GPS

სატელიტური სანავიგაციო სისტემა GPS თავდაპირველად აშშ-ში იყო დამუშავებული სამხედრო მიზნებისთვის გამოსაყენებლად. სისტემის სხვა ცნობილი სახელწოდებაა «NAVSTAR». საზოგადოდ ცნობილი სახელწოდება «GPS» წარმოადგენს "Global Positioning System”-ის შემოკლებას, რომელიც ითარგმნება, როგორც “გლობალური სანავიგაციო სისტემა”. ეს სახელწოდება სრულად ახასიათებს სისტემის დანიშნულებას – ნავიგაციის უზრუნველყოფა დედამიწის სფეროს მთელ ტერიტორიაზე. არა მარტო ხმელეთზე, არამედ ზღვაზე და ჰაერშიც. «GPS» სისტემის სანავიგაციო სიგნალების გამოყენებით ნებისმიერ მომხმარებელს შეუძლია მისი მიმდინარე ადგილმდებარეობის მაღალი სიზუსტით დადგენა. ამგვარი სიზუსტე, ბევრ რამეში, შესაძლებელი გახდა ამერიკის მთავრობის ნაბიჯების (ზომების) გამო, რომელმაც 2000 წელს ისე გააკეთა, რომ «GPS» სისტემა გახდა ხელმისაწვდომი და ღია სამოქალაქო მომხმარებლებისათვის. მოგახსენებთ, რომ ადრე შერჩევითი დაშვების (SA – Selective Availability) სპეციალური რეჟიმის საშუალებით გადასაცემ სიგნალში შეიტანებოდა დამახინჯება (შერყვნა), რომელმაც იწვევდა პოზიციონირების სიზუსტის შემცირებას 70-100 მეტრამდე. 2000 წლის 1 მაისიდან ზემოხსენებული რეჟიმი გამორთულ იქნა და სიზუსტე გაიზარდა 3-10 მეტრამდე.



ფაქტიურად, ამ მოვლენამ გამოიწვია ძლიერი იმპულსი საყოფაცხოვრებო სანავიგაციო GPS აპარატურის განვითარებისთვის, მისი ღირებულების დაკლებისთვის და აქტიური პოპულარიზაციისთვის ზოგადი მომხმარებლების შორის. ამჟამად სხვადასხვა ტიპის GPS მიმღებები აქტიურად გამოიყენება ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში, ზოგადი ნავიგაციით დაწყებული და პერსონალური კონტოლით და წარმტაცი თამაშებით დამთავრებული. ბევრი გამოკვლევის შედეგების მიხედვით სანავიგაციო GPS სისტემების გამოყენება იწვევს ძლიერ ეკონომიკურ ეფექტს მსოფლიო ეკონომიკისა და ეკოლოგიისთვის – იზრდება მოძრაობის უსაფრთხოება, უმჯობესდება საგზაო სიტუაცია, მცირდება საწვავის ხარჯი, მცირდება ატმოსფეროში მავნე ნივთიერებების გამოფრქვევა. ევროპის ეკონომიკის GPS სისტემაზე, და, ამის შედეგად, აშშ-ს ადმინისტრაზიაზე მზარდი დამოკიდებულებამ აიძულა ევროპას დაემუშავებინა საკუთარი სანავიგაციო სისტემა – Galilleo. ახალი სისტემა ბევრ რამეში ჰგავს GPS სისტემას.

GPSსისტემის შემადგენლობა

GPS სისტემის კოსმოსური სეგმენტი შედგენილია თანამგზავრების ორბიტული დაჯგუფებისგან, რომლებიც ასხივებენ სანავიგაციო სიგნალებს. თანამგზავრები განლაგებულია 6 ორბიტაზე დაახლოებით 20000 კმ სიმაღლეზე. თანამგზავრების ბრუნვის პერიოდი შეადგენს 12 საათს და სიჩქარე – დაახლოებით 3 კმ/წმ. ამგვარად, დღე-ღამეში თითოეული თანამგზავრი დედამიწის ირგვლივ ორ სრულ ბრუნვას შეასრულებს. პირველი თანამგზავრი იყო გაშვებული 1978 წლის თებერვალში. მისი ზომა მზის ღია ბატარეებთან ერთად უტოლდებოდა 5 მეტრს, ხოლო წონა – 900 კგ-ზე მეტი. იგი იყო GPS-I-ის პირველი მოდიფიკაციის თანამგზავრი. ბოლო 30 წელიწადში ორბიტაზე შეიცვალა GPS თანამგზავრების რამოდენიმე მოდიფიკაცია: GPS II-A, GPS II-ღ, GPS IIღ-M. მოდერნიზაციის პროცესში შემცირდა თანამგზავრების წონა, გაუმჯობესდა ბორტის საათის სტაბილურობა, გაიზარდა სანდოობა.




GPS თანამგზავრები გადასცემს სამ სანავიგაციო სიგნალს ორ სიხშირეზე L1 и L2. “სამოქალაქო” სიგნალი C/A, რომელიც გადაიცემა სიხშირეზე L1 (1575.42 mhc), ხელმისაწვდომია ყველა მომხმარებლისთვის, და უზრუნველყოფს პოზიციონირების სიზუსტეს 3-10 მეტრამდე. მაღალი სიზუსტის "სამხედრო” P-კოდი გადაიცემა სიხშირეებზე L1 და L2 (1227.60 mhc) და მისი სიზუსტე “სამოქალაქო” სიგნალზე ბევრად მაღალია. სანავიგაციო სიგნალების იდენტიფიკაცია ხორციელდება ნომრით, რომელიც შეესაბამება “პსევდოხმაურიან კოდს” (PRN – პსეუდო-რანდომ ნოისე), რომელიც უნიკალურია თითოეული თანამგზავრისთვის. GPS სისტემის ტექნიკურ სპეციფიკაციაში თავდაპირველად იყო ჩადებული 32 კოდი. სისტემის დამუშავების ეტაპზე და მისი ექსპლუატაციის საწყის პერიოდში იყო დაგეგმილი, რომ სამუშაო თანამგზავრების რაოდენობა არ უნდა აღემატებოდეს 24. თავისუფალი კოდები გამოყოფილი იყო ახალი GPS თანამგზავრებისთვის, რომლებიც ექსპლუატაციაში შეყვანის ეტაპზეა. აღნიშნული რაოდენობა იყო საკმარისი სისტემის ნორმალური ფუნქციონირებისთვის. მაგრამ ამჟამად ორბიტაზე იმყოფება უკვე 32 თანამგზავრი, რომელთაგან 31 ფუნქციონირებს სამუშაო რეჟიმში სანავიგაციო სიგნალის დედამიწაზე გადაცემით. თანამგზავრების “სიჭარბე” საშუალებას იძლევა უზრუნველყოს მომხმარებელს პოზიციის გამოთვლა პირობებში, სადაც ცის “ხილვადობა” შეზღუდულია დიდმაღალი შენობებით, ხეებით ან მთებით.
მიწისზედა სეგმენტი

GPS სისტემის მიწისზედა სეგმენტი შედგენილია 5 საკონტროლო სადგურიდან და მართვის მთავარი სადგურიდან, რომელიც განლაგებულია აშშ-ს სამხედრო ბაზებზე – კვაჯალეინის და ჰავაის კუნძულებზე წყნარ ოკეანეში, ამაღლების კუნძულზე, დიეგო-გარსიას კუნძულზე ინდოეთის ოკეანეში და კოლორადო-სპრინგსში. მონიტორინგის სადგურების ამოცანებში შედის სანავიგაციო სიგნალების მიღება და გაზომვა, რომლებიც შემოდის GPS თანამგზავრებიდან, სხვადახსვა ტიპის შეცდომების გამოთვლა და ამ მონაცემების მართვის სადგურზე გადაცემა. მიღებული მონაცემების ერთობლივი დამუშავება შემდეგის საშუალებას იძლევა: თანამგზავრების ტრაექტორიების მიცემული ორბიტებიდან გადახრის, ბორტის საათის დროებითი ძვრების და სანავიგაციო შეტყობინებებში შეცდომების გამოთვლა. GPS თანამგზავრების მდგომარეობის მონიტორინგი ხორციელდება პრაქტიკულად განუწყვეტლივ. სანავიგაციო მონაცემების “დატვირთვა”, რომლებიც შეიცავს პროგნოზირებად ორბიტებს და საათის შესწორებებს თითოეულ თანამგზავრისთვის, ხორციელდება ყოველივე 24 საათში ერთხელ, იმ მომენთში, როცა იგი იმყოფება მართვის სადგურის დაშვების ზონაში.

მიწისზედა GPS სადგურების გარდა არსებობს თვალთვალის რამოდენიმე კერძო და სახელმწიფო ქსელი, რომელიც ახორციელებს GPS სიგნალების გაზომვას ატმოსფეროს პარამეტრების და თანამგზავრების მოძრაობის ტრაექტორიების დაზუსტებისთვის.