GPS nima? Nega bizga kerak? Turli xil navigatsiya tizimlari o'rtasidagi farq nima? Biz ushbu maqolada hamma narsa haqida gaplashamiz.
Hozirda GPS bizga har kungi, tanish narsa bo'lib tuyuladi, uni hamma eshitgan va ularning ko'pchiligi kundalik hayotida foydalanadi. Bu biz qurilmalarimizda foydalanadigan vositalardan biridir. Shu bilan birga, uning qanday ishlashi, qaerdan paydo bo'lganligi, ushbu tizimni yaratish uchun qancha vaqt, kuch va mablag' sarflash kerakligi haqida o'ylamaymiz. Bugungi kunda GPS signal qabul qiluvchi qurilmalari nafaqat mavjud navigatorlar, telefonlar, smartfonlar, planshetlar, avtomobillar, lekin hatto fitnes bilakuzuklar va "aqlli" soatlar, ularning ma'lumotlari sanoatda, havaskor va professional sportda, ralli va poygada va, albatta, harbiy sanoatda qo'llaniladi. Keling, turli xil navigatsiya tizimlarini batafsil ko'rib chiqaylik.
Sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi yoki Global Navigatsiya Sun'iy yo'ldosh tizimi - bu global joylashishni aniqlash va aniq vaqt haqida ma'lumotlarni uzatuvchi sun'iy yo'ldoshlar tizimi. Ma'lumotni uzatish uchun ma'lum chastotali radio to'lqinlardan foydalaniladi. Bunday ma'lumotlarni olgandan so'ng, qabul qiluvchi ularni hisoblab chiqadi va bizning joylashuvimizning koordinatalarini, ya'ni dengiz sathidan uzunlik, kenglik va balandlikni ko'rsatadi.
Asosiy tizimlardan tashqari (GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo) koinotda yordamchi tizimlar ham mavjud. Bular qishloq xo'jaligida qo'llaniladigan Global Omnistar va StarFire kabi sun'iy yo'ldosh tuzatish tizimlari (SBAS) deb ataladi.
Yuqorida AQShda WAAS, Yevropa Ittifoqida EGNOS, Yaponiyada MSAC va Hindistonda GAGAN kabi mintaqaviy qo'llab-quvvatlash tizimlari mavjud bo'lib, ular dunyoning kichikroq hududlarida ma'lumotlarni tozalash bilan shug'ullanadi. Bularning barchasi zamin komponentlari tomonidan qo'llab-quvvatlanadi, biz keyinroq gaplashamiz. Tizimda juda ko'p ta'riflar mavjud, ammo biz tafsilotlarga kirmaymiz.
Shuningdek o'qing: 2021-yildagi eng muhim va qiziqarli kosmik missiyalar
GPS hozirda mavjud bo'lgan yagona sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimi emas. Bir necha turdagi sun'iy yo'ldoshlar bizning cho'ntagimizda saqlaydigan, bilaklarimizga kiyadigan yoki navigatorlarda ishlatadigan qurilmalarning geo-joylashuvi uchun mas'ul bo'lgan boshimiz ustida uchadi. Nima uchun bitta emas, bir nechta tizim mavjud? Ishonchim komilki, bu savol o'rtacha foydalanuvchilarning ko'pchiligi tomonidan so'ralgan. Gap shundaki, dastlab GPS tizimi harbiy ehtiyojlar uchun yaratilgan va harbiylar hali ham uni nazorat qiladi. Bu shuni anglatadiki, ular dunyoning hamma joyini va hamma joylashuvini nazorat qiladi. Albatta, bu pozitsiya ko'pchilikka yoqmadi, nafaqat raqiblar, balki do'stlar ham. Shu sababli, jiddiy jahon o'yinchilari o'zlarining armiyasi ularni nazorat qilishlari uchun navigatsiya tizimlarini ishlab chiqishga qaror qilishdi. Tez orada GPS analoglari dunyoda paydo bo'ldi, ular bozorda eng yaxshi va eng aniq nom uchun bir-biri bilan raqobatlashdi. Biz, oddiy foydalanuvchilar uchun bu faqat afzallik. Shunday qilib, keling, har bir tizim bilan alohida shug'ullanishga harakat qilaylik.
Bu biz tez-tez ishlatadigan birinchi navigatsiya tizimi. Sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi haqida o'ylaganimizda, biz odatda GPS atamasidan foydalanamiz. Amerika tizimi dastlab NAVigation Signal Timing And Ranging Global Positioning System yoki qisqacha NAVSTAR-GPS deb nomlangan.
GPS AQSH armiyasi, toʻgʻrirogʻi AQSh kosmik kuchlari qoʻlida. Barcha qurilmalar Kolorado Springs yaqinidagi Shriver havo kuchlari bazasida joylashgan va GPS shtab-kvartirasining bir qismi sifatida ishlaydigan Space Delta 8 tomonidan to'g'ri ishlashi tekshiriladi.
Fuqarolik ilovalari harbiy ilovalarga faqat kichik qo'shimcha bo'lib, ular uchun tartib va eng yuqori joylashishni aniqlash aniqligi ustuvor hisoblanadi. Fuqarolik foydalanuvchilar biroz qisqartirilgan versiyaga ega bo'lishadi, ammo u hali ham etarlicha yaxshi. Bizga mashina haydash yoki yugurish uchun bir necha o‘n santimetrlik aniqlik kerak emas, lekin ko‘proq aniqlik talab qilinadi, masalan, navigatsiyada, kartografiyada, qishloq xo‘jaligida dalalarni kuzatishda, transport kompaniyalarida transport vositalarini kuzatishda va boshqa ko'plab sohalar. Shu sababli, GPS tizimi doimiy ravishda o'zgarib borayotgani, sun'iy yo'ldoshlarni optimallashtirish amalga oshirilayotgani ajablanarli emas.
GPS tizimining to'liq tayyorligiga 1993 yilda, zarur miqdordagi sun'iy yo'ldoshlar orbitaga chiqarilganda erishilgan. Ammo 1983 yilda Ronald Reygan ma'muriyati tizimdan fuqarolik foydalanish uchun ruxsatnomani tasdiqladi. Bu SSSR Sovet havo hududini noto'g'ri buzgan Koreya fuqarolik samolyotini urib tushirgandan keyin sodir bo'ldi. Biroq, dastlab tinch aholi uchun tizimning aniqligi 100 metr bilan cheklangan edi. Ammo o'sha paytda bu ham boshqa falokatlarning oldini olish uchun etarli edi.
GPS tizimining kosmosdan ishlashi qo'shimcha ravishda WAAS (Wide Area Augmentation System) sun'iy yo'ldoshlari tomonidan qo'llab-quvvatlanadi, bu tizimning aniqligini oshirish uchun kerakli ma'lumotlarni tuzatishni ta'minlaydi. Ular Shimoliy Amerikada (va qisman Janubiy Amerikada) joylashgan va FAA (Federal Aviatsiya ma'muriyati) qaramog'ida. WAAS fuqarolik sun'iy yo'ldosh navigatsiya dasturlarini qo'llab-quvvatlash uchun mo'ljallangan.
GLONASS - bu Amerika GPS-ga o'xshash ishlaydigan Global Navigatsiya Sun'iy yo'ldosh tizimining qisqartmasi. GLONASS yerdan taxminan 24 kilometr balandlikda joylashgan 19 ta faol sun'iy yo'ldoshdan iborat bo'lib, sun'iy yo'ldoshning orbitasi 100 soat 11 daqiqa davom etadi. Tizimni sinovdan o'tkazish 15 yilda, ya'ni SSSRda boshlangan. Bu haqiqatan ham mamlakatimizda "Yulduzli urushlar" nomi bilan mashhur bo'lgan Amerika voqealariga javob sifatida yaratilgan. Sovet Ittifoqi hech narsada AQShga taslim bo'lishni xohlamadi, ammo "Qayta qurish, glasnost, tezlashtirish" o'z vazifasini bajardi. Asosan, mablag‘ yo‘qligi sababli ishlar to‘xtatildi. Garchi, keyinroq ma'lum bo'lishicha, hamma narsa yopiq emas edi. 1982 yilda GLONASS tizimi ishga tayyorligi rasman e'lon qilinganida, bu haqiqatan ham amerikaliklar uchun kutilmagan voqea bo'ldi. 1993 yilda ruslar orbitaga 1995 ta sun'iy yo'ldoshdan iborat butun yulduz turkumini qo'yishga muvaffaq bo'lishdi.
Xitoy 2000-asrning oxirida sun'iy yo'ldoshli navigatsiya tizimini ishlab chiqishni boshladi. 1 yilda ular BeiDou-1 navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimi sifatida tanilgan BDS-2 ning birinchi bosqichini yopishga muvaffaq bo'lishdi. Ushbu loyiha doirasida Xitoy va eng yaqin xorijiy davlatlar joylashishni aniqlash tizimlari bilan ta'minlandi. Keyingi qadam Osiyo-Tinch okeani mintaqasini qamrab oladigan sun'iy yo'ldosh tarmog'iga ega BDS-2020 bo'ldi. 3 yilda BDS-XNUMX loyihasi doirasida BeiDou tizimi butun dunyo bo'ylab ishga tushdi.
Sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimlarining boshqa ishlanmalarida bo'lgani kabi, mahalliy foydalanuvchilar xizmat uchun pul to'laydilar, ammo natijalar haqiqatan ham ta'sirli.
Shuningdek o'qing: Xitoy ham kosmosni o'rganishga ishtiyoqmand. Xo‘sh, ular qanday ahvolda?
Galileo tizimining eng katta afzalligi nimada? GPS va GLONASSdan farqli o'laroq, u fuqarolarning qo'lida qoladi va kommunistik Xitoyda bo'lgani kabi biron bir hukumatga tegishli emas. Tizim faqat fuqarolik bozorini hisobga olgan holda qurilgan va shuning uchun aholining ehtiyojlari pirovardida uning rivojlanishiga ta'sir qiladi. Tan olish kerakki, Galiley harbiylashtirilgan joylashishni aniqlash tizimlari orasida toza havo nafasidir. Hozirgacha Galileo dasturi 28 ta uchirishni yakunladi va 30 ta sun’iy yo‘ldoshni orbitaga chiqardi. Hozirda tizim sun'iy yo'ldoshlarning to'liq turkumidan foydalanmoqda, biroq hamma qurilmalar har doim ham mavjud emas va ularning ba'zilari hali ham omborlarda o'z navbatini kutishmoqda.
Yerga ishlov berish segmenti ikkita markazda joylashgan - Germaniyadagi Oberpfaffenhofen va Italiyadagi Fucino. Bundan tashqari, tizim butun dunyo bo'ylab monitoring sensorlari, o'lchash va ma'lumotlarni uzatish stantsiyalarini o'z ichiga oladi.
O'z hududida navigatsiyaning aniqligini ta'minlash uchun Yaponiya Kvazi-Zenit sun'iy yo'ldosh tizimi (QZSS) yoki Michibiki deb nomlangan kichik sun'iy yo'ldoshlar turkumini yaratdi. Tog'li yoki og'ir urbanizatsiyalashgan hududlarda juda ko'p to'siqlar tufayli faqat GPS ko'pincha etarli emas. 4 yil noyabr oyidan beri ishlayotgan 2018 ta sun'iy yo'ldosh bu muammoni bartaraf etadi. Ulardan uchtasi hali ham Osiyo va Okeaniya mintaqasida. 2024-yilda 7 birlikdan iborat sunʼiy yoʻldosh yulduz turkumiga yetib borish rejalashtirilgan. Bu tizimning umumiy samaradorligini yanada oshiradi va uni GPSdan mustaqil qiladi. Shunday qilib, Yaponiya o'z hududida to'liq avtonomiyani ta'minlaydi.
Bundan tashqari, Yaponiyada MTSAT Satellite Augmentation System (MSAS) deb nomlangan GPS/Michibiki nozik qo'llab-quvvatlash tizimi ham mavjud. U 2 ta sun'iy yo'ldoshdan iborat bo'lib, ular boshqa narsalar qatorida ob-havo ma'lumotlarini taqdim etadi.
NavIC (Hind yulduz turkumi bilan navigatsiya) GPS-ning hind analogi bo'lib, u Hindiston mintaqaviy navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimi (IRNSS) deb ham ataladi. Tizim o'zining barcha imkoniyatlariga erishgandan so'ng, o'z faoliyatida Yaponiyanikiga o'xshash bo'ladi. Ayni paytda orbitada Hindistonda va mamlakat chegaralaridan 7 kilometrgacha bo'lgan masofada joylashishni aniqlashni ta'minlaydigan 1500 ta sun'iy yo'ldosh mavjud. Tizim GPS-ga bog'liq emas.
Shaxsiy tizimlarni tavsiflashda biz mintaqaviy qo'llab-quvvatlash tizimlarini ham eslatib o'tdik. Biroq, sun'iy yo'ldosh navigatsiyasining mintaqaviy chegaralardan tashqarida ishlashi ham global yordam tizimlarini qo'llab-quvvatlashi mumkin. Hozirgi vaqtda ulardan ikkitasini ajratib ko'rsatish mumkin. Bular Omnistar va StarFire. Ularning ikkalasi ham sun'iy yo'ldosh navigatsiyasini qo'llab-quvvatlaydi, bu asosan zamonaviy nozik dehqonchilik ehtiyojlari uchun ishlatiladi. Ulardan foydalanish uchun maxsus qabul qiluvchilar kerak bo'ladi, buning yordamida fermer o'z dalalarida harakatlanib, 5-10 santimetrgacha aniqlik bilan ishlashi mumkin (rekordni qo'llab-quvvatlash tizimlari 1-2 santimetr aniqlik beradi). Bunday aniq joylashishni aniqlash xizmat sifatida taqdim etiladi va tizim ma'lumotlarini yetkazib berish uchun to'g'ridan-to'g'ri qo'shimcha to'lovlarni talab qiladi.
Omnistar mustaqil kompaniya bo'lib, uning uzatgichlarini turli mashinalar uchun sotib olish mumkin, StarFire tizimi esa qishloq xo'jaligi uskunalari ishlab chiqaruvchisi John Deere kompaniyasidan bo'lib, u ±3 sm gacha aniqlikdagi va GPS va GLONASS bilan ishlaydigan ichki yoki tashqi tizimlarni taklif etadi.
Ushbu bo'limda biz GPS-ning asl nusxasi, ya'ni Amerika versiyasidan foydalangan holda ishlashini tasvirlab beramiz, chunki hozirda bizda bu borada eng mavjud ma'lumotlar mavjud. Boshqalar xuddi shunday ishlaydi.
Dunyo bo'ylab to'g'ri ishlashi uchun juda zich sun'iy yo'ldoshlar tarmog'i zarur. 24 ta sun'iy yo'ldosh turkumi bo'lsa, biz Yerning istalgan vaqtida va istalgan nuqtasida ulardan to'rttasi oralig'ida ekanligimizga amin bo'lishimiz mumkin. Amerikaliklar odatda 24% hollarda kamida 95 tasi mavjud bo'lishini va'da qilishdi. Hozirda tizim 31 ta sun'iy yo'ldosh tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Yer sun'iy yo'ldoshlar bo'ylab harakatlanadigan 6 ta teng zonaga bo'lingan va ularning har birida qoplash uchun 4 ta maydon mavjud.
Orbital sun'iy yo'ldosh doimiy ravishda tegishli qabul qiluvchilarga ega bo'lgan uskunamiz tomonidan qabul qilinadigan radio signallarini uzatadi. Har bir sun'iy yo'ldosh o'z joylashuvi va uzatish vaqtini bildiradi. Radio to'lqinlarining qanchalik tez tarqalishini bilib, biz ushbu sun'iy yo'ldoshdan masofani hisoblashimiz mumkin. Agar biz yana uchta sun'iy yo'ldoshdan qo'shimcha ma'lumot olsak va birdaniga to'rttadan ma'lumotlarni yuklab olsak, qurilma barcha sun'iy yo'ldoshlardan keladigan ma'lumotlar kesishmasidagi joylashuvimizni hisoblab chiqadi.
Ishlarning muammosiz va aniq ishlashi uchun bizga signal yuborilgan vaqtni aniq o'lchash kerak. Bunga qanday erishildi? Sun'iy yo'ldoshlarning har biri atom soatiga ega - inson tomonidan ixtiro qilingan eng aniq xronometr. Bunday soatning aniqligi qanday? Vaqt soniyaning milliondan bir qismigacha o'lchanadi!
Qabul qiluvchi qurilma bizning pozitsiyamizni samarali hisoblash uchun barcha ma'lumotlardan foydalanadi. Ammo butun tizim Albert Eynshteyn nomi bilan mashhur bo'lgan janob tomonidan yozilgan maxsus nisbiylik nazariyasi kabi masalalarni ham hisobga olishi kerak. Ob'ekt tortishish manbasidan qanchalik uzoqda bo'lsa, unda vaqt tezroq o'tadi, shuning uchun har bir sun'iy yo'ldoshda qayta hisoblash kerak. Muxtasar qilib aytganda, bularning barchasi juda murakkab, ammo baxtga ko'ra, biz bu tizimni ko'p yillar davomida ishlatib kelmoqdamiz va u ishlayotganini aniqladik va u juda yaxshi ishlaydi.
Albatta, tizimning normal ishlashi yuqori malakali kadrlarning ishtirokini talab qiladi, ularning tayyorgarlik darajasini Kosmik parvozlarni boshqarish markazlari bilan taqqoslash mumkin.
Sun'iy yo'ldosh orbitaga chiqarilgandan keyin u erda abadiy ishlamaydi. Eski versiyalarning hayot aylanishi 7,5 yil, yangi versiyalari 12 yil va eng yangi GPS III/IIIF tizimi orbitada 15 yil qolishi kutilmoqda (tizimning AQSh versiyasi uchun ma'lumotlar). Bu vaqtdan keyin apparatni almashtirish kerak, shuning uchun steril sharoitda yangi namunani qurish kerak va shundan keyingina bu san'at asari orbitaga chiqishi mumkin.
Kosmosdagi uskunalardan tashqari, erdagi monitoring uskunalari va tizimni boshqarish uchun mas'ul bo'lgan yuqori malakali xodimlar ham mavjud. Asosiy e'tibor yangi avlod Operatsion boshqaruv tizimi (OCX) va tegishli quyi tizimlarga qaratilib, yer komponentini takomillashtirish ishlari ham davom etmoqda. Butun GPS tizimining ishlashini buzmaslik uchun o'zgarishlar asta-sekin kiritiladi.
Qurolli kuchlardagi GPS tizimining oltin kunlari asta-sekin unutilmoqda. Sun'iy yo'ldosh signallarining zaiflashishi va tiqilib qolishi tobora keng tarqalgan bo'lib bormoqda va natijada faqat kosmik ma'lumotlarga asoslangan aniq qurollar endi avvalgidek samarali emas. Muammo nafaqat qurollarning o'ziga, balki samolyotlar, kemalar, quruqlikdagi transport vositalari va GPS qabul qiluvchisi bilan jihozlangan boshqa qurilmalarga ham ta'sir qiladi.
Biz Yerdagi "issiq" nuqtalarda GPS signalini blokirovka qilish misollarini bir necha bor ko'rganmiz. Portdagi yoki suzuvchi ulkan kemalar, masalan, Qora dengizda, to'satdan xaritalardan g'oyib bo'ldi va ularda 30 kilometr uzoqlikda paydo bo'ldi va bu ruslarning ushbu mintaqadagi harakatlari bilan bog'liq. Mavzuni davom ettirgan holda shuni aytish kerakki, Suriyada ham Rossiya bazalarining mintaqadagi faoliyatini ta'minlash uchun shunga o'xshash tadbirlar tez-tez o'tkaziladi. Hatto Isroil ham bunday shovqinlardan aziyat chekadi, bu erda GPS ba'zan yomonroq ishlaydi va bu, masalan, fuqarolik havo harakati uchun jiddiy muammo.
GPS signaliga aralashish ayniqsa qiyin emas. Himoyalangan nishonga yaqin joyda o'rnatilgan tegishli quvvat va chastotali radio uzatgich GPS qabul qiluvchilarning to'g'ri ma'lumotlarni olishiga to'sqinlik qiladi. Sun'iy yo'ldosh ishlab chiqaruvchilari uskunalarning eng so'nggi versiyalari bilan jihozlangan shovqinlarga chidamli signallarni ishlab chiqish orqali bunga qarshi kurashishga harakat qilmoqdalar. Biroq, bu mushuk va sichqon o'yini va ustunlik qirg'inchilar tomonida. Ular kamroq xarajat va katta imkoniyatlar bilan o'zgarishlarga tezroq javob berishlari mumkin. Axir, sun'iy yo'ldoshlar bir hafta ichida o'zgarmaydi.
Ayyor maqsadlardan tashqari, davlat rahbarlarini himoya qilish uchun GPS blokirovka qilish usullari ham qo'llaniladi. Ruslar bunday vositalarni ayniqsa yaxshi ko'rishlari ajablanarli emas. Bu, ayniqsa, Putinning harakatlariga taalluqlidir, ular buni yashirishga shunchalik harakat qilishadiki, u joylashgan mintaqada barcha navigatsiya tizimlari ma'lum vaqt davomida umuman ishlamasligi mumkin. Ruslar o'z prezidentlarining sayohat yo'nalishini iloji boricha himoya qiladilar, shuning uchun navigatsiya tizimlarini to'sib qo'yish orqali ular, hech bo'lmaganda, qisman dron hujumini istisno qilishga harakat qilmoqdalar.
Yuqorida qayd etilgan muammo va kamchiliklarga qaramay, biz harbiylarning GPS tizimidan voz kechishini kutmasligimiz kerak. Aksincha, tiqilib qolish tizimlariga qarshi kurash kuchaytiriladi, GPS signalining tiqilib qolishiga yo'l qo'ymaydigan uskunalar va qurollarga qo'shimcha tizimlar qo'shiladi.
Inertial navigatsiya takomillashishda davom etadi va aniq qurollar har doim zaxirada boshqa, teng darajada samarali nishonga olish usuliga ega bo'ladi. Ayni paytda bunday yechimlar ustida jadal ishlar olib borilmoqda. Tasvir navigatsiyasi, astronavigatsiya (vaqtga qaytish?) va magnit anomaliya navigatsiyasi haqida gap boradi. Yuqori texnologiya! Shunday ekan, bizni hali ko'p qiziqarli narsalar kutmoqda.
Ammo oddiy foydalanuvchi harbiylar u erda nima borligiga unchalik qiziqmaydi. Biz GPS joylashuvimizni aniqlashda yordam berishini istaymiz navigator tog'larda yurish yoki ertalab yugurish yoki avtoulovda sayohat qilish marshrutini to'g'ri belgilab qo'ying. Endi bu qulayliklarsiz zamonaviy insonning hayotini tasavvur qilish qiyin.
Printsipial jihatdan biz GPS-dan to'g'ridan-to'g'ri foydalanmasak ham, ya'ni qabul qilgichni o'zimiz yoqmasak ham, undan foydalanishimiz mumkin, deb aytishimiz mumkin. Tizim mustaqil ishlaydi, u hayotimizning tanish, qulay va zarur qismiga aylandi.
Shuningdek o'qing:
Leave a Reply