Если рыбалка мешает работе – брось работу

Спутники постоянно движутся со скоростью около 3 км/сек и совершают два полных оборота вокруг планеты менее чем за 24 часа. Вес спутника - более 900кг., а размер около 5м (с раскрытыми солнечными батареями). Мощность радиопередатчика 50 ватт. Передаются сигналы на 3-х частотах. Гражданские GPS-приемники используют частоту “L1″, равную 1575.42 МГц. На борту каждого спутника установлены часы, обеспечивающие точность 10-9 сек. Примерное время работы спутника в космосе - примерно 10 лет (по мере необходимости изготавливаются и запускаются на орбиту новые спутники). Спутники GPS принадлежат министерству обороны США и их работа профинансирована налогоплательщиками США минимум до 2006г. Для всех пользователей услуги GPS предоставляются бесплатно.

Орбиты спутников располагаются примерно между 60 градусами северной и южной широты, благодаря этому сигнал от хотя бы некоторых спутников может приниматься повсеместно в любое время. Даже на полюсах можно “увидеть” спутники. Это лишь немного повлияет на точность.

Одно из важнейших преимуществ GPS – всепогодность:
независимо от того, для каких целей вы используете навигацию, GPS-приемник готов показать ваше местоположение - и именно тогда, когда вам это надо.
GPS-спутник передает определенную информацию, которую получает следующим образом - каждую миллисекунду спутник излучает сигнал содержащий:
1. “псевдослучайный код” (PRN - pseudo-random code). Он служит для идентификации передающего спутника. Все они пронумерованы от 1 до 32 и этот номер показывается на экране GPS-приемника во время его работы. Количество PRN-номеров больше, чем число спутников (24), так как это облегчает обслуживание GPS-сети: новый спутник может быть запущен, проверен и введен в эксплуатацию еще до того, как старый выйдет из строя - такому спутнику просто будет присвоен новый номер (от 1 до 32)
2. эфимерис (ephimeris). Его данные, постоянно передаваемые каждым спутником, содержат важную информацию: состояние спутника (рабочее или нерабочее), текущая дата и время.
3. альманах (almanach). Данные альманаха говорят о том, где в течение дня должны находиться все GPS-спутники - каждый из них передает альманах, содержащий параметры своей орбиты, а также всех других спутников системы.
Каждый спутник передает сигнал, означающий упрощенно следующее: “Я - спутник №Х, сейчас мое положение Y, это сообщение было послано во время Z”. Ваш GPS-приемник:
1. получает это сообщение
2. запоминает эфимерис и альманах для дальнейшего использования.
Эта же информация используется для установки или коррекции часов приемника. Все приборы GPS работают в системе Гринвичского времени (всемирное время -UTG), а в инструкции к прибору сказано, как установить поясное время т там же есть таблица, показывающая разницу в часах между Гринвичским временем и вашим местным временем, необходимо только учесть переход на летнее/зимнее время. Для определения местоположения GPS-приемник сравнивает время отправки сигнала со спутника со временем его получения на Земле - эта разница во времени сообщает о расстоянии до конкретного спутника и если добавить к этому информацию о расстоянии, измеренном до нескольких других спутников, то можно триангулировать свое местоположение. Именно эту операцию делает GPS-приемник.

Двумерная фиксация – возможность определить широту и долготу, имея сигналы от минимум трех спутников. GPS-приемник может определить положение в 3-х мерном пространстве - указать широту, долготу и высоту, если спутников четыре или более. Постоянно отслеживая ваше местоположение в течении некоторого времени, приемник также может рассчитать скорость и направление вашего движения (имеется ввиду т.н. “наземная скорость” и “наземный курс”).

Одни из факторов, влияющий на точность GPS - геометрия спутников – то есть как они расположены относительно друг друга и GPS-приемника. Например: приемник “видит” четыре спутника и все они расположены в северном и западном направлениях – в этом случаи спутниковая геометрия скорее плохая, вплоть до того, что приемник вообще не сможет определить местоположение. Все это потому, что все расстояния, измеренные до спутников, будут лежать в одном глобальном направлении и это означает, что:
1. триангуляция будет плохой
2. область пересечения построенных прямых будет довольно большой (т.е. область вероятного положения будет занимать значительное пространство и точно указать координаты невозможно).

Если же эти четыре спутника будут находиться в разных направлениях, то точность значительно возрастет: предположим, что они расположены по сторонам горизонта - на севере, востоке, юге и западе – и в результате геометрия будет очень хорошей (точность может быть до 3-5м).

Геометрия спутников особенно важна при использовании GPS-приемника в автомобиле, среди высоких зданий, в горах или в глубоких ущельях. Если сигналы от некоторых спутников экранированы, значит точность определения местоположения будет зависеть от оставшихся “видимыми” спутников (а от их количества - возможность провести расчеты вообще). Помните, чем большая часть неба заслонена искусственными или естественными предметами, тем более сложно определить положение.

Ошибки могут появляться так же из–за переотражения спутникового сигнала от различных объектов (это когда раздвоенное изображение на экране телевизора появляется). У GPS переотражение возникает при взаимодействии сигнала со зданиями или рельефом местности до того, как он достигнет приемной антенны и такому сигналу требуется больше времени для достижения приемника, чем прямому. Это увеличение времени заставляет приемник считать, что спутник находится на большем расстоянии, чем на самом деле и это увеличивает ошибку при определении положения. Такие переотражения могут добавить около 5м в общую ошибку.
Существуют и другие источники погрешностей:
1. задержка прохождения сигнала из-за различных атмосферных феноменов
2. ошибка хода часов приемника

Но GPS спроектированы так, чтобы максимально компенсировать ошибки и они справляются с этой задачей вполне успешно, хотя - небольшие искажения все же возможны.
Взято от сюда: http://www.fishingtime.ru/