3.1.2. GPS NAVSTAR
Большая часть используемых в мире систем слежения для определения местоположения движущихся объектов используют датчики спутниковой навигационной системы GPS NAVSTAR.
Глобальная навигационная система GPS (Global Positioning System), известная также как Navstar (Navigaion System with Time and Ranging – Навигационная система определения времени и дальности), предназначена для передачи навигационных сигналов, которые одновременно могут приниматься во всех странах мира. Данная система разрабатывалась по заказу Министерства обороны США, для вывода в космос использовались космические аппараты (КА), изготовленные компанией Rockwell International [3].
В настоящее время GPS NAVSTAR является самой современной системой радионавигации, которая обеспечивает высокоточное определение координат, скоростей и времени круглосуточно в любом месте планеты. Система GPS NAVSTAR состоит из 24 спутников, которые движутся по заданным орбитам и посылают на землю специализированные радиосигналы. Вначале данная навигационная система создавалась исключительно для применения в военной сфере США и их партнёров.
С июня 1989 г. по март 1994 г. разворачивалась первая штатная орбитальная группировка данной системы, при этом на околоземную орбиту были выведены 24 космических аппарата Block II. В окончательную эксплуатацию GPS был введён в 1995 г. Министерство обороны США осуществляет эксплуатацию и обслуживание данной системы. Во всём мире GPS широко применяется для решения как военных, так и гражданских навигационных задач.
На сегодняшний день система GPS позволяет определять местоположение с точностью 30–100 м, а при так называемом методе дифференциальной коррекции погрешности (измерение координат относительно заведомо известной точки) 2–5 м.
Процесс определения местоположения происходит специализированными наземными навигационными приёмниками. Для того чтобы определить собственные координаты в пространстве GPS-приёмнику необходимо получать сигналы от трёх спутников минимум. Орбита спутника выбрана (рассчитана) так, чтобы в любой точке Земли, в любой момент времени одновременно были видны 5–8 навигационных спутников. Во время приёма сигнала GPS-приёмник выбирает три спутника с наивысшим уровнем радиосигнала.
При помощи стандартного навигационного приёмника, который встроен в терминал пользователя, определяются координаты подвижного абонента. Данная система самостоятельно определяет географические координаты и мировое время (UTC) по навигационным сигналам, используя собственную небольшую антенну. К примеру, в системе Inmarsat-C навигационная антенна совмещена дополнительно со связной антенной абонентского терминала.
Современное GPS-устройство чаще всего оснащается 6–8 приёмниками, позволяющими отслеживать почти все навигационные спутники, которые находятся в зоне радиовидимости объектов. В случае, если количество каналов меньше, чем у «наблюдаемых» спутников, то в автоматическом режиме выбираются наиболее оптимальные сочетания космических аппаратов. Скорость обновления навигационных сведений приблизительно 1 с, а время обнаружения будет зависеть от режимов определения местоположения и числа одновременно наблюдаемых спутников.