Jak działa GNSS?

Spis treści:

Globalny System Nawigacji Satelitarnej, w skrócie GNSS, to termin odnoszący się do każdego systemu nawigacji, który wykorzystuje satelity do ustalania położenia na całym globie. Działa to na zasadzie przesyłania sygnałów o różnej częstotliwości. Na ich podstawie satelita jest w stanie precyzyjnie określić lokalizację geograficzną danego sygnału. Te satelity cechują się wysoką dokładnością, a ich zadaniem jest ustalenie aktualnej pozycji poprzez wyznaczenie współrzędnych. Satelity te wysyłają sygnały do różnych lokalizacji, a następnie odbierają dane nawigacyjne zwrotnie ze źródła. Poprzez pomiar czasu, jaki sygnał potrzebuje na pokonanie drogi w obie strony, satelita może ustalić dokładne położenie osoby lub urządzenia wysyłającego sygnał. Najpopularniejszym zastosowaniem GNSS jest system GPS, który umożliwia każdemu użytkownikowi korzystanie z tych satelitów i określanie własnej lokalizacji, co jest niezwykle pomocne w podróżowaniu po miastach i drogach. GNSS ma również kluczowe znaczenie w dziedzinach takich jak badania i nauka. W dalszej części artykułu zgłębimy działanie GNSS, jego zalety oraz dowiemy się, czym są urządzenia GNSS i GNSS WIFI.

Jak funkcjonuje system GNSS?

Zapraszamy do lektury, aby szczegółowo poznać mechanizmy działania GNSS, dowiedzieć się, czym jest GNSS WIFI, a także obejrzeć przydatne ilustracje ułatwiające zrozumienie.

Czym charakteryzują się urządzenia GNSS?

GNSS to zbiór satelitów, które nadają sygnały w celu precyzyjnego ustalenia położenia geograficznego dowolnego urządzenia lub osoby na Ziemi. Dokonują tego poprzez wysyłanie sygnałów o różnej częstotliwości do odbiornika. Urządzenie po odebraniu tych sygnałów, odsyła je, a następnie na ich podstawie obliczana jest dokładna pozycja odbiornika. Urządzenia GNSS są powszechnie używane w GPS, pomagając ludziom w nawigacji i lokalizacji. Oprócz tego, odgrywają ważną rolę w lotnictwie, stacjach kosmicznych, telekomunikacji, organach ścigania oraz służbach ratowniczych.

Czy GNSS jest rodzajem czujnika?

Tak, GNSS jest systemem wykorzystującym satelity krążące wokół Ziemi do określania pozycji sygnałów odbieranych z naszej planety. Możemy opisać go jako grupę satelitów, które okrążają Ziemię i wysyłają sygnały, które z kolei są odbierane przez czujniki w różnych urządzeniach korzystających z GNSS. Czujniki GNSS są obecnie standardem w wielu urządzeniach, ponieważ umożliwiają lokalizację, śledzenie i rejestrowanie ruchu.

Jakie są trzy główne segmenty GNSS?

System GNSS składa się z trzech kluczowych segmentów, z których każdy odpowiada za inne aspekty jego funkcjonalności. Te segmenty umożliwiają pełne wykorzystanie potencjału GNSS. Oto one:

Segment kosmiczny: To zbiór 24 aktywnych satelitów, których zadaniem jest wysyłanie sygnałów jednokierunkowych. Sygnały te wykorzystywane są do określania pozycji i czasu.
Segment kontrolny: Jest odpowiedzialny za właściwe zarządzanie satelitami. Segment ten pozostaje w ciągłym kontakcie z monitorami i stacjami kontrolnymi na całym świecie, które na bieżąco analizują położenie satelitów. W razie potrzeby wydawane są odpowiednie polecenia, aby utrzymać je na właściwych orbitach. Segment kontrolny monitoruje również dane nawigacyjne i zapewnia sprawne działanie satelitów.
Segment użytkownika: To segment, który jest najbardziej znany i powszechnie używany, a jego przykładem jest GPS. Umożliwia użytkownikom określanie własnej lokalizacji poprzez wysyłanie sygnałów do satelitów.

Jak dokładnie działa GNSS?

Zastanawiasz się, jak działa GNSS? Globalny System Nawigacji Satelitarnej (GNSS) to sieć satelitów, które krążą wokół Ziemi po ustalonych orbitach. Satelity te wysyłają sygnały o różnej częstotliwości, które są wykorzystywane do zbierania danych o pozycji i czasie.

Sercem działania GNSS jest proces wysyłania i odbierania sygnałów. Satelity nadają sygnały o wielu częstotliwościach, ponieważ badania wykazały, że wykorzystanie wielu częstotliwości znacząco zwiększa dokładność i wiarygodność uzyskiwanych danych. Sygnały te są odbierane przez czujnik GNSS w urządzeniu lub przez dedykowany odbiornik. Po odebraniu tych sygnałów, urządzenie odsyła sygnał zwrotny do satelity GNSS w kosmosie. Na podstawie tych sygnałów obliczane są dane dotyczące pozycji i synchronizacji odbiornika.

W ostatnich latach, dzięki udoskonaleniom technologicznym i zwiększonej mocy sygnału, jakość danych uzyskiwanych z GNSS znacząco wzrosła.

Jakie częstotliwości wykorzystuje GNSS?

GNSS korzysta z sygnałów o wielu częstotliwościach do ustalania lokalizacji użytkownika. Zastosowanie różnych częstotliwości, w porównaniu do pojedynczej, znacznie poprawia dokładność i wiarygodność wyników. Sygnały o różnych częstotliwościach są wykorzystywane w GNSS do różnych celów.

Przykładowe częstotliwości GPS:

Sygnał L1: około 1575,42 MHz
Sygnał L5: około 1176,45 MHz

Podobnie w systemie GLONASS:

Sygnał L1: w zakresie od 1598,0625 do 1609,3125 MHz
Sygnał L3 OC: około 1202,025 MHz

Teraz, gdy znasz już mechanizmy działania GNSS, przejdźmy do omówienia GNSS WIFI.

Gdzie GNSS znajduje najczęstsze zastosowanie?

Początkowo GNSS było przeznaczone do użytku wojskowego. Jednak wraz z postępem technologicznym i ekonomicznym, oraz rozwojem przesyłu sygnałów między urządzeniami a satelitami, usługi GNSS zostały rozpowszechnione na całym świecie. Obecnie są integralną częścią naszego codziennego życia. Wiele aktywności osobistych, badawczych i publicznych opiera się na tym systemie, który dostarcza dokładnych i wiarygodnych danych o pozycji i czasie. Jest powszechnie stosowany w takich usługach jak GPS, telekomunikacja, służby porządkowe, badania geologiczne, górnictwo oraz w sytuacjach kryzysowych. GNSS umożliwia przesyłanie danych nawet z najbardziej odległych miejsc, co ma nieoceniony wpływ na badania.

Zdjęcie Mario Caruso na Unsplash

Kto sprawuje kontrolę nad GNSS?

Usługi GNSS są uruchamiane i utrzymywane przez różne organizacje na całym świecie, często wspierane przez rządy poszczególnych państw. IRNSS to indyjska organizacja, która posiada lokalny system GNSS, który pomaga w precyzyjnym mapowaniu kraju i obszarów w promieniu około 1500 km od granic Indii.

Do innych znaczących organizacji, które zarządzają systemami GNSS, należą europejski system Galileo, amerykański system nawigacji satelitarnej NAVSTAR (GPS) oraz chiński system nawigacji satelitarnej BeiDou.

Dlaczego GNSS jest tak istotny?

Po zapoznaniu się z zasadami działania GNSS, warto zastanowić się nad jego znaczeniem. System ten umożliwia śledzenie w czasie rzeczywistym, pomiar czasu, nawigację oraz inne formy komunikacji między maszynami, co jest kluczowe dla zarządzania urządzeniami IoT. Ponadto, znaczenie GNSS obejmuje:

Lokalizację obiektów: Bez możliwości ustalenia położenia urządzeń, GNSS nie byłoby w stanie obsługiwać IoT. Dzięki komunikacji z trzema lub większą liczbą widocznych satelitów, urządzenie może precyzyjnie określić swoją lokalizację za pomocą trilateracji.
Określenie prędkości: Systemy GNSS, wysyłając stale sygnały satelitarne, umożliwiają urządzeniom wyposażonym w GNSS monitorowanie i rejestrowanie swojej prędkości.
Zapewnienie precyzji IoT: Precyzyjna trilateracja nie byłaby możliwa bez zaawansowanych zegarów atomowych, które stanowią integralną część systemów GNSS.

Zdjęcie Sylwii Bartyzel na Unsplash

Jakie korzyści niesie ze sobą GNSS?

GNSS to system satelitów, które umożliwiają ustalenie pozycji i czasu użytkownika. Jego wykorzystanie stale rośnie, ponieważ wraz z rozwojem technologii okazał się niezwykle przydatny w wielu dziedzinach życia codziennego. Główne zalety GNSS to:

Wysoka dokładność: GNSS wykorzystuje sygnały o różnych częstotliwościach do precyzyjnego śledzenia pozycji obiektów, zapewniając minimalne odchylenia. Sygnały te są odporne na zakłócenia fal magnetycznych i inne przeszkody, co gwarantuje stałą dokładność systemu.
Szybkość działania: Oprócz dokładności, GNSS cechuje się szybkością. Wykorzystanie sygnałów i zaawansowanych obliczeń pozwala na błyskawiczne uzyskiwanie wyników. To sprawia, że GNSS jest jednym z najwydajniejszych i najszybszych sposobów pozyskiwania danych. Wcześniej zadania te wymagały dużo czasu i były żmudne, ale dzięki GNSS czas potrzebny na realizację takich procesów znacząco się skrócił.
Ekonomiczność: Postęp technologiczny sprawił, że korzystanie z systemu GNSS stało się ekonomicznie opłacalne. Dzięki automatyzacji procesów, pozyskiwanie informacji o pozycji i synchronizacji w trzech wymiarach, z wysoką dokładnością, jest znacznie tańsze w porównaniu z innymi metodami.

Zachęcamy do powtórnego przeczytania artykułu od początku, aby utrwalić wiedzę o działaniu GNSS.

Który system GNSS jest obecnie najdokładniejszy?

Wraz z postępem technologicznym dokładność systemów GNSS znacząco wzrosła. Wiele państw uruchomiło swoje systemy GNSS, które cechują się wysoką precyzją i niezawodnością.

Europejski system GNSS, znany jako Galileo, jest uważany za jeden z najdokładniejszych i najbardziej niezawodnych. Rosyjski system GLONASS również wykazuje wysoką dokładność, szczególnie w regionach górskich położonych na wyższych wysokościach.

Jednakże, to Galileo wydaje się być odrobinę bardziej niezawodny, co czyni go najdokładniejszym systemem GNSS na świecie. Galileo wykorzystuje 24 satelity na 6 płaszczyznach orbitalnych, które wysyłają, odbierają i przetwarzają sygnały, dostarczając wyniki z minimalnymi odchyleniami od rzeczywistych wartości.

Zdjęcie Kenricka Baksha na Unsplash

Czym jest GNSS Wi-Fi?

GNSS WIFI to rozwiązanie, które znacznie ułatwia bezprzewodowe pozyskiwanie wiarygodnych danych. Te innowacyjne anteny łączą funkcje GNSS i dwuzakresowego Wi-Fi w jednym, wytrzymałym pakiecie, przeznaczonym do inteligentnego transportu, przemysłowych zastosowań IoT i DSRC. Właśnie to kryje się pod pojęciem GNSS Wi-Fi.

***

Mamy nadzieję, że ten artykuł przybliżył Państwu działanie GNSS oraz wyjaśnił, czym jest GNSS WIFI. Zachęcamy do zadawania pytań i dzielenia się sugestiami w sekcji komentarzy. Chętnie dowiemy się również, o czym chcieliby Państwo przeczytać w kolejnych artykułach.