GNSS og GPS jobber hånd i hånd for å forbedre nøyaktigheten og effektiviteten.
Dagens navigasjonssystem har blitt en viktig del av alles liv. Disse teknologiene er mye brukt i forskjellige bransjer for å oppnå mer nøyaktige avlesninger.
Moderne navigasjonsteknologi hjelper ikke bare med å måle avstander og vinkler ideelt, men gjør også eksklusiv bruk av disse målingene i ulike bransjer.
Kart- og oppmålingsindustrien er blant de første som bruker GPS-teknologi som er mer nøyaktig, raskere og krever mindre menneskelige ressurser.
Bakkekontroll og droner brukes ofte av jordarbeidsbedrifter for å veilede arbeidsplasser mot større effektivitet og produktivitet.
Selv om satellittnavigasjon opprinnelig ble brukt til militære applikasjoner, har bruken av disse teknologiene blitt større i dag. Det inkluderer privat og offentlig sektor på tvers av flere markedssegmenter, som konstruksjon, vitenskap og mer.
De fleste av dere er kanskje kjent med GPS. Det kan du betydelig tid mens du utforsker et ukjent sted. Imidlertid er GNSS et mindre brukt begrep.
I denne artikkelen vil jeg gjøre deg kjent med GNSS og utforske forskjellene mellom GPS og GNSS. Til slutt vil vi diskutere hva som er mer fleksibelt, pålitelig og nøyaktig for ditt bruk.
Her går vi!
Innholdsfortegnelse
Hva er GNSS?
GNSS står for Global Navigation Satellite System, der forskjellige land opererer mange satellitter. Dette gjøres for å gi signaler fra verdensrommet og overføre tids- og posisjonsdata til GNSS-mottakerne som befinner seg på jorden. Mottakerne bruker videre disse dataene til å bestemme din nøyaktige plassering.
De mange satellittene som kretser rundt jorden er kjent som konstellasjoner; derfor refererer GNSS også til konstellasjonen av satellitter. Den kan brukes i transport, romstasjoner, jernbane, massetransport, vei, maritim, luftfart, etc.
Navigasjon, posisjonering og timing er avgjørende innen landmåling, beredskap, gruvedrift, presisjonslandbruk, finans, rettshåndhevelse, vitenskapelig forskning, telekommunikasjon og mer. Ytelsen til GNSS kan forbedres ved å bruke regionale satellittbaserte forsterkningssystemer, for eksempel European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS).
Eksempler på GNSS: USAs NAVSTAR GPS, Europas Galileo, Kinas BeiDou Navigation Satellite System og Russlands Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS).
EGNOS hjelper til med å forbedre påliteligheten og nøyaktigheten til GPS-informasjon ved å gi data om integriteten til signalene og korrigere signalmålefeil. Vel, den faktiske ytelsen vurderes gjennom fire primære kriterier:
- Nøyaktighet: Det er forskjellen mellom målt hastighet, tid eller posisjon og reell hastighet, tid eller posisjon.
- Kontinuitet: Det angir om et system fungerer uten avbrudd eller ikke.
- Integritet: Evnen til et system til å tilby en terskel for tillit til posisjonsdata og alarm er integritet i denne sammenhengen.
- Tilgjengelighet: Prosentandelen av tiden et signal trenger for å oppfylle kriterier for nøyaktighet, kontinuitet og integritet er «tilgjengelighet» i denne sammenhengen.
GNSS-teknologi trenger minst fire satellitter for å beregne posisjonen din gjennom kompliserte trilaterasjonsberegninger. I dag definerer tre segmenter satellitter i verdensrommet.
Disse regnes som viktige deler av GNSS-teknologi:
- Romsegmentet: Romsegmentet definerer stjernebildene som kretser mellom 20 000 og 37 000 km over jordens overflate.
- Kontrollsegment: Kontrollsegmentet er nettverket av dataopplastingsstasjoner, overvåkingsstasjoner og hovedkontrollstasjoner rundt om i verden.
- Brukersegment: Brukersegmentet beskriver utstyret som mottar signaler fra satellitten og sender ut en posisjon basert på satellittenes orbitale plassering og tid.
Hva er GPS?
Global Positioning System (GPS) er et radionavigasjonssystem som brukes på luft, land og sjø for å bestemme nøyaktig plassering, hastighet, tid og mer uavhengig av værforholdene.
GPS ble først utviklet i 1978 som en prototype av det amerikanske forsvarsdepartementet. Den ble fullstendig operativ i 1993 med en hel konstellasjon på 24 satellitter.
GPS eies av USAs myndigheter og drives av US Space Force. Med GPS drar ikke bare militære tjenestemenn, men også kommersielle eller sivile brukere over hele verden nytte av. Selv om USA opprettet og kontrollerer GPS-en, er den tilgjengelig for alle med en GPS-mottaker.
GPS er en type GNSS-teknologi som gir tids- og geolokaliseringsdata til GPS-mottakeren. Det krever ikke at noen bruker overfører dataene, men fungerer fleksibelt på alle enheter med god internettforbindelse.
Innen teknologi er fremme av nye konsepter en hovedprioritet for alle. Så de teknologiske kravene til det eksisterende systemet fører til modernisering av GPS-en. Den implementerer neste generasjons operasjonelle kontrollsystem og GPS-blokk IIIA-satellitter.
GPS består av tre deler – satellitter, mottakere og bakkestasjoner. La oss gå gjennom funksjonene til hver:
- Satellitter: Den fungerer som stjerner i stjernebildene og sender ut signaler.
- Bakkestasjoner: Den bruker radaren for å sikre at satellittene er i den posisjonen vi tror de er.
- Mottaker: Det er en enhet du kan finne i telefonen, bilen, etc., som alltid søker etter signaler fra satellitter. Videre bestemmer det hvor langt du er fra stedet du vil vite om.
GNSS vs. GPS: Fungerer
Hvordan fungerer GNSS?
GNSS varierer i design og alder, men operasjonen er den samme. Satellitten sender to bølger i L-båndet, dvs. L1 og L2. Disse bærebølgene overfører data fra satellitten til jorden.
GNSS-mottakere består av to deler – en er en antenne, og en annen er en prosesseringsenhet. Arbeidsprinsippet til begge enhetene er enkelt. Antennen mottar signaler fra satellittene mens prosessorenheten registrerer signalene. Den trenger minst fire satellitter for å samle nøyaktig informasjon for å bestemme posisjonen.
GNSS-satellitter går i bane rundt jorden hver 11. time, 58. minutt og 2. sekund. Hver satellitt er i stand til å overføre kodede signaler som inneholder et stabilt tidsstempel og banedetaljer. Signalene inneholder informasjon som en mottaker trenger for å beregne satellittenes plassering og justere deretter for nøyaktig posisjonering.
Mottakeren beregner tidsforskjellen mellom signalmottakstiden og sendingen for å beregne den nøyaktige avstanden. Det gir resultater i form av høyde, lengdegrad og breddegrad.
Hvordan fungerer GPS?
GPS fungerer gjennom en trilaterasjonsteknikk som samler inn signaler fra satellitter for å gi utgangsposisjonsinformasjon til brukeren. Satellitter som går i bane rundt jorden sender signaler som skal leses og tolkes av den GPS-lesbare enheten som befinner seg nær eller på jordens overflate.
GPS-enheten må lese signaler fra minst fire satellitter for en nøyaktig plassering. Hver satellitt sirkler rundt jorden to ganger daglig og sender et unikt signal, tid og baneparametere.
Siden en GPS-enhet gir informasjon om avstanden fra satellitten, vil ikke en enkelt satellitt være i stand til å gi en nøyaktig plassering.
I likhet med GNSS-konstellasjoner inkluderer GPS også tre segmenter: plass, kontroll og bruker.
- Romsegmentet: Romsegmentet består av 30+ satellitter i bane som drives av US Space Force. Disse satellittene kan kringkaste radiosignaler for å overvåke og kontrollere stasjoner på jorden.
- Kontrollsegment: GPS-kontrollsegmentet inkluderer backup, flere monitorstasjoner, dedikerte bakkeantenner og masterkontroll over hele verden. Dette sikrer at GPS-satellitter fungerer bra og kretser i riktig posisjon.
- Brukersegment: Brukersegmentet refererer til alle som er avhengige av GPS-satellitter for å måle posisjon, navigasjon og tid.
GNSS vs GPS: Fordeler og begrensninger
Fordeler med GNSS
Nå kjenner vi begrepet GNSS, som dekker tre eller flere satellitter fra forskjellige land for å gi deg korrekt og nøyaktig informasjon. Her er noen av fordelene med GNSS:
- Alle globale navigasjonssystemer er tilgjengelige hvert øyeblikk. Hvis en ikke jobber på grunn av atmosfæriske forhold, vil en annen hjelpe på samme måte. Derfor gir GNSS mer tilgjengelighet og tilgang til signalene til mottakerne.
- Du vil få nøyaktige tidsdata som videre brukes til å utvikle høypresisjons IoT-nettverk.
- Siden det er en konstellasjon av satellitter, forbedrer den navigasjonsløsningen, og forbedrer TTFF, som betyr Time to First Fix.
- Det sparer penger og tid ved å levere posisjonsnøyaktighet til enheten din.
- Du vil få uavbrutt tilkobling på alle steder, for eksempel store skoger, grotter, tett befolkede steder, etc.
- GNSS-mottakere fjerner automatisk den feilslåtte satellitten fra navigasjonslisten for å gi deg den beste løsningen.
Begrensninger for GNSS
Følgende er noen begrensninger for GNSS:
- Utvidede systemer er nødvendig hver gang du bruker GNSS-systemer for å støtte presisjonstilnærminger.
- Vertikal nøyaktighet er mer enn 10 meter.
- Utvidede systemer er distribuert for å møte kravene til tilgjengelighet, nøyaktighet, kontinuitet og integritet.
- Det påvirker flyoperatører, piloter, lufttrafikktjenester, reguleringspersonell, etc.
- Sikkerheten ved navigering avhenger av nøyaktigheten til databasene.
Fordeler med GPS
- Den er grei å bruke
- Lav kostnad
- 100 % dekning av jorden
- På grunn av dens nøyaktighet kan du spare drivstoff
- Du kan bruke GPS-teknologi for å finne nærliggende hoteller, bensinstasjoner, butikker osv.
- Det er enkelt å integrere i enhetene dine
- Det gir deg det solide sporingssystemet
Begrensninger for GPS
- GPS-brikken tapper alt batteriet i enheten.
- Den trenger ikke gjennom solide vegger. Dette betyr at brukere ikke kan bruke teknologien innendørs eller under vann.
- Nøyaktigheten avhenger av signalkvaliteten til satellitten.
- Posisjonen varierer når antall satellitter er begrenset.
- Under geomagnetiske stormer eller andre atmosfæriske forhold vil du ikke kunne få tilgang til stedet.
- Landmålingsutstyret trenger en klar himmelvisning for å motta signaler.
- Noen ganger kan unøyaktigheten vise deg en annen ugyldig måte eller plassering.
GNSS vs. GPS: Applikasjoner
Applikasjoner av GNSS
GNSS-teknologien ble først utviklet på 1900-tallet for å hjelpe militært personell. Med tiden finner teknologien veien til mange bruksområder:
- Under produksjon er biler utstyrt med GNSS som viser bevegelige kart, plassering, retning, hastighet, restauranter i nærheten og mer.
- Luftnavigasjonssystemer bruker en bevegelig kartvisning. Den er også koblet til autopiloten for rutenavigering.
- Skip og båter bruker GNSS for å lokalisere hav, hav og innsjøer. Den brukes også i båter for selvstyrende utstyr.
- Tungt utstyr som brukes i konstruksjon, presisjonslandbruk, gruvedrift, etc., bruker GNSS-teknologi for å styre maskiner.
- Syklister bruker GNSS i touring og racing.
- Klatrere, vanlige fotgjengere og turgåere bruker denne teknologien for å kjenne sin posisjon.
- GNSS-teknologi er også tilgjengelig for synshemmede.
- Romfartøy bruker denne teknologien som et navigasjonsverktøy.
Applikasjoner av GPS
GPS har mange applikasjoner over hele verden. La oss finne ut noen av dem.
- Luftfartsindustrien bruker GPS for å gi passasjerene og pilotene flyets sanntidsposisjon.
- Marine industrier gir nøyaktige navigasjonsapplikasjoner til båtførere.
- Bønder bruker GPS-mottakere på jordbruksutstyret sitt.
- Oppmåling
- Militær
- Finansielle tjenester
- Telekommunikasjon
- Veiledning av tunge kjøretøy
- Sosiale aktiviteter
- Lokalisering av stillinger
- Steder i nærheten
- Søker skatter
- Solo reiser
Og så videre.
GNSS vs GPS: Forskjeller
Vi vet alle om GPS som verktøyet som hjelper deg med å finne ethvert sted, restaurant, adresse og mer. Du kan til og med dele din nåværende eller levende plassering med andre. Gjennom GPS kan vi få tilgang til posisjoner, men under eventuelle forstyrrelser i signalet vil du ikke få tilgang til posisjon eller informasjon.
GNSS er et begrep med lignende operasjoner som GPS, men med mer fleksibel og pålitelig tilgang til lokasjonene selv under interferens. Den inkluderer GPS, Baidu, Galileo, GLONASS og andre konstellasjonssystemer. Det er derfor det omtales som International Multi-Constellation Satellite System. Du kan si at GNSS bruker flere GPS-satellitter fra forskjellige land for å navigere nøyaktig.
La oss grave dypere inn i hovedforskjellene mellom teknologiene basert på noen aspekter.
KriterierGNSSGPSOrbital AltitudeDen kombinerer orbitalhøyden til forskjellige satellitter, for eksempel 19 100 km for GLONASS og 20 200 km for GPS. GPS-satellitter flyr langt over jordoverflaten i en høyde på 20 200 km eller 10 900 nautiske mil med en nøyaktighetstid på 12 timer. Resultatet vil du få med presisjon på centimeter- eller millimeternivå. Den gir mindre presis informasjon da den kan svinge på grunn av atmosfæriske forhold, signalblokkering osv. Den registrerer sin presisjon på 4,9 m til 16 fot. OpprinnelseslandGNSS-systemer inkluderer GPS fra USA, GLONASS fra Russland, Galileo fra Europa og BeiDou fra Kina. Det er en type GNSS-system som ble utviklet i USA. Satellitter Det har 31 satellitter fra GPS, 24 fra GLONASS, 26 fra Galileo og 48 fra BeiDou Det har 21 satellitter i orbitPeriod Perioden for ulike navigasjonssystemer er:
GLONASS: 11 timer og 16 minutter
Galileo: 14 timer og 5 minutter
BeiDou: 12 timer og 38 minutter
NAVIC: 23 timer og 56 minutter Den flyr i sirkulære baner med en periode på 12 timer eller to ganger om dagenStatusStatusen til hvert navigasjonssystem er forskjellig, slik som at GLONASS er operativt, BeiDou har 22 operasjonssatellitter og mer. Statusen til GPS-en er operativ SignalThe effektnivået til GNSS er 125 dBm og er forskjellig i henhold til satellittene fra forskjellige land. Den er konstant til 125 dBm signalstyrke.
GNSS gir mer nøyaktige data ettersom den kombinerer den kommende informasjonen fra forskjellige satellitter fra forskjellige land. På den annen side er GPS den spesifikke dataleverandøren som kontrolleres og vedlikeholdes av den amerikanske regjeringen.
Konklusjon
GPS er en type GNSS som var det første globale navigasjonssatellittsystemet. Generelt brukes GPS ofte for å beskrive et satellittnavigasjonssystem. Begge er de samme når det gjelder operasjoner, men varierer i arbeidsstiler.
GNSS og GPS brukes i flere felt der du trenger presis og kontinuerlig tilgjengelig informasjon om tid og posisjon, for eksempel transport, marin navigasjon, mobilkommunikasjon, landbruk, friidrett og mange flere.
Du kan også være interessert i å vite den beste programvaren for GPS-posisjonsveksler for iOS-enheter.