Richard Kershner (kiwa) minangka salah sawijining pendiri Sistem Pemosisian Global Amerika. Sumber: gpsworld.com
USS George Washington minangka pangguna pisanan sistem Transit. Sumber: zonwar.ru
Orbit operasional konstelasi Transit. Sumber: gpsworld.com
Pelanggan utama yaiku Angkatan Laut AS, sing mbutuhake alat navigasi presisi kanggo kapal selam anyar sing dilengkapi rudal Polaris. Keperluan kanggo nemtokake lokasi kapal selam kelas George Washington kanthi akurat penting kanggo kebaruan kasebut - peluncuran rudal kanthi hulu ledak nuklir saka ngendi wae ing segara ing donya.
Peralatan panrima transit kanggo kapal selam. Sumber: timeandnavigation.si.edu
Wis ing taun 1958, Amerika bisa nampilake sampel eksperimen pisanan saka satelit Transit, lan ing September 17, 1959, dikirim menyang angkasa. Infrastruktur lemah uga digawe - komplek peralatan navigasi konsumen, uga stasiun pelacak lemah, wis siap nalika diluncurake.
Insinyur Universitas Hopkins ngrakit lan nguji pesawat ruang angkasa Transit. Sumber: timeandnavigation.si.edu
Amerika nggarap proyek navigasi satelit kanthi mode afterburner lengkap: ing taun 1959, dheweke wis ngrancang nganti limang jinis satelit Transit, sing kabeh banjur diluncurake lan diuji. Ing mode operasi, pandhu arah Amerika wiwit makarya ing Desember 1963, yaiku, kurang saka limang taun, bisa nggawe sistem sing bisa ditindakake, sing dibedakake kanthi akurasi sing apik kanggo wektune - root mean square error (RMS) kanggo obyek stasioner ana 60 m.
Satelit Transit 5A model 1970. Sumber: timeandnavigation.si.edu
Penerima sistem Transit dipasang ing kendaraan sing digunakake dening ahli geologi Universitas Smithsonian Ted Maxwell ing gurun Mesir ing taun 1987. Karyane peneliti kasebut yaiku ...
... Soviet "Niva"! Sumber: gpsworld.com[/center]
Nemtokake koordinat kapal selam sing obah ing permukaan luwih akeh masalah: yen sampeyan nggawe kesalahan kanthi nilai kacepetan kanthi 0,5 km / jam, banjur SCP bakal nambah nganti 500 m, mula luwih becik kanggo nguripake satelit. bantuan ing posisi stasioner prau, kang maneh ora gampang. Transit orbit rendah (dhuwur 1100 km) diadopsi dening Angkatan Laut AS ing tengah taun kaping 64 minangka bagéan saka papat satelit, banjur nggawa konstelasi orbit dadi pitung piranti, lan saka pandhu arah kaping 67 dadi kasedhiya kanggo manungsa. Saiki, konstelasi satelit Transit digunakake kanggo nyinaoni ionosfer. Kerugian sistem navigasi satelit pisanan ing donya yaiku ora bisa nemtokake dhuwure posisi pangguna lemah, durasi pengamatan sing signifikan lan akurasi posisi obyek, sing pungkasane dadi ora cukup. Kabeh iki nyebabake panelusur anyar ing industri ruang angkasa AS.
pesawat ruang angkasa Timation. Sumber: timeandnavigation.si.edu
Sistem navigasi satelit kaping pindho yaiku Timation saka Naval Research Laboratory (NRL - Naval Research Laboratory), sing dipimpin dening Roger Easton. Minangka bagéan saka proyek kasebut, rong satelit dirakit, dilengkapi jam ultra-tepat kanggo nyiarake sinyal wektu menyang konsumen lemah lan kanthi akurat nemtokake lokasi dhewe.
Timation NTS-3 satelit eksperimen dilengkapi jam rubidium. Sumber: gpsworld.com
Ing Timation, prinsip dhasar operasi sistem GPS ing mangsa ngarep dirumusake: pemancar beroperasi ing satelit, ngetokake sinyal kode, sing ndandani pelanggan lemah lan ngukur wektu tundha ing sawijining wacana. Ngerti lokasi pas satelit ing orbit, peralatan gampang ngetung jarak menyang lan, adhedhasar data iki, nemtokake koordinat dhewe (ephemeris). Mesthine, iki mbutuhake paling ora telung satelit, lan luwih becik papat. Timations pisanan mlebu ing angkasa ing taun 1967 lan digawa ing jam tangan kuarsa wiwitan, lan banjur jam tangan atom ultra-tepat - rubidium lan cesium.
Angkatan Udara Amerika Serikat, kanthi mandiri saka Angkatan Laut, ngoperasikake sistem posisi global dhewe, sing diarani Sistem 621B (Angkatan Udara 621B). Telung dimensi wis dadi inovasi penting saka teknik iki - saiki bisa nemtokake garis lintang, bujur lan dhuwur sing ditunggu-tunggu saka sawijining obyek. Sinyal satelit kasebut dipisahake miturut prinsip pengkodean anyar adhedhasar sinyal kaya swara pseudo-acak. Kode pseudo-acak nambah kakebalan swara sinyal lan ngatasi masalah watesan akses. Pangguna sipil peralatan navigasi mung nduweni akses kanggo mbukak kode, sing bisa diowahi saka pusat kontrol lemah kapan wae. Ing kasus iki, kabeh peralatan "tentrem" bakal gagal, nemtokake koordinat dhewe kanthi kesalahan sing signifikan. Kode militer sing ditutup bakal tetep ora owah.
Tes diwiwiti ing taun 1972 ing situs uji coba New Mexico, nggunakake pemancar balon lan pesawat minangka simulator satelit. "Sistem 612B" nuduhake akurasi posisi sing luar biasa sawetara meter lan ing wektu iku konsep sistem navigasi global orbit medium kanthi 16 satelit lair. Ing versi iki, kluster papat satelit (nomer kasebut perlu kanggo navigasi akurat) nyedhiyakake jangkoan 24 jam ing kabeh bawana. Kanggo sawetara taun, "Sistem 612B" ana ing pangkat eksperimen lan ora utamané kapentingan Pentagon. Ing wektu sing padha, sawetara kantor ing Amerika Serikat nggarap topik navigasi "panas": Laboratorium Fisika Terapan nggarap modifikasi Transit, Angkatan Laut "rampung" Timation, lan malah pasukan darat nawakake dhewe. SECOR (Sequential Correlation of Range, pitungan sekuensial rentang). Iki ora bisa kuwatir karo Kementerian Pertahanan, sing duwe risiko nemoni format navigasi unik ing saben jinis pasukan. Ing sawetara titik, salah sawijining prajurit Amerika mbanting tangane ing meja lan GPS lair, sing nyerep kabeh sing paling apik saka para leluhure. Ing pertengahan 70s, ing naungan Departemen Pertahanan AS, panitia gabungan tripartit digawe, sing diarani NAVSEG (Navigation Satellite Executive Group), sing nemtokake paramèter penting sistem mangsa ngarep - jumlah satelit, dhuwuré, kode sinyal lan cara modulasi. Nalika kita teka ing tokoh biaya, kita mutusaké kanggo langsung nggawe rong pilihan - militèr lan komersial karo kesalahan predetermined ing akurasi posisi. Angkatan Udara nduweni peran utama ing program iki, amarga Angkatan Udara 621B minangka model sistem navigasi sing paling rumit ing mangsa ngarep, saka ngendi GPS nyilih teknologi gangguan pseudo-random meh ora owah. Sistem sinkronisasi sinyal dijupuk saka proyek Timtation, nanging orbit diunggahake dadi 20 ewu kilometer, sing nyedhiyakake periode orbital 12 jam tinimbang sing sadurunge 8 jam. Satelit sing berpengalaman diluncurake ing angkasa ing taun 1978 lan, kaya biasane, kabeh prasarana lemah sing dibutuhake wis disiapake - mung pitung jinis peralatan panampa sing diciptakake. Ing taun 1995, GPS disebarake kanthi lengkap - kira-kira 30 satelit terus-terusan ing orbit, sanajan 24 cukup kanggo kerja.0. Saiki, aplikasi geodetik GPS ngidini sampeyan nemtokake posisi konsumen kanthi akurasi kurang saka siji milimeter! Wiwit taun 1996, satelit Block 2R wis muncul, dilengkapi sistem navigasi otonom AutoNav, sing ngidini piranti bisa digunakake ing orbit nalika stasiun kontrol lemah dirusak paling ora 180 dina.
Panggunaan tempur GPS nganti pungkasan taun 80-an ana episodik lan ora pati penting: nemtokake koordinat ladang ranjau ing Teluk Persia lan ngilangi imperfections peta nalika invasi Panama. Baptisan geni sing lengkap dumadi ing Teluk Persia ing taun 1990-1991 nalika "Badai Gurun". Pasukan kasebut bisa aktif maneuver ing ara-ara samun, ing ngendi angel nemokake landmark sing bisa ditrima, uga kanggo nindakake tembakan artileri kanthi akurasi sing dhuwur ing sawayah-wayah ing kahanan badai pasir. Mengko, GPS mbuktekaken migunani ing operasi peacekeeping ing Somalia ing 1993, ing pendaratan Amerika ing Haiti ing 1994, lan pungkasanipun ing kampanye Afghan lan Irak ing abad XNUMXst.