 km bo seespieël te funksioneer en 500 m / s 2000 km / h 1000 mph, of ontwerp of aangepas vir gebruik met onbemande missiele en vliegtuie, word as wapens geklassifiseer. ) —Wat beteken dat hulle uitvoerlisensies benodig. [117]

Hierdie reël is selfs van toepassing op suiwer burgerlike eenhede wat slegs die L1-frekwensie en die C / A-kode (Coarse / Acquisition) ontvang.

As die operasie buite hierdie perke gedeaktiveer word, stel dit die ontvanger vry van klassifikasie as ammunisie. Verskafferinterpretasies verskil. Die reël verwys na werking op die teikenhoogte en spoed, maar sommige ontvangers hou op om te werk, selfs wanneer hulle stilstaan. Dit het probleme veroorsaak met sommige radio-ballonlanserings wat gereeld 30 km (100.000 voet) bereik.

Hierdie perke is slegs van toepassing op eenhede of komponente wat uit die Verenigde State uitgevoer word. Daar is 'n groeiende handel in verskillende komponente, insluitend GPS-eenhede uit ander lande. Dit word uitdruklik as ITAR-vry verkoop.

Militêre wysiging

Vanaf 2009 bevat militêre GPS-toepassings:

  • Navigasie: Soldate gebruik GPS om doelwitte te vind, selfs in die donker of onbekende gebied, en om die bende en bevoorrading te koördineer. In die Amerikaanse weermag gebruik bevelvoerders die Commander's Digital Assistant en laer range gebruik die Soldaat digitale assistent. [118]
  • Teikenopsporing: Verskeie militêre wapensisteme gebruik GPS om potensiële grond- en lugteikens op te spoor voordat dit as vyandig aangedui word. [aanhaling nodig] Hierdie wapenstelsels gee teikenkoördinate aan presisie-geleide ammunisie om hulle akkuraat teikens te laat inskakel. Militêre vliegtuie, veral in lug-tot-grond-rolle, gebruik GPS om teikens te vind.
  • Rigel- en projektielbegeleiding: GPS laat akkurate teiken op verskillende militêre wapens, insluitend ICBM's, kruisrakette, presisie-geleide ammunisie en artillerie-skulpe. Ingeboude GPS-ontvangers wat versnellings van 12.000 kan weerstaan g of ongeveer 118 km / s 2 (260 000 mph / s) is ontwikkel vir gebruik in 155 millimeter (6,1 inch) haubitsdoppe. [119]
  • Soek en red.
  • Verkenning: Patrolliebeweging kan nouer bestuur word.
  • GPS-satelliete bevat 'n stel detonasie-detektore wat bestaan ​​uit 'n optiese sensor genaamd 'n bhangmeter, 'n röntgensensor, 'n dosimeter en 'n elektromagnetiese puls (EMP) sensor (W-sensor), wat 'n groot deel van die Verenigde State vorm Stelsel vir opsporing van kernkern. [120] [121] Generaal William Shelton het gesê dat toekomstige satelliete hierdie funksie kan laat vaar om geld te bespaar. [122]

GPS-tipe navigasie is die eerste keer in die oorlog gebruik tydens die Persiese Golfoorlog van 1991, voordat GPS in 1995 ten volle ontwikkel is, om die koalisiemagte te help om in die oorlog te navigeer en maneuvers uit te voer. Die oorlog het ook die kwesbaarheid van GPS vir vasgeloop aangetoon, toe Irakse troepe vassitapparate installeer op waarskynlike teikens wat radiogeraas uitstraal, wat die ontvangs van die swak GPS-sein ontwrig. [123]

Die kwesbaarheid van GPS vir vasloop is 'n bedreiging wat voortgaan om te groei soos wat toerusting en ervaring groei. [124] [125] Daar is berig dat GPS-seine deur die jare heen baie keer vir militêre doeleindes vasgesteek is. Dit lyk asof Rusland verskeie doelstellings vir hierdie gedrag het, soos om bure te intimideer terwyl hulle vertroue in hul vertroue op Amerikaanse stelsels ondermyn, hul GLONASS-alternatief bevorder, Westerse militêre oefeninge ontwrig en bates teen hommeltuie beskerm. [126] China gebruik vastrap om Amerikaanse toesigvliegtuie naby die betwiste Spratly-eilande te ontmoedig. [127] Noord-Korea het verskeie groot vassery-operasies naby sy grens met Suid-Korea en die buiteland opgestel, wat vlug-, skeepvaart- en visbedrywighede ontwrig het. [128]

Tydwaarneming wysig

Spring sekondes

Terwyl die meeste horlosies hul tyd aflei van Coordinated Universal Time (UTC), word die atoomhorlosies op die satelliete op "GPS-tyd" gestel. Die verskil is dat GPS-tyd nie gekorrigeer word om by die rotasie van die Aarde te pas nie, dus bevat dit geen skrikkel sekondes of ander regstellings wat gereeld by UTC gevoeg word nie. Die GPS-tyd sou in 1980 ooreenstem met UTC, maar het sedertdien verskil. Die gebrek aan regstellings beteken dat die GPS-tyd konstant verreken word met die Internasionale Atoomtyd (TAI) (TAI - GPS = 19 sekondes). Periodieke regstellings word aan die boordklokke gedoen om dit met die grondhorlosies gesinchroniseer te hou. [129]

Die GPS-navigasieboodskap bevat die verskil tussen GPS-tyd en UTC. Met ingang van Januarie 2017 is die GPS-tyd [update] 18 sekondes voor UTC vanweë die skrikkel sekonde wat op 31 Desember 2016 by UTC gevoeg is. [130] Ontvangers trek hierdie verrekening van die GPS-tyd af om die UTC en spesifieke tydsone waardes te bereken. Nuwe GPS-eenhede wys moontlik eers die regte UTC-tyd nadat die UTC-offset-boodskap ontvang is. Die GPS-UTC-offset-veld kan 255 skrikkel sekondes (agt bisse) akkommodeer.

Akkuraatheid wysig

Die GPS-tyd is teoreties akkuraat tot ongeveer 14 nanosekondes, as gevolg van die klokdrywing wat atoomklokke in GPS-senders ervaar, in verhouding tot die internasionale atoomtyd. [131] Die meeste ontvangers verloor akkuraatheid in die interpretasie van die seine en is slegs akkuraat tot 100 nanosekondes. [132] [133]

Formaat wysig

In teenstelling met die jaar-, maand- en dagformaat van die Gregoriaanse kalender, word die GPS-datum uitgedruk as 'n week- en 'n sekondes-tot-week-nommer. Die weeknommer word as 'n tien bis-veld in die C / A- en P (Y) -navigasieboodskappe oorgedra, en dit word dus elke 1 024 weke (19,6 jaar) weer nul. GPS week zero het op 6 Januarie 1980 om 00:00:00 UTC (00:00:19 TAI) begin, en die weeknommer het op 21 Augustus 1999 vir die eerste keer weer nul geword om 23:59:47 UTC (00 : 00: 19 TAI op 22 Augustus 1999). Dit het die tweede keer om 23:59:42 UTC op 6 April 2019 gebeur. Om die huidige Gregoriaanse datum te bepaal, moet 'n GPS-ontvanger van die benaderde datum voorsien word (tot binne 3.584 dae) om die GPS-datumsein korrek te vertaal. Om hierdie kommer in die toekoms aan te spreek, sal die gemoderniseerde GPS-burgernavigasie (CNAV) 'n 13-bis-veld gebruik wat net elke 8192 weke (157 jaar) herhaal word, wat dus duur tot 2137 (157 jaar na GPS week nul).

Die navigasie-seine wat deur GPS-satelliete versend word, bevat verskillende inligting, insluitend satellietposisies, die toestand van die interne horlosies en die gesondheid van die netwerk. Hierdie seine word op twee afsonderlike draerfrekwensies gestuur wat algemeen is vir alle satelliete in die netwerk.Twee verskillende koderings word gebruik: 'n openbare kodering wat navigasie met laer resolusie moontlik maak, en 'n geënkripteerde kodering wat deur die Amerikaanse weermag gebruik word.

Boodskapformaat Wysig

GPS-boodskapformaat
Subrame Beskrywing
1 Satelliethorlosie,
GPS tydsverhouding
2–3 Ephemeris
(presiese satellietbaan)
4–5 Almanak-komponent
(samevatting van satellietnetwerk,
fout regstelling)

Elke GPS-satelliet saai voortdurend uit a navigasieboodskap op L1 (C / A en P / Y) en L2 (P / Y) frekwensies teen 'n snelheid van 50 bis per sekonde (sien bitrate). Dit neem 750 sekondes (12 + 1 ⁄ 2 minute) om elke volledige boodskap te voltooi. Die boodskapstruktuur het 'n basiese formaat van 'n 1500-bit-lang raam wat bestaan ​​uit vyf subframe, wat elke subframe van 300 bis (6 sekondes) lank is. Subraamwerke 4 en 5 word 25 keer elk onderverdeel, sodat 'n volledige databoodskap die versending van 25 volle rame benodig. Elke subraam bestaan ​​uit tien woorde wat elk 30 bisse lank is. Dus, met 300 bisse in 'n subraam keer 5 subraamwerke in 'n raam tye 25 rame in 'n boodskap, is elke boodskap 37 500 bisse lank. Met 'n transmissiesnelheid van 50 bis / s, gee dit 750 sekondes om 'n volledige almanakboodskap (GPS) uit te stuur. Elke raam van 30 sekondes begin presies op die minuut of 'n halwe minuut soos aangedui deur die atoomhorlosie op elke satelliet. [134]

Alle satelliete saai dieselfde frekwensies uit, en kodeer seine met behulp van CDMA (code code multiple access) sodat ontvangers individuele satelliete van mekaar kan onderskei. Die stelsel gebruik twee verskillende soorte CDMA-koderingstipes: die growwe / verkrygingskode (C / A), wat toeganklik is vir die algemene publiek, en die presiese (P (Y)) kode, wat geënkripteer is sodat slegs die Amerikaanse weermag en ander Navo-lande wat toegang tot die koderingskode gekry het, het toegang daartoe. [137]

Die efemeris word elke 2 uur opgedateer en is voldoende stabiel vir 4 uur, met voorsiening vir opdaterings elke 6 uur of langer in nie-nominale toestande. Die almanak word gewoonlik elke 24 uur opgedateer. Daarbenewens word data vir 'n paar weke daarna opgelaai in die geval van oordragopdaterings wat die oplaai van data vertraag. [ aanhaling nodig ]

Satellietfrekwensies Wysig

GPS-frekwensie-oorsig [138]: 607
Band Frekwensie Beskrywing
L1 1575,42 MHz Grofverkryging (C / A) en geïnkripteerde presisie (P (Y)) kodes, plus die L1 burgerlike (L1C) en militêre (M) kodes op toekomstige Block III-satelliete.
L2 1227,60 MHz P (Y) -kode, plus die L2C- en militêre kodes op die Block IIR-M en nuwer satelliete.
L3 1381,05 MHz Word gebruik vir opsporing van kernontploffing (NUDET).
L4 1379,913 MHz Bestudeer word vir addisionele ionosferiese regstelling.
L5 1176,45 MHz Voorgestel vir gebruik as 'n burgerlike lewensveiligheidsein (SoL).

Alle satelliete saai op dieselfde twee frekwensies uit, 1,57542 GHz (L1-sein) en 1,2276 GHz (L2-sein). Die satellietnetwerk gebruik 'n CDMA-verspreidingsspektrumtegniek [138]: 607 waar die lae-bitrate-boodskapdata gekodeer word met 'n hoë-tempo pseudo-ewekansige (PRN) volgorde wat vir elke satelliet verskil. Die ontvanger moet bewus wees van die PRN-kodes vir elke satelliet om die werklike boodskapdata te rekonstrueer. Die C / A-kode, vir burgerlike gebruik, stuur data teen 1.023 miljoen skyfies per sekonde uit, terwyl die P-kode, vir Amerikaanse militêre gebruik, teen 10,23 miljoen skyfies per sekonde uitstuur. Die werklike interne verwysing van die satelliete is 10.22999999543 MHz om te kompenseer vir relativistiese effekte [139] [140] wat die waarnemers op die aarde 'n ander tydsverwysing laat waarneem ten opsigte van die senders in 'n wentelbaan. Die L1-draer word deur beide die C / A- en P-kodes gemoduleer, terwyl die L2-draer slegs deur die P-kode gemoduleer word. [84] Die P-kode kan geënkripteer word as 'n sogenaamde P (Y) -kode wat slegs beskikbaar is vir militêre toerusting met 'n behoorlike dekripteringsleutel. Beide die C / A- en P (Y) -kodes gee die presiese tyd van die dag aan die gebruiker.

Die L3-sein teen 'n frekwensie van 1,38105 GHz word gebruik om data van die satelliete na grondstasies oor te dra. Hierdie data word deur die NUDET-opsporingstelsel (USNDS) van die Nuclear Detonation (USNDS) gebruik om kernontploffings (NUDET's) in die aarde se atmosfeer en naby die ruimte op te spoor, op te spoor en aan te meld. [141] Een gebruik is die toepassing van verdrae rakende kernverbodstoetse.

Die L4-band by 1,379913 GHz word bestudeer vir addisionele ionosferiese regstelling. [138]: 607

Die L5-frekwensieband by 1.17645 GHz is bygevoeg in die proses van GPS-modernisering. Hierdie frekwensie val binne 'n internasionaal beskermde gebied vir lugvaartnavigasie, wat onder alle omstandighede min of geen steuring belowe nie. Die eerste Block IIF-satelliet wat hierdie sein verskaf, is in Mei 2010 gelanseer. [142] Op 5 Februarie 2016 is die 12de en laaste Block IIF-satelliet gelanseer. [143] Die L5 bestaan ​​uit twee draerkomponente wat in fase-kwadratuur met mekaar is. Elke draagkomponent is 'n tweefase-skuifsleutel (BPSK) wat deur 'n afsonderlike bit-trein gemoduleer word. "L5, die derde burgerlike GPS-sein, sal uiteindelik toepassings op die veiligheid van lugvaart ondersteun en verbeterde beskikbaarheid en akkuraatheid bied." [144]

In 2011 is 'n voorwaardelike kwytskelding toegestaan ​​aan LightSquared om 'n landelike breëbanddiens naby die L1-band te bedryf. Alhoewel LightSquared reeds in 2003 om 'n lisensie aansoek gedoen het om in die band van 1525 tot 1559 te funksioneer en dit vir openbare kommentaar gepubliseer is, het die FCC LightSquared gevra om 'n studiegroep saam met die GPS-gemeenskap te vorm om GPS-ontvangers te toets en probleme te identifiseer wat ontstaan ​​as gevolg van die groter seinvermoë van die LightSquared-aardnetwerk. Die GPS-gemeenskap het eers teen November 2010 beswaar gemaak teen die LightSquared (voorheen MSV en SkyTerra) aansoeke, toe LightSquared aansoek gedoen het om wysiging van sy magtiging vir die aanvullende aardse komponent (ATC). Hierdie indiening (SAT-MOD-20101118-00239) het neergekom op 'n versoek om verskeie orde meer krag in dieselfde frekwensieband vir aardse basisstasies uit te voer, wat in wese 'n 'rustige omgewing' vir die seine uit die ruimte herbenut. die ekwivalent van 'n sellulêre netwerk. Toetse in die eerste helfte van 2011 het getoon dat die impak van die laer 10 MHz spektrum op GPS-toestelle minimaal is (minder as 1% van die totale GPS-toestelle word geraak). Die boonste 10 MHz wat bedoel is vir gebruik deur LightSquared, kan 'n mate van invloed hê op GPS-toestelle. Daar is kommer dat die GPS-sein vir baie verbruikersgebruik ernstig kan afbreek. [145] [146] Lugvaartweek die tydskrif berig dat die jongste toetsing (Junie 2011) bevestig dat GPS deur LightSquared se stelsel beduidend vasgeloop het. [147]

Demodulasie en dekodering Redigeer

Omdat al die satellietseine op dieselfde L1-draagfrekwensie gemoduleer word, moet die seine na demodulasie geskei word. Dit word gedoen deur elke satelliet 'n unieke binêre volgorde toe te ken wat 'n goue kode genoem word. Die seine word na demodulering gedekodeer deur die toevoeging van die goue kodes wat ooreenstem met die satelliete wat deur die ontvanger gemonitor word. [148] [149]

As die almanakinligting voorheen verkry is, kies die ontvanger die satelliete waarna hulle PRN's moet luister, unieke getalle in die reeks 1 tot 32. As die almanakinligting nie in die geheue is nie, gaan die ontvanger in 'n soekmodus totdat 'n slot verkry word op een van die satelliete. Om 'n slot te bekom, is dit nodig dat daar 'n onbelemmerde siglyn van die ontvanger na die satelliet is. Die ontvanger kan dan die almanak bekom en die satelliete bepaal waarna hy moet luister. Aangesien dit die sein van elke satelliet opspoor, identifiseer dit dit deur sy duidelike C / A-kodepatroon. Daar kan 'n vertraging van tot 30 sekondes voor die eerste skatting van die posisie wees as gevolg van die behoefte om die efemeris-data te lees.

Met die verwerking van die navigasieboodskap kan die tyd van die uitsending en die satellietposisie op hierdie tydstip bepaal word. Vir meer inligting, sien Demodulering en dekodering, Gevorderd.

Probleembeskrywing Wysig

Die ontvanger gebruik die boodskappe wat van satelliete ontvang is om die satellietposisies en die gestuurde tyd te bepaal. Die x, y, en Z komponente van satellietposisie en die gestuurde tyd (s) word aangewys as [xi, yi, Zi, si] waar die intekenaar i dui die satelliet aan en het die waarde 1, 2,. n, waar n ≥ 4. Wanneer die tyd van die ontvangs van die boodskap aangedui word deur die ontvangsklok aan boord i, die ware ontvangstyd is ti = ib , waar b is die klok se vooroordeel van die baie akkurater GPS-horlosies wat deur die satelliete gebruik word. Die vooroordeel van die ontvangerklok is dieselfde vir alle ontvangde satellietsignale (as ons aanvaar dat die satelliethorlosies perfek gesinkroniseer is). Die boodskap se transittyd is ibsi , waar si is die satelliet tyd. Gestel die boodskap word met die snelheid van die lig gereis, c, die afgelegde afstand is (ibsi) c .

Vir n satelliete is die vergelykings wat u moet bevredig:

waar di is die meetkundige afstand of omvang tussen ontvanger en satelliet i (die waardes sonder intekenare is die x, y, en Z komponente van ontvangerposisie):

Definiërende skuilplekke soos p i = (t

Aangesien die vergelykings vier onbekendes het [x, y, z, b] - die drie komponente van die GPS-ontvangerposisie en die klokvoorspelling - seine van minstens vier satelliete is nodig om hierdie vergelykings op te los. Dit kan met algebraïese of numeriese metodes opgelos word. Die bestaan ​​en uniekheid van GPS-oplossings word deur Abell en Chaffee bespreek. [70] Wanneer n groter as vier is, is hierdie stelsel te veel bepaal en moet 'n toepaslike metode gebruik word.

Die hoeveelheid fout in die resultate varieer met die satelliete wat in die lug geleë is, aangesien sekere konfigurasies groter foute veroorsaak (wanneer die satelliete wat ontvang word, naby mekaar is). Ontvangers bereken gewoonlik 'n lopende skatting van die fout in die berekende posisie. Dit word gedoen deur die basisresolusie van die ontvanger te vermenigvuldig met hoeveelhede wat die geometriese verdunning van posisie (GDOP) -faktore genoem word, bereken uit die relatiewe lugrigtings van die gebruikte satelliete. [152] Die ontvanger se plek word uitgedruk in 'n spesifieke koördinaatstelsel, soos breedtegraad en lengtegraad met behulp van die WGS 84 geodetiese datum of 'n landspesifieke stelsel. [153]

Meetkundige interpretasie Redigeer

Die GPS-vergelykings kan met numeriese en analitiese metodes opgelos word. Meetkundige interpretasies kan die begrip van hierdie oplossingsmetodes verbeter.

Bolle wysig

Die meetbereike, wat pseudorange genoem word, bevat klokfoute. In 'n vereenvoudigde idealisering waarin die reekse gesinkroniseer word, stel hierdie ware reekse die radius van sfere voor, elk gesentreer op een van die sendersatelliete. Die oplossing vir die posisie van die ontvanger is dan op die kruising van die oppervlaktes van hierdie sfere, sien trilaterasie (meer algemeen, ware-reeks multilaterasie). Seine vanaf minstens drie satelliete is nodig, en hul drie sfere kruis gewoonlik op twee punte. [154] Een van die punte is die ligging van die ontvanger, en die ander beweeg vinnig in opeenvolgende metings en is gewoonlik nie op die aarde se oppervlak nie.

In die praktyk is daar baie bronne van onakkuraatheid behalwe klokvooroordeel, insluitend ewekansige foute, sowel as die potensiaal vir presisieverlies deur getalle naby mekaar af te trek as die middelpunte van die sfere relatief naby mekaar is. Dit beteken dat die posisie wat slegs uit drie satelliete bereken word, waarskynlik nie akkuraat genoeg sal wees nie. Data van meer satelliete kan help as gevolg van die neiging dat willekeurige foute uit die weg geruim word, en ook deur 'n groter verspreiding tussen die sfeer sentrums. Maar terselfdertyd sal meer sfere oor die algemeen nie op 'n stadium kruis nie. Daarom word 'n nabye kruising bereken, gewoonlik via kleinste vierkante. Hoe meer seine beskikbaar is, hoe beter sal die benadering waarskynlik wees.

Hiperboloïede Redigeer

As die skuifafstand tussen die ontvanger en satelliet i en die skuilafstand tussen die ontvanger en satelliet j word afgetrek, bliblj , die algemene vooroordeel van die ontvangerhorlosie (b) kanselleer, wat lei tot 'n verskil in afstande didj . Die lokus van punte met 'n konstante verskil in afstand tot twee punte (hier, twee satelliete) is 'n hiperbool op 'n vlak en 'n hiperboloïed van rewolusie (meer spesifiek 'n tweevoudige hiperboloïed) in die 3D-ruimte (sien Multilaterasie). Dus, vanaf vier pseudorange metings, kan die ontvanger op die kruising van die oppervlaktes van drie hiperboloïede geplaas word, elk met brandpunte by 'n paar satelliete. Met bykomende satelliete is die veelvuldige kruisings nie noodwendig uniek nie, en daar word eerder na 'n beste oplossing gesoek. [70] [71] [155] [156] [157] [158]

Ingeskrewe sfeer Wysig

Die ontvangerposisie kan geïnterpreteer word as die middelpunt van 'n ingeskrewe sfeer (sfeer) van radius bc, gegee deur die ontvanger se klokvooroordeel b (geskal deur die snelheid van die lig c). Die ligging van die sfeer is sodanig dat dit ander sfere raak. Die omskrywingsfere is gesentreer op die GPS-satelliete, waarvan die straal gelyk is aan die gemete pseudorange bli. Hierdie konfigurasie is anders as die hierbo beskryf, waarin die sfere se radiusse die onbevooroordeelde of meetkundige variasies was di. [157] : 36–37 [159]

Hipertone wysig

Die horlosie in die ontvanger is gewoonlik nie van dieselfde gehalte as die satelliete nie en sal nie akkuraat daarmee gesinkroniseer word nie. Dit lewer pseudorange met groot verskille in vergelyking met die ware afstande tot die satelliete. Daarom word die tydsverskil tussen die ontvanger en die satelliet tyd in die praktyk gedefinieer as 'n onbekende klokvooroordeel b. Die vergelykings word dan gelyktydig opgelos vir die ontvangerposisie en die klokvoorspelling. Die oplossing ruimte [x, y, z, b] kan gesien word as 'n vier-dimensionele ruimtetyd, en seine van minstens vier satelliete is nodig. In daardie geval beskryf elkeen van die vergelykings 'n hiperkoon (of sferiese kegel), [160] met die punt aan die satelliet en die basis 'n sfeer rondom die satelliet. Die ontvanger is op die kruising van vier of meer sulke hipertone.

Oplossingsmetodes Wysig

Kleinste vierkante Redigeer

Wanneer meer as vier satelliete beskikbaar is, kan die berekening die vier beste, of meer as vier gelyktydig (tot alle sigbare satelliete) gebruik, afhangende van die aantal ontvangerkanale, verwerkingsvermoë en geometriese verdunning van presisie (GDOP).

Om meer as vier te gebruik, behels 'n oorbepaalde vergelykingstelsel met geen unieke oplossing nie; so 'n stelsel kan opgelos word deur 'n kleinste kwadraat of 'n geweegde kleinste kwadraatmetode. [150]

Iteratiewe wysiging

Beide die vergelykings vir vier satelliete, of die kleinste vierkantevergelykings vir meer as vier, is nie-lineêr en benodig spesiale oplossingsmetodes. 'N Algemene benadering is deur iterasie op 'n gelineariseerde vorm van die vergelykings, soos die Gauss-Newton-algoritme.

Die GPS is aanvanklik ontwikkel met die veronderstelling dat 'n numeriese oplossing-metode met kleinste kwadrate gebruik is - dit wil sê voordat oplossings in geslote vorm gevind is.

Geslote vorm wysig

Een oplossing in geslote vorm vir bogenoemde vergelykings is ontwikkel deur S. Bancroft. [151] [161] Die eienskappe daarvan is veral bekend [70] [71] [162], voorstanders beweer dat dit beter is in lae-GDOP-situasies, vergeleke met iteratiewe metodes met die minste vierkante. [161]

Die metode van Bancroft is algebraïes, in teenstelling met numeries, en kan vir vier of meer satelliete gebruik word. Wanneer vier satelliete gebruik word, is die sleutelstappe omkering van 'n 4x4-matriks en oplossing van 'n enkele veranderlike kwadratiese vergelyking. Die metode van Bancroft bied een of twee oplossings vir die onbekende hoeveelhede. As daar twee is (gewoonlik die geval), is slegs een 'n sinvolle oplossing naby die aarde. [151]

Wanneer 'n ontvanger meer as vier satelliete gebruik vir 'n oplossing, gebruik Bancroft die algemene inverse (d.w.s. die pseudoinverse) om 'n oplossing te vind. Die saak is gemaak dat iteratiewe metodes, soos die Gauss-Newton-algoritme-benadering vir die oplossing van oorbepaalde nie-lineêre kleinste kwadrate (NLLS) -probleme, oor die algemeen akkurater oplossings bied. [163]

Leick et al. (2015) verklaar dat "Bancroft (1985) se oplossing 'n baie vroeë, indien nie die eerste oplossing in geslote vorm is nie." [164] Ander oplossings met geslote vorms is daarna gepubliseer, [165] [166] hoewel die gebruik daarvan onduidelik is.

GPS-foutanalise ondersoek foutbronne in GPS-resultate en die verwagte grootte van die foute. GPS maak regstellings vir die fout van die ontvanger en ander effekte, maar sommige oorblywende foute bly nie reggestel nie. Foutbronne sluit in sein-aankomstydmetings, numeriese berekeninge, atmosferiese effekte (ionosferiese / troposferiese vertragings), efemeris- en klokdata, veelwegseine en natuurlike en kunsmatige steuring. Die omvang van die oorblywende foute uit hierdie bronne hang af van meetkundige akkuraatheidsverdunning. Kunsmatige foute kan voortspruit uit vasgelope toestelle en bedreig skepe en vliegtuie [167] of as gevolg van opsetlike seinagteruitgang deur selektiewe beskikbaarheid, wat die akkuraatheid tot ≈ 6–12 m (20–40 voet) beperk het, maar sedert 1 Mei 2000 afgeskakel is. . [168] [169]

Uitbreiding wysig

Die integrasie van eksterne inligting in die berekeningsproses kan die akkuraatheid wesenlik verbeter. Sulke uitbreidingstelsels word gewoonlik benoem of beskryf op grond van die inligting wat dit ontvang. Sommige stelsels stuur addisionele foutinligting (soos klokafdrywing, efemera of ionosferiese vertraging), ander kenmerk vorige foute, terwyl 'n derde groep addisionele navigasie- of voertuiginligting verskaf.

Voorbeelde van uitbreidingstelsels sluit die Wide Area Augmentation System (WAAS), Europese Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS), Differential GPS (DGPS), inertial navigation systems (INS) en Assisted GPS in. Die standaard akkuraatheid van ongeveer 15 m (49 voet) kan met DGPS tot 3–5 m (9,8–16,4 voet) vergroot word, en met WAAS tot ongeveer 3 m (9,8 voet). [170]

Presiese monitering Wysig

Die akkuraatheid kan verbeter word deur presiese monitering en meting van bestaande GPS-seine op addisionele of alternatiewe maniere.

Die grootste oorblywende fout is gewoonlik die onvoorspelbare vertraging deur die ionosfeer. Die ruimtetuig het ionosferiese modelparameters uitgesaai, maar daar is nog enkele foute. Dit is een van die redes waarom GPS-ruimtetuie op ten minste twee frekwensies, L1 en L2, uitstuur. Ionosferiese vertraging is 'n goed gedefinieerde funksie van frekwensie en die totale elektroninhoud (TEC) langs die baan, dus die meting van die aankomstydsverskil tussen die frekwensies bepaal TEC en dus die presiese ionosferiese vertraging by elke frekwensie.

Militêre ontvangers kan die P (Y) -kode wat op beide L1 en L2 gestuur word, dekodeer. Sonder ontsleutelsleutels is dit steeds moontlik om a te gebruik kodeloos tegniek om die P (Y) kodes op L1 en L2 te vergelyk om baie van dieselfde foutinligting te verkry. Hierdie tegniek is stadig, dus is dit tans slegs beskikbaar op gespesialiseerde opmetingstoerusting. In die toekoms sal addisionele burgerlike kodes na verwagting op die L2- en L5-frekwensies oorgedra word.Alle gebruikers kan dan tweefrekwensie-metings uitvoer en ionosferiese vertragingsfoute direk bereken.

'N Tweede vorm van presiese monitering word genoem Verbetering van draerfase (CPGPS). Dit korrigeer die fout wat ontstaan ​​omdat die pulsoorgang van die PRN nie oombliklik is nie, en die korrelasie (satelliet-ontvanger volgorde-ooreenstemming) dus onvolmaak is. CPGPS gebruik die L1-draagolf, met 'n periode van 1 s 1575.42 × 10 6 = 0.63475 n s ≈ 1 n s < displaystyle < frac <1 , mathrm > <1575.42 keer 10 ^ <6> >> = 0.63475 , mathrm ongeveer 1 , mathrm >, wat ongeveer 'n duisendste van die C / A Goue kode bitperiode van 1 s is 1023 × 10 3 = 977,5 n s ≈ 1000 n s < displaystyle < frac <1 , mathrm > <1023 keer 10 ^ <3> >> = 977.5 , mathrm ongeveer 1000 , mathrm >, om as 'n bykomende kloksein op te tree en die onsekerheid op te los. Die faseverskilfout in die normale GPS beloop 2–3 m (6 ft 7 in – 9 ft 10 in) dubbelsinnigheid. CPGPS wat binne 1% van die perfekte oorgang werk, verminder hierdie fout tot 3 cm (1.2 inch) dubbelsinnigheid. Deur hierdie foutbron uit te skakel, besef CPGPS tesame met DGPS normaalweg tussen 20-30 cm (7,9-111,8 inch) van absolute akkuraatheid.

Relatiewe kinematiese posisionering (RKP) is 'n derde alternatief vir 'n presiese GPS-gebaseerde posisioneringstelsel. In hierdie benadering kan die bepaling van die bereiksein tot 'n presisie van minder as 10 cm (3,9 in) opgelos word. Dit word gedoen deur die aantal siklusse wat die sein versend en ontvang deur die ontvanger op te los deur 'n kombinasie van differensiële GPS (DGPS) -korreksiedata te gebruik, GPS-seinfase-inligting en onduidelikheidsoplossingstegnieke uit te stuur via statistiese toetse - moontlik met werklike verwerking -tyd (intydse kinematiese posisionering, RTK).

Draerfase-opsporing (opmeting) Wysig

'N Ander metode wat gebruik word in die opname van toepassings, is die dop van die draerfase. Die tydperk van die draagfrekwensie vermenigvuldig met die ligsnelheid gee die golflengte, wat ongeveer 0,19 m (7,5 duim) vir die L1-draer is. Nauwkeurigheid binne 1% van die golflengte by die opsporing van die voorrand verminder hierdie komponent van pseudorange-fout tot so min as 2 mm (0,079 in). Dit kan vergelyk word met 3 m (9,8 ft) vir die C / A-kode en 0,3 m (1 ft 0 in) vir die P-kode.

Die akkuraatheid van 2 mm vereis dat die totale fase gemeet moet word — die aantal golwe vermenigvuldig met die golflengte plus die breukgolflengte, wat spesiaal toegeruste ontvangers benodig. Hierdie metode het baie landmetings. Dit is akkuraat genoeg om die baie stadige bewegings van tektoniese plate intyds op te spoor, gewoonlik 0-100 mm (0,0-3,9 in) per jaar.

Drievoudige verskil, gevolg deur numeriese wortelvonds, en die tegniek met die kleinste vierkante kan die posisie van een ontvanger skat, gegewe die posisie van 'n ander. Bereken eers die verskil tussen satelliete, dan tussen ontvangers en laastens tussen tydperke. Ander bevele om verskille te neem, is ewe geldig. Gedetailleerde bespreking van die foute word weggelaat.

Foute van die ontvangerklok kan ongeveer geëlimineer word deur die fases wat van satelliet 1 gemeet word, te verskil met dié van satelliet 2 in dieselfde tydvak. [171] Hierdie verskil word aangedui as Δ s (ϕ 1, 1, 1) = ϕ 1, 2, 1 - ϕ 1, 1, 1 < displaystyle Delta ^( phi _ <1,1,1>) = phi _ <1,2,1> - phi _ <1,1,1 >>

Dubbele verskil [172] bereken die verskil van satellietverskil van ontvanger 1 van dié van ontvanger 2. Dit elimineer ongeveer satellietklokfoute. Hierdie dubbele verskil is:

Drievoudige verskil [173] trek die ontvangerverskil van tyd 1 af van die van tyd 2. Dit elimineer die dubbelsinnigheid wat verband hou met die integrale aantal golflengtes in die draerfase, mits hierdie onduidelikheid nie mettertyd verander nie. Die resultaat van die driedubbele verskil elimineer dus feitlik alle klokvooroordeelfoute en die heelgetal-onduidelikheid. Atmosferiese vertraging en satelliet-efemeris-foute is aansienlik verminder. Hierdie driedubbele verskil is:

Driedubbele verskil resultate kan gebruik word om onbekende veranderlikes te skat. As die posisie van ontvanger 1 byvoorbeeld bekend is, maar die posisie van ontvanger 2 onbekend, kan dit moontlik wees om die posisie van ontvanger 2 te skat met behulp van numeriese wortelvonds en kleinste vierkante. Drievoudige verskilresultate vir drie onafhanklike tydpare kan voldoende wees om die drie posisie-komponente van ontvanger 2 op te los. Dit kan 'n numeriese prosedure vereis. [174] [175] 'n Benadering van die posisie van ontvanger 2 is nodig om so 'n numeriese metode te gebruik. Hierdie aanvanklike waarde kan waarskynlik verskaf word uit die navigasieboodskap en die kruising van sfeeroppervlaktes. So 'n redelike skatting kan die sleutel tot suksesvolle multidimensionele wortelbevinding wees. Iterasie van drie tydpare en 'n redelike goeie aanvangswaarde lewer een waargenome drievoudige verskilresultaat vir die posisie van ontvanger 2. Die verwerking van addisionele tydpare kan die akkuraatheid verbeter en die antwoord met veelvuldige oplossings oordefinieer. Kleinste vierkante kan 'n oorbepaalde stelsel skat. Kleinste vierkante bepaal die posisie van ontvanger 2 wat die beste pas by die waargenome drievoudige verskil resultate vir ontvanger 2 posisies onder die kriterium om die som van die vierkante te minimaliseer.

In die Verenigde State word GPS-ontvangers gereguleer onder die Federal Communications Commission (FCC) se Deel 15-reëls. Soos aangedui in die handleidings van GPS-geaktiveerde toestelle wat in die Verenigde State verkoop word, as 'n Deel 15-toestel, moet dit "enige interferensie wat ontvang word, insluitend interferensie wat ongewenste werking kan veroorsaak, aanvaar." [176] Met betrekking tot veral GPS-toestelle, verklaar die FCC dat vervaardigers van GPS-ontvangers "ontvangers moet gebruik wat redelikerwys diskrimineer teen die ontvangs van seine buite hul toegekende spektrum." [177] Die afgelope dertig jaar het GPS-ontvangers langs die Mobile Satellite Service-band gewerk en die ontvangs van mobiele satellietdienste, soos Inmarsat, sonder enige probleem gediskrimineer.

Die spektrum wat toegeken word vir GPS L1-gebruik deur die FCC, is 1559 tot 1610 MHz, terwyl die spektrum wat toegewys is vir satelliet-tot-grond-gebruik wat deur Lightsquared besit word, die mobiele satellietdiensband is. [178] Sedert 1996 het die FCC die lisensie-gebruik van die spektrum wat die GPS-band van 1525 tot 1559 MHz aan die Virginia-maatskappy LightSquared toelaat, toegelaat. Op 1 Maart 2001 ontvang die FCC 'n aansoek van LightSquared se voorganger, Motient Services, om hul toegekende frekwensies te gebruik vir 'n geïntegreerde satelliet-aardse diens. [179] In 2002 het die Amerikaanse GPS-nywerheidsraad tot 'n OOBE-ooreenkoms met LightSquared gekom om te keer dat uitsendings vanaf LightSquared se grondstasies uitsendings na die naburige GPS-band van 1559 tot 1610 MHz uitstuur. [180] In 2004 het die FCC die OOBE-ooreenkoms aangeneem in sy magtiging vir LightSquared om 'n grondnetwerk aan hul satellietstelsel - bekend as die Ancillary Tower Components (ATC's) - te ontplooi - "Ons sal MSS ATC magtig onderhewig aan voorwaardes wat verseker dat die toegevoegde aardse komponent aanvullend bly tot die belangrikste MSS-aanbod. Ons is nie van plan of sal toelaat dat die aardse komponent 'n losstaande diens word nie. ' [181] Hierdie magtiging is hersien en goedgekeur deur die Amerikaanse interdepartementale radioadvieskomitee, wat die Amerikaanse departement van landbou, Amerikaanse ruimtemag, Amerikaanse leër, Amerikaanse kuswag, federale lugvaartadministrasie, nasionale lugvaart- en ruimteadministrasie (NASA), VS insluit. Departement van Binnelandse Sake en Amerikaanse Departement van Vervoer. [182]

In Januarie 2011 het die FCC LightSquared se groothandelskliënte soos Best Buy, Sharp en C Spire voorwaardelik gemagtig om slegs 'n geïntegreerde satelliet-gronddiens van LightSquared aan te koop en daardie geïntegreerde diens weer te verkoop op toestelle wat toegerus is vir slegs gebruik die grondsein met behulp van die toegekende frekwensies van 1525 tot 1559 MHz deur LightSquared. [183] ​​In Desember 2010 het vervaardigers van GPS-ontvangers kommer uitgespreek oor die FCC dat LightSquared se sein met GPS-ontvanger toestelle sou inmeng [184], hoewel die beleidsoorwegings van die FCC tot die Januarie 2011-bevel nie betrekking het op enige voorgestelde veranderinge aan die maksimum aantal nie. van LightSquared-stasies op die grond of die maksimum krag waarop hierdie stasies kan werk. Die bevel van Januarie 2011 maak die finale magtiging afhanklik van studies oor GPS-steuringsprobleme wat deur 'n LightSquared-geleide werkgroep saam met die GPS-industrie en die deelname van die federale agentskap uitgevoer word. Op 14 Februarie 2012 het die FCC 'n proses begin om LightSquared se voorwaardelike kwytskeldingsbevel te ontruim op grond van die gevolgtrekking van die NTIA dat daar tans geen praktiese manier was om potensiële GPS-steuring te versag nie.

GPS-ontvangervervaardigers ontwerp GPS-ontvangers om spektrum buite die GPS-toegekende band te gebruik. In sommige gevalle is GPS-ontvangers ontwerp om tot 400 MHz spektrum in beide rigtings van die L1-frekwensie van 1575,42 MHz te gebruik, omdat mobiele satellietdienste in daardie streke van ruimte na grond uitsaai, en op kragvlakke wat ooreenstem met mobiele satellietdienste. . [185] Soos gereguleer onder die FCC se Deel 15-reëls, is GPS-ontvangers nie gewaarborg om te beskerm teen seine buite die GPS-toegekende spektrum nie. [177] Dit is waarom GPS langs die Mobile Satellite Service-band funksioneer, en ook waarom die Mobile Satellite Service-band langs GPS funksioneer. Die simbiotiese verhouding van spektrumtoewysing verseker dat gebruikers van albei bande in staat is om samewerkend en vry te werk.

Die FCC het reëls in Februarie 2003 aanvaar wat toegelaat het dat lisensiehouers van Mobile Satellite Service (MSS) soos LightSquared 'n klein aantal bykomstige grondtorings in hul gelisensieerde spektrum kon konstrueer om 'doeltreffender gebruik van die landelike draadlose spektrum te bevorder'. [186] In die 2003-reëls het die FCC gesê: "As 'n voorlopige aangeleentheid word verwag dat aardse [kommersiële mobiele radiodiens (" CMRS ")] en MSS ATC verskillende pryse, dekking, produkaanvaarding en verspreiding sal hê, daarom sal die twee dienste op die beste blyk dit onvolmaakte plaasvervangers vir mekaar te wees wat in oorwegend verskillende marksegmente sal werk. MSS ATC sal waarskynlik nie direk met aardse CMRS meeding om dieselfde klantebasis nie. " In 2004 het die FCC duidelik gemaak dat die torings op die grond aanvullend sou wees, en het opgemerk dat "Ons sal MSS ATC magtig onderhewig aan voorwaardes wat verseker dat die toegevoegde aardse komponent aanvullend bly tot die vernaamste MSS-aanbod. Ons is nie van plan nie, en ook nie toelaat dat die aardse komponent 'n losstaande diens word. ' [181] In Julie 2010 het die FCC verklaar dat hy verwag dat LightSquared sy gesag sal gebruik om 'n geïntegreerde satellietdienste aan te bied om 'mobiele breëbanddienste te lewer soortgelyk aan dié wat deur landelike mobiele verskaffers gelewer word en die mededinging in die mobiele breëbandsektor verhoog.' [187] GPS-ontvangervervaardigers het aangevoer dat LightSquared se gelisensieerde spektrum van 1525 tot 1559 MHz nooit in die vooruitsig gestel is om gebruik te word vir hoëspoed draadlose breëband op grond van die FCC ATC-uitsprake van 2003 en 2004 nie, wat duidelik maak dat die Ancientary Tower Component (ATC) sou wees , eintlik, aanvullend tot die primêre satellietkomponent. [188] Om openbare steun te bied vir pogings om die FCC-magtiging van 2004 van LightSquared se aanvullende aardkomponent voort te sit teenoor 'n eenvoudige grondgebaseerde LTE-diens in die Mobile Satellite Service-band, het die GPS-ontvangervervaardiger Trimble Navigation Ltd. die "Coalition To Save Our" gevorm GPS. " [189]

Die FCC en LightSquared het elkeen openbare beloftes aangegaan om die probleem met GPS-interferensie op te los voordat die netwerk toegelaat word. [190] [191] Volgens Chris Dancy van die Association for Aircraft Owners and Pilots Association, kan lugdiensvlieëniers met die tipe stelsels wat geraak word "van koers gaan en dit nie eers besef nie." [192] Die probleme kan ook 'n invloed hê op die opgradering van die Federale Lugvaartadministrasie na die lugverkeerbeheerstelsel, die leiding van die Verenigde State se verdedigingsdepartement en plaaslike nooddienste, waaronder 911.

Op 14 Februarie 2012 het die FCC na LightSquared se beplande nasionale breëbandnetwerk oorgegaan nadat hy deur die National Telecommunications and Information Administration (NTIA), die federale agentskap wat die spektrumgebruik vir die militêre en ander federale regeringsentiteite koördineer, in kennis gestel is dat 'daar geen praktiese manier om potensiële inmenging op die oomblik te versag nie ". [193] [194] LightSquared daag die FCC se optrede uit. [ moet opgedateer word ]


Waar ou satelliete gaan sterf

Krediet: Europese organisasie vir die ontginning van meteorologiese satelliete (EUMETSAT)

Meteosat-7, EUMETSAT se oudste meteorologiese satelliet, begin sy laaste reis na die groot kerkhofbaan in die lug.

Na byna 20 jaar diens - 'n merkwaardige prestasie, gegewe die verwagte leeftyd van vyf jaar - sal 'n reeks maneuvers uitgevoer word om die satelliet uit sy huidige geostasionêre baan, 36.000 km bo die aarde, te neem na sy nuwe en laaste rus plek.

Dus, wat is die 'kerkhofbaan', waarom het ons een nodig en hoe sal Meteosat-7 daar aankom?

Bevolkingsgroei lei tot vrees vir gesondheid en veiligheid

Vandag vlieg duisende satelliete op verskillende soorte wentelbane om die aarde.

Aangesien satelliete 'n beperkte lewensduur het, moet sorg gedra word dat ruimtetuie wat nie meer in werking is nie en vanaf die aarde beheer kan word, geen risiko inhou vir ander wat dieselfde ruimte deel nie.

Satelliete wat om die aarde wentel - soos EUMETSAT se Metop-ruimtetuig, wat op 817 km op die planeet wentel op 'n pad wat hulle oor die pole neem - moet vandag aan die einde van hul diens genoeg brandstof bespaar om die bestuurders in staat te stel om hulle te manoeuvreer. na 'n laer baan wat hulle binne 25 jaar weer in die atmosfeer van die aarde sal laat binnedring en opbrand.

Soos verklaar EUMETSAT Flight Dynamics Engineer Milan Klinc, is dit egter 'n onmoontlike scenario aan die einde van die lewe vir geostationêre satelliete, soos Meteosat-7 en die meer moderne Meteosat-tweede generasie satelliete (MSG), wat om die aarde wentel op 'n hoogte van 36.000 km .

"Geen satelliete kan van daar af weer die aarde se atmosfeer binnedring nie," het Klinc gesê.

'Dit sal vereis dat die satelliet te veel dryfmiddel moet dra - dit sal te swaar wees.

Meteosat-7. Krediet: Europese organisasie vir die ontginning van meteorologiese satelliete (EUMETSAT)

"Die beste wat hulle kan doen is om die satelliet se hoogte duidelik te verhoog."

Die beskerming van die geostasionêre wentelbaanstreek

Die "kerkhofbaan" is nie 'n werklike baan nie, maar eerder 'n streek waar ou satelliete nie 'n bedreiging vir diegene wat nog in diens is, sal inhou nie. Hierdie beskermde streek is op 'n geostasionêre hoogte (36.000 km) plus 200 km gestel, het Klinc verduidelik.

Aanvanklik is hierdie oplossing bereik deur 'n ooreenkoms tussen verskillende ruimteagentskappe. Dit het egter formeler geword deur 'n aanbeveling van die Inter-Agency Space Debris Coordinating Committee (IADC), wat 'n internasionale regeringsforum is wat aktiwiteite koördineer wat verband hou met die kwessies van mensgemaakte en natuurlike ruimtelike afval.

Daar is nou 'n ISO-standaard (International Organization for Standardization) wat verband hou met die versagting van ruimte-puin.

'U moet, met 'n waarskynlikheid van 90 persent, teiken dat u hierdie 200 km-streek sal verwyder,' het Klinc gesê.

"Ons sal waarskynlik 500 tot 600 km bokant die geostasionêre beskermde streek met Meteosat-7 bereik."

Sodra die satelliet 'n veilige afstand van die geostasionêre beskermde streek bereik het, sal voorkomende maatreëls getref word om die potensiaal vir die ontbinding van die satelliet in die toekoms te beperk.

Hierdie maatreëls sluit in: die verwydering van al die oorblywende dryfstof en drukgas wat nog in die tenksisteem voorkom, die batterye ontlaai en ontkoppel, oortollige pirotegniese toestelle afskakel en byna al die toerusting aan boord afskakel.

'N Grafiese illustrasie (nie volgens skaal nie) van die brandmanoeuvres wat nodig is om Meteosat-7 om die wentelbaan te wentel. Krediet: Europese organisasie vir die ontginning van meteorologiese satelliete (EUMETSAT)

Om hierdie kerkhofbaan te bereik, sal Meteosat-7 'n reeks "brandmanoeuvres" ondergaan, elke halwe baan, om die hoogte daarvan in stadia te verhoog.

"Ons het dit so ontwerp dat ons die beskermde streek na verbranding nommer drie sal verwyder," sê Klinc.

"Ons het 'n marge vir onsekerhede toegelaat en sal voortgaan om hoër op te beweeg, met tot nege brandmanewes."

Meteosat-7 is 'n draaiende satelliet wat 100 keer per minuut draai. Terselfdertyd as dit weer omwentel word, sal die satelliet sy draaitempo verlaag deur sorgvuldig te kies watter skroef om in die baanmanoeuvres te gebruik.

Klinc word erken dat hy hierdie tegniek vir die eerste keer vir Meteosat-satelliete voorgestel het. Dit is suksesvol gebruik met Meteosat-5, wat in 2007 na die kerkhofbaan teruggetrek is, en Meteosat-6, in 2011. In beide gevalle is 'n beduidende verlaging van die uiteindelike satellietdraai-koers behaal sonder enige ekstra brandstofkoste.

Dit is nodig om die sentrifugale vragte op die satellietstruktuur te verminder en te verseker dat as 'n stuk van die satelliet na 100 jaar in die kerkhofbaan sou wegbreek, dit nie weer in die beskermde geostasionêre gebied sou ingedryf word deur die ruimtetuig draai.

'N Laaste rusplek?

Die "kerkhofbaan" is dus nie regtig 'n baan nie, en die term is ook in 'n ander opsig misleidend.

Eendag kan dit heel moontlik nie die laaste rusplek vir ou satelliete wees nie, het Klinc gesê.

Die aantal satelliete in die kerkhofbaan is waarskynlik al honderde en met meer nuwe ruimtetuie wat jaarliks ​​gelanseer word, kan hierdie streek ook te druk raak.

Die bekendstelling van Meteosat-7 op 2 September 1997. Krediet: Europese organisasie vir die ontginning van meteorologiese satelliete (EUMETSAT)

"Ruimte-puin is 'n groot probleem," het Klinc gesê.

'Ons besef dat die kerkhofbaan slegs 'n tydelike oplossing kan wees.

"Ons is nog net in die vroeë, teoretiese stadiums, maar ons moet kyk na 'n permanente oplossing wat die verwydering of versameling van die ou satelliete insluit."

Die Meteosat-program is erken as 'n groot Europese sukses in die Ruimte-strategie vir Europa wat in Oktober 2016 deur die EG goedgekeur is.

Meteosat-7 is op 2 September 1997 van stapel gestuur en was die laaste van die eerste generasie Meteosat-satelliete.

Die eerste generasie Meteosat-satelliete het 'n verwagte leeftyd van vyf jaar gehad. Die feit dat Meteosat-7 data en beelde aangehou het om lewens en eiendom te red en byna 20 jaar ekonomiese verlies te voorkom, is 'n bewys van robuuste ontwerp en verstandige vlugbedrywighede.

Na die aanvangs- en inbedryfstellingsfase was Meteosat-7 op 0 ° lengtegraad gestasioneer totdat dit in 2006 na 57 ° O beweeg het om Meteosat-5 te vervang deur die diensdiens van die Indiese Oseaan (IODC). Teen daardie tyd het MSG-satelliete die 0 ° -diens oorgeneem.

Meteosat-7 word ontmantel en afgeskakel, wat 'n einde maak aan 'n baie suksesvolle missie. Omdat dit die laaste reeks van die eerste generasie is, sal dit ook die einde wees van die 40 jaar lange geskiedenis van wat die eerste Europese meteorologiese satellietstelsel in 'n geosinchrone baan was.

Meteosat-8, EUMETSAT se eerste MSG-satelliet, is verlede jaar geskuif na 41,5 ° O om oor te neem van Meteosat-7, wat IODC-dekking bied in 'n multi-vennoot-reëling met Indiese, Chinese en Japannese geostasionêre satelliete.


Die ionosfeer en die troposfeer

P A Bradley BSc MSc CEng MIEE, J A Lane DSc CEng FIEE FInstP, in Telecommunications Engineer & # x27s Naslaanboek, 1993

9.9 Troposferiese effekte in ruimtekommunikasie

In ruimtekommunikasie, met 'n aardstasie as een eindpunt, ontstaan ​​daar verskeie probleme as gevolg van brekings-, absorpsie- en verstrooiingseffekte, veral by mikrogolf frekwensies. Vir lae hoogtehoeke van die Aarde-stasiebundel is dit dikwels nodig om die breking wat deur die troposfeer geproduseer word, te evalueer, d.w.s. om die fout in die waargenome ligging van 'n satelliet te bepaal. Die grootste deel van die buiging vind plaas in die eerste twee kilometer bokant die grond en daar is 'n statistiese korrelasie tussen die grootte van die effek en die brekingsindeks aan die oppervlak. Vir navigasie-stelsels met 'n hoë presisie en baie smal balke is dit dikwels nodig om die veranderlikheid van brekingseffekte van meetweergawes van die brekingsindeks as 'n funksie van hoogte te evalueer. 'N Verwante verskynsel wat belangrik is in opsporingstelsels is die fasevervorming in die golffront as gevolg van brekingsindeksskommelings, 'n kenmerk wat nou verband hou met die agteruitgang van die wins. Hierdie fasevervorming beïnvloed ook die stabiliteit van frekwensies wat deur die troposfeer oorgedra word.

Absorpsie in helder lug kan die keuse van frekwensies, bo ongeveer 40 GHz, beïnvloed om interaksie tussen ko-kanale te verminder. Figuur 9.9 toon die hoogtepuntverswakking vanaf seevlak vir 'n gemiddelde helder atmosfeer as 'n funksie van frekwensie. Dit illustreer die 'venster'-streke wat in die opname van voortplantingswyses genoem word. Vanaf 'n hoogte van 4 km sou die waardes ongeveer 'n derde van die waarde wees. Dit dui op die potensiële toepassing van frekwensies bo 40 GHz vir kommunikasie op paaie bo die onderste lae van die troposfeer.

Figuur 9.9. Zenith-verswakking (dB) in helder lug

Wolke lewer 'n ekstra verlies, afhangend van hul vloeistof-waterinhoud. Laag-tipe wolk (stratocumulus) sal nie addisionele verswakking van meer as ongeveer 2dB veroorsaak nie, selfs nie by 140 GHz nie. Aan die ander kant sal cumulonimbus oor die algemeen verskeie desibel by die totale verswakking voeg, die presiese waarde afhangend van frekwensie en wolkdikte.

Absorpsie in neerslag (sien Figuur 9.7 (a) is reeds genoem met betrekking tot aardse stelsels. Waterdruppels verswak mikrogolwe sowel deur verspreiding as deur absorpsie. As die golflengte aansienlik groter is as die druppelgrootte, word die verswakking byna geheel en al veroorsaak deur Vir streng berekenings van absorpsie is dit nodig om 'n druppelgrootteverdeling te spesifiseer, maar dit is in die praktyk baie wisselvallig en gevolglik word 'n merkbare verspreiding oor die teoretiese waarde in eksperimentele metings gevind. Statistiese inligting oor die vertikale verspreiding van reën is baie beperk. Dit maak die voorspelling van die betroubaarheid van ruimteskakels moeilik en beklemtoon die waarde van gemete data. Sommige resultate wat verkry is met die son as buiteaardse bron, word in Figuur 9.10 getoon.

Figuur 9.10. Gemeten waarskynlikheidsverdeling van verswakking A op aarde-ruimtepad by 19 GHz (suid-Engeland: hoogtehoeke 5 ° tot 40 °. Gegewens van sonmeter-radiometers)

Verspreiding van reën (en yskristalle op en bo die vriespunt in die atmosfeer) kan beduidende interferensie veroorsaak op landkanale en ruimtestelsels met mede-kanaal, selfs as die balke van die twee stelsels nie op 'n groot sirkelpad na mekaar gerig is nie. verstrooiing is, tot 'n eerste benadering, isotroop. Dit kan ook belangrik wees in die geval van twee aardstasies met balke wat ver bo die horison verhewe is: byvoorbeeld met die een 'n voederskakel-sender na 'n uitsaaisatelliet en die ander 'n ontvanger in die vaste-satellietdiens. Hierdie manier van steuring kan oorheersend wees wanneer heuwels of ander hindernisse 'terreinafskerming' bied teen seine wat via 'n buis afkom.

Omdat neerslag (en in 'n mindere mate atmosferiese gasse) mikrogolwe absorbeer, straal dit ook 'n termiese geluid uit. Dit is dikwels handig om dit te spesifiseer in terme van 'n ekwivalente swartliggaamstemperatuur of bloot geraas temperatuur vir 'n antenna wat in 'n bepaalde rigting wys. Met radiometers en ontvangers met 'n lae geraas is dit nou moontlik om hierdie troposferiese geraas te meet en dit die belangrikheid as 'n faktor in die beperking van die prestasie van 'n mikrogolf-aarde-ruimteskakel te bepaal. Vir 'n volledige oplossing is dit nodig om nie net direkte straling na die hoofstraal te oorweeg nie, maar ook grondweerkaatsde straling, en die emissie van die grond self, deur middel van sy- en ruglobbe by die ontvanger aan te kom. Vanuit die meteorologiese oogpunt kan radiometer-sondes (vanaf die grond, vliegtuie, ballonne of satelliete) nuttige inligting verskaf oor troposferiese en stratosferiese struktuur. Absorpsie in neerslag word ernstig by frekwensies van meer as 30 GHz en skittereffekte neem ook toe in die millimeter-reeks. Vir ruimteskakels in of naby die vertikale rigting kan die betroubaarheid van die stelsel egter voldoende wees vir praktiese toepassing, selfs by golflengtes so laag as 3-4 mm. Boonop kan ontvangers in verskillende ruimtes gebruik word om die gevolge van swaar reën tot die minimum te beperk.

In onlangse jare is uitgebreide studies van voortplantingseffekte (verswakking, skittering, ens.) Uitgevoer deur direkte metings met behulp van satellietuitsendings. Spesiale klem is gelê op frekwensies tussen 10 en 30 GHz, in die lig van die effek van neerslag op verswakking en stelselgeraas. Besonderhede word in Verslag 564 van die CCIR gegee. Vir tipiese hoogtehoeke van 30 ° tot 45 °, is die totale verswakking wat vir 0.01 en amp van die tyd oorskry word, waardes van die volgende volgorde:

Eksperimentele werfverskeidenheid met behulp van satellietuitsendings toon dat die afstand tussen 5–10 km op die terrein 'n nuttige verbetering in betroubaarheid kan lewer. Die verbetering kan egter afhang van die webwerfmeetkunde en van topografiese effekte. By frekwensies hierbo sê 15 GHz, kan die voordeel van die diversiteit van die werf redelik klein wees as die terreine so gekies word dat swaar reën in byvoorbeeld frontale stelsels geneig is om beide terreine gelyktydig te beïnvloed.

Frekwensie hergebruik word beoog in ruimtetelekommunikasiestelsels deur middel van ortogonale polarisasie. Maar hierdie tegniek word beperk deur depolarisasie as gevolg van reën en yswolke en, in mindere mate, deur die stelselantennes. Eksperimentele data oor polarisasievervorming, verkry deur satellieteksperimente, word in CCIR Verslag 564 gegee.

Verdere data is steeds nodig, veral vanaf satellietuitsendings en teen frekwensies tot minstens 40 GHz. In hierdie konteks is die beskikbaarheid van seine vanaf 1989 van die Olympus-satelliet op 12, 20 en 30 GHz belangrik. Daar word ook metings op 20, 40 en 50 GHz op die ITALSAT-satelliet beplan. Maar daar is nog steeds 'n behoefte aan verbeterde voorspellings vir ontvangs in lae-breedtegraad (ekwatoriale) streke. Dit is onlangs die onderwerp van studie in 'n werkgroep van die CCIR.


Waarom eindig boë van satelliete skielik as dit vanaf die aarde waargeneem word - Sterrekunde

In antwoord op die vraag "Wissel die swaartekrag oor die aardoppervlak?", Het u gesê dat die swaartekrag minder aan die bokant van die berg sou wees. Everest. U gebruik die formule 1 / R 2 as basis vir u antwoord. Dit lyk my dat die vergelyking net werk as u die oppervlak van die aarde verlaat. Ek sê dit, want as jy in die aarde wegsak, neem die swaartekrag af totdat jy die middelpunt bereik waar dit 0. En as jy massa sou toevoeg aan die totale oppervlak van die aarde, namate dit groter word, alhoewel jy verder beweeg vanaf sy middelpunt, sou die swaartekrag toeneem. Ek neem aan dat u verwys na 'n teoretiese oppervlak van die aarde waar die swaartekrag maksimaal is. In daardie geval, aangesien Mt. Everest is bo die oppervlak, die swaartekrag sal minder wees. My vraag is dit (uiteindelik): Sou ek in Death Valley minder weeg as op seevlak (alle ander dinge gelykstaande)?

Die swaartekrag wat u op die oppervlak van die aarde voel staan, hang van twee dinge af. Hulle is:

  1. Jou afstand vanaf die middelpunt van die aarde, R
  2. Die massa binne die radius R, M (R)

Punt 2 is eintlik nogal subtiel. Dit is slegs die massa binne die radius waarteen u is, wat die swaartekrag wat u voel, beïnvloed. Dit is miskien nie onmiddellik voor die hand liggend nie, maar daar is 'n netjiese stelling wat voorgraadse fisika-hoofvakke deurgaan wat dit bewys (ten minste in die geval van 'n sferies-simmetriese voorwerp).

As u dus deur die aarde na die middelpunt getonnel het, sou daar geen massa ingeslote wees nie, reg by R = 0, dus is daar geen netto swaartekrag nie. Sodra u bo die hoogste bergpiek gaan, is die massa van die aarde binne u posisie en verander die massa dus nie meer met 'n radius nie en is die 1 / R2-wet direk van toepassing. Tussen hierdie twee uiterstes is daar 'n uitspeelstryd. As u verder van die middelpunt van die aarde af beweeg, val die swaartekrag soos 1 / R 2, maar die massa binne R sluit ook effens toe, dus sal die netto verandering in swaartekrag iets anders wees.

Vir 'n sfeer met 'n eenvormige digtheid, neem die massa toe met 'n radius soos R3, dus as u deur 'n sfeer beweeg, moet die netto swaartekrag verander in verhouding tot R. Sodra u buite die oppervlak van die sfeer kom krag val dan af soos 1 / R 2.

Die aarde is nie 'n eenvormige sfeer. Dit is baie sentraal gekonsentreerd, dus is die verandering van die massa met die radius baie minder as R 3 sodra u buite die kern kom. Bo die oppervlak van die Aarde is die verandering in die massa met u hoogte baie klein in vergelyking met die totale massa, so die 1 / R 2-wet werk redelik goed, maar u sê tereg dat dit 'n vereenvoudiging is.

Om uit te vind of u minder in Death Valley weeg as op seespieël of bo-op die berg Everest, moet u weet hoeveel van die aarde se massa binne die verskillende radiusse geleë is. Ek wil wed dat die verskil so klein is dat dit weglaatbaar is, in welke geval u net die 1 / R 2-wet kan gebruik en dat u dus meer in Death Valley weeg as op seevlak. As die massaverandering beduidend is, sal u dit in die berekening moet bereken, en as u uiteindelik aansienlik dieper gaan as Death Valley, sal u weer minder weeg as op seevlak.

Baie dankie vir u verduideliking. U het my vraag baie goed beantwoord. Ongelukkig skuld ek nou 'n cola 'n collega (-:

Die vraag kom uit 'n bespreking oor die feit dat daar geen swaartekrag in die middel van die aarde is nie. Ek het vermoed dat as iemand 'n gat heeltemal deur die aarde sou boor en al die lug sou uitsuig, 'n persoon in die gat kon spring en aan die ander kant van die aarde sou verskyn. Dit veronderstel natuurlik geen wrywing nie. As daar aan die ander kant wrywing was, van lug af of van die kante van die tonnel af borsel, sou u uiteindelik die bungee jump kry.

Ek is egter nuuskierig, as u dit wil uitvind, wat die snelheid sal wees as u deur die sentrum ry en hoe lank dit sal neem om die reis te onderneem (sonder om weer wrywing te aanvaar).

Eintlik is dit 'n interessante vraag wat ek op my Fisika-finale as voorgraadse student gehad het! :) Daar het ons aanvaar dat die aarde 'n eenvormige sfeer is wat wiskundig maklik is (maar nie baie realisties nie). As u 'n gat deur die aarde boor en inspring, sou u eintlik heen en weer swaai, soos 'n slinger aan die tou ossilleer! (Dit veronderstel natuurlik geen wrywing of lugweerstand nie.) Met 'n massamodel vir die Aarde (dws 'n formule wat sê hoe die massa met diepte verander), kan u redelik maklik uitvind hoe lank dit sal neem en die snelheid in die middel .

Die fisika en wiskunde van hierdie hipotetiese gat deur die aarde word op die volgende bladsye in meer besonderhede bespreek:

Hierdie bladsy is laas op 30 Januarie 2016 opgedateer.

Oor die skrywer

Karen Meesters

Karen was 'n gegradueerde student aan Cornell van 2000-2005. Sy gaan werk as navorser in sterrestelselopnames aan die Harvard Universiteit, en is nou in die fakulteit aan die Universiteit van Portsmouth in haar tuisland, die Verenigde Koninkryk. Haar navorsing het die afgelope tyd gefokus op die gebruik van die morfologie van sterrestelsels om leidrade te gee vir die vorming en evolusie daarvan. Sy is die projekwetenskaplike vir die Galaxy Zoo-projek.


Waarom eindig boë van satelliete skielik as dit vanaf die aarde waargeneem word - Sterrekunde


Sedert die bekendstelling op 23 Julie 1999 het die Chandra
X-ray Observatory was die vlagskip van NASA
missie vir X-straalsterrekunde, wat sy plek inneem in
die vloot van "Great Observatories."

NASA se Chandra X-ray Observatory is 'n teleskoop wat spesiaal ontwerp is om X-straal-uitstoot van baie warm streke van die heelal op te spoor, soos ontplofte sterre, trosse sterrestelsels en materie rondom swart gate. Omdat X-strale deur die aarde se atmosfeer opgeneem word, moet Chandra bo dit wentel, tot 'n hoogte van 139.000 km (86.500 myl) in die ruimte. Die Smithsonian's Astrophysical Observatory in Cambridge, MA, huisves die Chandra X-straalsentrum wat die satelliet bedryf, die data verwerk en versprei aan wetenskaplikes regoor die wêreld vir ontleding. Die Sentrum hou 'n uitgebreide openbare webwerf in oor wetenskaplike resultate en 'n opvoedingsprogram.

Chandra dra vier baie sensitiewe spieëls wat in mekaar genes is. Die energieke X-strale tref die binnekant van die hol skulpe en word aan die einde van die optiese bankie van 9,2 m (30 voet) op elektroniese detektore toegespits. Afhangend van die detektor wat gebruik word, kan baie gedetailleerde beelde of spektra van die kosmiese bron gemaak en ontleed word.

Chandra het die skouspelagtige, gloeiende oorblyfsels van ontplofte sterre afgeneem en spektra geneem wat die verspreiding van elemente toon. Chandra het die streek rondom die supermassiewe swart gat in die middel van ons Melkweg waargeneem en swart gate regoor die heelal gevind. Chandra het die skeiding van donker materie van normale materie in die botsing van sterrestelsels in 'n groep opgespoor en dra by tot die studie van donker materie en donker energie. Namate sy missie voortduur, sal Chandra voortgaan om die verbysterende nuwe wetenskap oor ons hoë-energie-heelal te ontdek. Volg ons op Facebook en Twitter


Kyk die video: Deel 6: Moet ek weergebore word om gered te word? (November 2022).