რა არის GPS? რატომ გვჭირდება ის? რა განსხვავებაა სხვადასხვა სანავიგაციო სისტემებს შორის? ამ სტატიაში ყველაფერზე ვისაუბრებთ.
ამჟამად, GPS გვეჩვენება, როგორც ყოველდღიური, ნაცნობი რამ, რომლის შესახებაც ყველას სმენია და მათი უმეტესობა ყოველდღიურ ცხოვრებაში იყენებს. ეს არის ერთ-ერთი ინსტრუმენტი, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ ჩვენს მოწყობილობებში. ამასთან, არც კი ვფიქრობთ იმაზე, თუ როგორ მუშაობს, საიდან გაჩნდა, რამდენი დრო, ძალისხმევა და ფული იყო ჩადებული ამ სისტემის შესაქმნელად. დღეს GPS სიგნალის მიმღებებს აქვთ არა მხოლოდ ნავიგატორებიტელეფონები, სმარტფონები, პლანშეტები, მანქანები, მაგრამ ფიტნეს სამაჯურები და „ჭკვიანი“ საათებიც კი, მათი მონაცემები გამოიყენება ინდუსტრიაში, სამოყვარულო და პროფესიულ სპორტში, რალინგსა და რბოლაში და რა თქმა უნდა სამხედრო ინდუსტრიაში. მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ სხვადასხვა სანავიგაციო სისტემებს.
რა არის სატელიტური ნავიგაცია?
სატელიტური ნავიგაცია, ან გლობალური სანავიგაციო სატელიტური სისტემა, არის თანამგზავრების სისტემა, რომელიც გადასცემს მონაცემებს გლობალური პოზიციონირებისა და ზუსტი დროის შესახებ. ინფორმაციის გადასაცემად გამოიყენება გარკვეული სიხშირის რადიოტალღები. ასეთი მონაცემების მიღების შემდეგ მიმღები ითვლის მათ და აჩვენებს ჩვენი მდებარეობის კოორდინატებს, ანუ გრძედი, გრძედი და სიმაღლე ზღვის დონიდან.
გარდა ძირითადი სისტემებისა (GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo), კოსმოსში არის დამხმარე სისტემებიც. ეს არის ეგრეთ წოდებული სატელიტური კორექტირების სისტემები (SBAS), როგორიცაა Global Omnistar და StarFire, რომლებიც გამოიყენება სოფლის მეურნეობაში.
ჩვენს ზემოთ არის აგრეთვე რეგიონული მხარდაჭერის სისტემები, როგორიცაა WAAS აშშ-ში, EGNOS ევროკავშირში, MSAC იაპონიაში და GAGAN ინდოეთში, რომლებიც ზრუნავენ მონაცემთა დახვეწაზე მსოფლიოს მცირე რაიონებში. ამ ყველაფერს მხარს უჭერს მიწის კომპონენტები, რომლებზეც მოგვიანებით ვისაუბრებთ. სისტემაში ბევრი განმარტებაა, მაგრამ დეტალებს არ შევეხებით.
ასევე წაიკითხეთ: ყველაზე მნიშვნელოვანი და საინტერესო კოსმოსური მისიები 2021 წელს
სატელიტური ნავიგაციის სახეები
GPS არ არის ერთადერთი ამჟამად ხელმისაწვდომი სატელიტური სანავიგაციო სისტემა. რამდენიმე ტიპის თანამგზავრი დაფრინავს ჩვენს თავზე, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან იმ მოწყობილობების გეოპოზიციონირებაზე, რომლებსაც ჯიბეებში ვინახავთ, მაჯაზე ვიყენებთ ან ნავიგატორებში ვიყენებთ. რატომ არის მრავალი სისტემა და არა ერთი? დარწმუნებული ვარ, რომ ეს კითხვა დაისვა საშუალო მომხმარებლების უმეტესობამ. ფაქტია, რომ თავდაპირველად GPS სისტემა სამხედრო საჭიროებისთვის შეიქმნა და მასზე სამხედროები კვლავ აკონტროლებენ. ეს ნიშნავს, რომ ისინი აკონტროლებენ ყველას და ყველგან მსოფლიოში. რა თქმა უნდა, ბევრს არ მოეწონა ეს პოზიცია, არამარტო მოწინააღმდეგეებს, მეგობრებსაც კი. ამიტომ, სერიოზულმა მსოფლიო მოთამაშეებმა გადაწყვიტეს განავითარონ თავიანთი სანავიგაციო სისტემები ისე, რომ მათ არმიას ჰქონოდა კონტროლი მათზე. მალე მსოფლიოში გამოჩნდა GPS ანალოგები, რომლებიც ერთმანეთს ეჯიბრებოდნენ ბაზარზე საუკეთესო და ზუსტი ტიტულისთვის. ჩვენთვის, რიგითი მომხმარებლებისთვის, ეს მხოლოდ უპირატესობაა. მაშ ასე, შევეცადოთ გაუმკლავდეთ თითოეულ სისტემას ცალკე.
ამერიკული GPS
ეს არის პირველი სანავიგაციო სისტემა, რომელსაც ყველაზე ხშირად ვიყენებთ. როდესაც ჩვენ ვფიქრობთ სატელიტური ნავიგაციაზე, ჩვენ ჩვეულებრივ ვიყენებთ ტერმინს GPS. ამერიკულ სისტემას თავდაპირველად ეწოდა NAVigation Signal Timing And Ranging Global Positioning System, ან მოკლედ NAVSTAR-GPS.
GPS არის აშშ-ს სამხედროების, უფრო სწორად, აშშ-ის კოსმოსური ძალების ხელში. ყველა მოწყობილობა სათანადო ფუნქციონირებისთვის შემოწმებულია Space Delta 8-ის მიერ, რომელიც დაფუძნებულია შრივერის საჰაერო ძალების ბაზაზე კოლორადოს სპრინგსთან ახლოს და მუშაობს როგორც GPS შტაბ-ბინის ნაწილი.
სამოქალაქო აპლიკაციები სამხედრო აპლიკაციების მხოლოდ უმნიშვნელო დამატებაა, რომლის განლაგება და პოზიციონირების უმაღლესი სიზუსტე პრიორიტეტულია. სამოქალაქო მომხმარებლები იღებენ გარკვეულწილად შეკვეცილ ვერსიას, მაგრამ ის მაინც საკმარისად კარგია. ჩვენ არ გვჭირდება რამდენიმე ათეული სანტიმეტრის სიზუსტე მანქანის მართვისთვის ან სირბილისთვის, მაგრამ უფრო მეტი სიზუსტეა საჭირო, მაგალითად, ნავიგაციაში, კარტოგრაფიაში, სოფლის მეურნეობაში მინდვრების მონიტორინგისთვის, სატრანსპორტო კომპანიებში მანქანების დასაკვირვებლად და ბევრი სხვა სფერო. ამიტომ გასაკვირი არ არის, რომ GPS სისტემა მუდმივად იცვლება, ხდება თანამგზავრების ოპტიმიზაცია.
მისი გამოყენებისას სისტემამ განიცადა ცვლილებები და ჯერ კიდევ მიმდინარეობს მოდერნიზება, დროდადრო ქსელში შემოდის უფრო დიდი შესაძლებლობების თანამგზავრები, ხოლო ძველები, რომლებიც ადრე იყო გამოყენებული, დროთა განმავლობაში ნადგურდება. მათი უმეტესობა ატმოსფეროში იწვება, ზოგჯერ კი ნამსხვრევები წყნარ ოკეანეში იძირება.
GPS სისტემის სრული მზადყოფნა მიღწეული იქნა 1993 წელს, როდესაც ორბიტაზე გაიტანეს საჭირო რაოდენობის თანამგზავრები. მაგრამ ჯერ კიდევ 1983 წელს, რონალდ რეიგანის ადმინისტრაციამ დაამტკიცა სისტემის სამოქალაქო გამოყენების ნებართვა. ეს მოხდა მას შემდეგ, რაც სსრკ-მ ჩამოაგდო კორეული სამოქალაქო თვითმფრინავი, რომელმაც შეცდომით დაარღვია საბჭოთა საჰაერო სივრცე. თუმცა, თავდაპირველად სისტემის სიზუსტე მშვიდობიანი მოსახლეობისთვის შემოიფარგლებოდა 100 მეტრით. მაგრამ ესეც საკმარისი იყო იმ დროს შემდგომი კატასტროფების თავიდან ასაცილებლად.
GPS სისტემის მუშაობას კოსმოსიდან დამატებით მხარს უჭერს WAAS (Wide Area Augmentation System) თანამგზავრები, რომლებიც უზრუნველყოფს მონაცემთა საჭირო კორექტირებას სისტემის სიზუსტის გაზრდის მიზნით. ისინი მდებარეობენ ჩრდილოეთ ამერიკაში (და ნაწილობრივ სამხრეთ ამერიკაში) და იმყოფებიან FAA-ს (ფედერალური ავიაციის ადმინისტრაცია) მეთვალყურეობის ქვეშ. WAAS გამიზნულია სამოქალაქო სატელიტური ნავიგაციის აპლიკაციების მხარდასაჭერად.
რუსული GLONASS
GLONASS არის გლობალური სანავიგაციო სატელიტური სისტემის აბრევიატურა, რომელიც მუშაობს ამერიკული GPS-ის მსგავსად. GLONASS შედგება 24 აქტიური თანამგზავრისგან, რომლებიც მდებარეობს დედამიწიდან დაახლოებით 19 კილომეტრზე, ხოლო თანამგზავრის ორბიტას 100 საათი და 11 წუთი სჭირდება. სისტემის ტესტირება დაიწყო 15 წელს, ანუ ისევ სსრკ-ში. ის მართლაც შეიქმნა ამერიკული მოვლენების საპასუხოდ, ჩვენს ქვეყანაში უფრო ცნობილია როგორც "ვარსკვლავური ომები". საბჭოთა კავშირს არაფრით არ სურდა აშშ-სთვის დათმობა, მაგრამ "პერესტროიკამ, გლასნოსტმა, აჩქარებამ" თავისი საქმე გააკეთა. სამუშაოები უმეტესად უსახსრობის გამო შეჩერდა. თუმცა, როგორც მოგვიანებით გაირკვა, ყველაფერი არ იყო დახურული. ამერიკელებისთვის მართლაც მოულოდნელი იყო, როდესაც 1982 წელს ოფიციალურად გამოცხადდა, რომ GLONASS სისტემა მზად იყო ექსპლუატაციისთვის. 1993 წელს რუსებმა მოახერხეს 1995 თანამგზავრისგან შემდგარი მთელი თანავარსკვლავედი ორბიტაზე გატანა.
მაგრამ თავიდან ყველაფერი არც ისე კარგად იყო. ოთხმოცდაათიანი წლების ელცინის ეპოქამ ასევე იმოქმედა კოსმოსურ პროგრამებზე. არ იყო დაფინანსება, არავინ დაინტერესებულა კოსმოსური და სატელიტური ნავიგაცია. შედეგად, 2002 წელს მხოლოდ 7 თანამგზავრი ფუნქციონირებდა. თუმცა, რუსებმა დაიწყეს საქმეები და, 2002-2011 წლების აღდგენის პროგრამის ფარგლებში, ექსპლუატაციაში ჩაუშვეს გაუმჯობესებული GLONASS-K თანამგზავრები, ასევე თანმხლები სახმელეთო კონტროლის თანამედროვე სისტემები.
მოდერნიზაციის შემდეგ ეტაპზე, 2012-2020 წლებში, ძირითადი ყურადღება დაეთმო PNT-ის თვისებების გაუმჯობესებას (პოზიციონირება, ნავიგაცია და სინქრონიზაცია) სახელმწიფოს უსაფრთხოებისა და მისი თავდაცვისა და სამოქალაქო სისტემების შესაძლებლობების გაზრდის მიზნით. ამჟამად მიმდინარეობს მუშაობა შემდეგი თაობის თანამგზავრებზე, რომელიც ცნობილია როგორც GLONASS-K2.
ჩინური BeiDou
ჩინეთმა დაიწყო სატელიტური სანავიგაციო სისტემის შემუშავება მე-2000 საუკუნის ბოლოს. 1 წელს მათ მოახერხეს BDS-1-ის განვითარების პირველი ეტაპის დახურვა, რომელიც უფრო ცნობილია, როგორც სანავიგაციო სატელიტური სისტემა BeiDou-2. ამ პროექტის ფარგლებში ჩინეთს და უახლოეს უცხოურ ქვეყნებს გადაეცა პოზიციონირების სისტემები. შემდეგი ნაბიჯი იყო BDS-2020 სატელიტური ქსელით, რომელიც უზრუნველყოფდა დაფარვას აზია-წყნარი ოკეანის რეგიონში. 3 წელს, BDS-XNUMX პროექტის ფარგლებში, BeiDou სისტემა ამოქმედდა მთელ მსოფლიოში.
ამჟამად ორბიტაზე 35 თანამგზავრია და მთლიანობაში პროგრამამ უკვე განახორციელა 59 გაშვება ტვირთამწეობით, რამაც BeiDou სისტემის შემდეგი თაობები ორბიტაზე გაუშვა. ჩინეთის ხელისუფლების ინფორმაციით, BDS-400 პროგრამის შექმნაში მონაწილეობდა 300-ზე მეტი სააგენტო და 000 3 მეცნიერი და ტექნიკოსი. თანამგზავრების უახლესი თანავარსკვლავედის მხარდასაჭერად, შეიქმნა 40-ზე მეტი მიწის სადგური სისტემის სწორი მუშაობის მონიტორინგისთვის. სისტემის გლობალური ხელმისაწვდომობა შეფასებულია 99%-ზე, ხოლო აზია-წყნარი ოკეანის საკვანძო რეგიონისთვის ის კიდევ უფრო მაღალია, ანუ იქ თითქმის იდეალურად მუშაობს. ასევე, ჩინელებმა დიდი ძალისხმევა გააკეთეს სისტემის სიზუსტის გასაუმჯობესებლად.
BeiDou ასევე საშუალებას აძლევს მოკლე ტექსტურ შეტყობინებებს 14 ბიტამდე (000 ჩინური სიმბოლო). ეს მნიშვნელობა ასევე შეიძლება შეიცავდეს ფოტოებს ან ხმის ჩანაწერებს.
როგორც სატელიტური სანავიგაციო სისტემების სხვა განვითარება, ადგილობრივი მომხმარებლები იხდიან სერვისს, მაგრამ შედეგები მართლაც შთამბეჭდავია.
ასევე წაიკითხეთ: ჩინეთს ასევე სურს კოსმოსის შესწავლა. მაშ, როგორ არიან ისინი?
ევროპული გალილეო
რა არის გალილეოს სისტემის ყველაზე დიდი უპირატესობა? GPS-ისა და GLONASS-ისგან განსხვავებით, ის რჩება სამოქალაქო პირების ხელში და არ ეკუთვნის რომელიმე კონკრეტულ მთავრობას, როგორც ეს კომუნისტურ ჩინეთშია. სისტემა აშენდა მხოლოდ სამოქალაქო ბაზრის გათვალისწინებით და, შესაბამისად, მოსახლეობის საჭიროებები საბოლოოდ გავლენას ახდენს მის განვითარებაზე. მართალია, გალილეო არის სუფთა ჰაერი მილიტარიზებულ პოზიციონირების სისტემებს შორის. ჯერჯერობით გალილეოს პროგრამამ დაასრულა 28 გაშვება და ორბიტაზე 30 თანამგზავრი გამოუშვა. ამჟამად სისტემა იყენებს სატელიტების სრულ თანავარსკვლავედს, მაგრამ ყველა მოწყობილობა ყოველთვის არ არის ხელმისაწვდომი და ზოგიერთი მათგანი ჯერ კიდევ ელოდება თავის რიგს საწყობებში.
სახმელეთო ტრანსპორტის სეგმენტი განლაგებულია ორ ცენტრში - Oberpfaffenhofen გერმანიაში და Fucino იტალიაში. გარდა ამისა, სისტემა მოიცავს მონიტორინგის სენსორების, საზომი და მონაცემთა გადაცემის სადგურების მსოფლიო ქსელს.
იმის გამო, რომ ყველა ამ სისტემის ორბიტა სულ უფრო გაჯერებულია, გალილეოს თანამგზავრები განლაგებულია ოდნავ მაღლა, 23 კილომეტრის სიმაღლეზე (ყველაზე დაბალი არის GLONASS, შემდეგ GPS, ჩინეთის BeiDou და გალილეოს პირამიდის მწვერვალზე. ). დაახლოებით 222 საათი სჭირდება თითოეულ თანამგზავრს დედამიწის გარშემო მთლიანად ბრუნვას. დედამიწის უმრავლესობისთვის, 14-დან 6 გალილეოს თანამგზავრი ხელმისაწვდომია ნებისმიერ დროს, რაც ნიშნავს ძალიან მაღალ სიზუსტეს, რომელიც უმეტეს სიტუაციებში იზომება სანტიმეტრებში და არა მეტრებში.
Galileo თავსებადია GPS სისტემასთან, რომელიც კიდევ უფრო აუმჯობესებს გაზომვების სიზუსტეს და მის მუშაობას ასევე მხარს უჭერს EGNOS სისტემა (ევროპის გეოსტაციონარული ნავიგაციის სერვისი), რომელიც შედგება სახმელეთო კომპონენტებისა და თანამგზავრებისგან, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან სატელიტური სანავიგაციო სისტემების მუშაობისა და სიზუსტის გაუმჯობესებაზე. .
იაპონური მიჩიბიკი (მიჩიბიკი)
საკუთარ ტერიტორიაზე ნავიგაციის სიზუსტის უზრუნველსაყოფად, იაპონიამ შექმნა თანამგზავრების მცირე თანავარსკვლავედი, სახელწოდებით Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) ან Michibiki. მთიან ან მძიმედ ურბანიზებულ რაიონებში, მხოლოდ GPS ხშირად არასაკმარისია ძალიან ბევრი დაბრკოლების გამო. 4 წლის ნოემბრიდან მოქმედი 2018 თანამგზავრი ამ პრობლემას აღმოფხვრის. სამი მათგანი ჯერ კიდევ აზიისა და ოკეანიის რეგიონშია. 2024 წელს იგეგმება სატელიტური თანავარსკვლავედის მიღწევა, რომელიც შედგება 7 ერთეულისგან. ეს კიდევ უფრო გააუმჯობესებს სისტემის საერთო ეფექტურობას და გახდის მას GPS-ისგან დამოუკიდებელი. ამრიგად, იაპონია თავის ტერიტორიაზე სრულ ავტონომიას უზრუნველყოფს.
სხვა სისტემებთან შედარებით მცირე ზომის მიუხედავად, QZSS აკმაყოფილებს იაპონიის მოსახლეობის ყველა მოლოდინს და დამატებით მხარს უჭერს გადაზიდვას ყველა იმ ქვეყანაში, რომელიც მდებარეობს იაპონიის ტერიტორიაზე გამავალ მერიდიანებზე.
გარდა ამისა, იაპონიას ასევე აქვს GPS/Michibiki ზუსტი მხარდაჭერის სისტემა, სახელწოდებით MTSAT Satellite Augmentation System (MSAS). იგი შედგება 2 თანამგზავრისგან, რომლებიც, სხვა საკითხებთან ერთად, გვაწვდიან ამინდის მონაცემებს.
NavIC (ნავიგაცია ინდური თანავარსკვლავედით) არის GPS-ის ინდური ანალოგი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ინდოეთის რეგიონალურ სანავიგაციო სატელიტურ სისტემას (IRNSS). სისტემა ყველა შესაძლებლობის მიღწევის შემდეგ თავისი ფუნქციონირებით იაპონურის მსგავსი იქნება. ამჟამად ორბიტაზე არის 7 თანამგზავრი, რომლებიც უზრუნველყოფენ პოზიციონირებას ინდოეთში და ქვეყნის საზღვრებიდან 1500 კილომეტრამდე მანძილზე. სისტემა არ არის დამოკიდებული GPS-ზე.
NavIC-ს მხარს უჭერს GAGAN (Geosynchronous Augmented Navigation System with GPS), რომელიც შედგება სამი დამატებითი თანამგზავრისა და სახმელეთო ინფრასტრუქტურისგან. სერვისში დანერგვით, EGNOS და MSAS სისტემებს შორის უფსკრული გადაიკვეთა, რაც კიდევ უფრო ამაღლებს სამოქალაქო ავიაციის უსაფრთხოების დონეს.
გლობალური დახმარების სისტემები
ცალკეული სისტემების აღწერისას ჩვენ ასევე აღვნიშნეთ რეგიონალური მხარდაჭერის სისტემები. თუმცა, სატელიტური ნავიგაციის ფუნქციონირებას რეგიონის საზღვრებს მიღმა ასევე შეუძლია გლობალური დახმარების სისტემების მხარდაჭერა. ამჟამად ორი მათგანი შეიძლება გამოიყოს. ეს არის Omnistar და StarFire. ორივე მათგანს აქვს სატელიტური ნავიგაციის მხარდაჭერა, რომელიც ძირითადად გამოიყენება თანამედროვე ზუსტი მეურნეობის საჭიროებებისთვის. მათი გამოყენება მოითხოვს სპეციალურ მიმღებებს, რომლის წყალობითაც ფერმერს, რომელიც მოძრაობს თავის მინდვრებში, შეუძლია იმუშაოს 5-10 სანტიმეტრამდე სიზუსტით (ჩანაწერის დამხმარე სისტემები იძლევა 1-2 სანტიმეტრს სიზუსტეს). ასეთი ზუსტი პოზიციონირება მოწოდებულია როგორც სერვისი და მოითხოვს დამატებით გადასახადს, რომელიც გადაიხდება უშუალოდ სისტემის მონაცემების მიწოდებისთვის.
სერვისი დაფუძნებულია დიფერენციალურ გლობალურ პოზიციონირების სისტემაზე (DGPS) და ემყარება საბაზისო მიმღების გამოყენებას, რომელიც მდებარეობს მითითებულ ადგილას. მანქანაზე არსებული მიმღები, გარდა სატელიტური სიგნალისა, კორექტივებს იღებს სტაციონარული ბაზის მიმღებიდან.
Omnistar არის დამოუკიდებელი კომპანია და მისი გადამცემების შეძენა შესაძლებელია სხვადასხვა მანქანებისთვის, ხოლო StarFire სისტემა არის სასოფლო-სამეურნეო აღჭურვილობის მწარმოებელი John Deere, რომელიც გთავაზობთ ჩაშენებულ ან გარე სისტემებს, რომელთა სიზუსტეა ±3 სმ და მუშაობს GPS და GLONASS-თან.
როგორ მუშაობს GPS?
ამ განყოფილებაში ჩვენ აღვწერთ GPS-ის მუშაობას ორიგინალის, ანუ ამერიკული ვერსიის გამოყენებით, რადგან ამჟამად მასზე ყველაზე ხელმისაწვდომი მონაცემები გვაქვს. სხვები მუშაობენ ანალოგიურად.
GPS თანამგზავრების თანავარსკვლავედი
სატელიტების საკმაოდ მკვრივი ქსელი აუცილებელია მთელ მსოფლიოში სათანადო მუშაობისთვის. 24 თანავარსკვლავედის თანავარსკვლავედის შემთხვევაში შეგვიძლია დარწმუნებული ვიყოთ, რომ დედამიწის ნებისმიერ დროსა და ნებისმიერ წერტილში ოთხი მათგანის დიაპაზონში ვართ. ამერიკელები ზოგადად დაპირდნენ, რომ სულ მცირე 24 იქნება ხელმისაწვდომი დროის 95%. ამჟამად სისტემას მხარს უჭერს 31 თანამგზავრი. დედამიწა დაყოფილია 6 თანაბარ ზონად, რომლებშიც თანამგზავრები მოძრაობენ და თითოეულ მათგანს აქვს 4 ველი დასაფარი.
2011 წლის ივნისში გაუშვა მოდიფიკაცია, სახელწოდებით Expendable 24. 24 თანამგზავრიდან სამი და, შესაბამისად, მათ მიერ კონტროლირებადი ველები, გაძლიერდა დამატებითი თანამგზავრით, რათა მიეღოთ უფრო სწრაფი სიგნალი და უკეთესი სიზუსტე რთული რელიეფის პირობებში. ასევე განხორციელდა გარკვეული ცვლილებები, რათა 27 თანამგზავრისგან შემდგარი ქსელი მაქსიმალურად ეფექტური ყოფილიყო.
GPS თანამგზავრები მოძრაობენ პროგნოზირებადი MEO (დედამიწის საშუალო ორბიტა) ორბიტაზე დაახლოებით 20 კმ სიმაღლეზე, ასე რომ თქვენ ყოველთვის იცით სად არიან ისინი. გარდა ამისა, მათი პოზიცია მოწმდება რადიოტელესკოპების გამოყენებით. სახმელეთო კონტროლის ქსელი შედგება მთავარი საკონტროლო ცენტრისგან, სარეზერვო მართვის ცენტრისგან, 200 ბრძანებისა და მართვის ანტენისგან და 11 სადამკვირვებლო სადგურისგან, ამიტომ თანამგზავრების პოზიცია ყოველთვის ცნობილია. დედამიწის ირგვლივ თითოეული თანამგზავრის ერთ ბრუნვას 16 საათი სჭირდება.
როგორ მუშაობს ეს ყველაფერი პრაქტიკაში?
ორბიტაზე მოძრავი თანამგზავრი მუდმივად გადასცემს რადიოსიგნალებს, რომლებსაც იღებენ ჩვენი აღჭურვილობა, რომელსაც აქვს შესაბამისი მიმღები. თითოეული თანამგზავრი აცნობებს თავის პოზიციას და გადაცემის დროს. იმის ცოდნა, თუ რამდენად სწრაფად მოძრაობენ რადიოტალღები, შეგვიძლია გამოვთვალოთ მანძილი ამ თანამგზავრიდან. თუ ჩვენ მივიღებთ დამატებით მონაცემებს კიდევ სამი თანამგზავრიდან და ჩამოვტვირთავთ მონაცემებს ერთდროულად ოთხიდან, მოწყობილობა გამოთვლის ჩვენს მდებარეობას ყველა თანამგზავრიდან შემოსული მონაცემების კვეთაზე.
იმისათვის, რომ ყველაფერი შეუფერხებლად და ზუსტად იმუშაოს, ჩვენ ჯერ კიდევ გვჭირდება სიგნალის გაგზავნის დროის ზუსტი გაზომვები. როგორ მიაღწიეს ამას? თითოეულ თანამგზავრს აქვს ატომური საათი - ყველაზე ზუსტი ქრონომეტრი, რომელიც ოდესმე გამოიგონა ადამიანმა. რა არის ასეთი საათის სიზუსტე? დრო იზომება წამის მემილიონედამდე!
მიმღები მოწყობილობა იყენებს ყველა ამ მონაცემს ჩვენი პოზიციის ეფექტურად გამოსათვლელად. მაგრამ მთელმა სისტემამ ასევე უნდა გაითვალისწინოს ისეთი საკითხები, როგორიცაა ფარდობითობის სპეციალური თეორია, რომელიც დაწერა ჯენტლმენმა, რომელიც ფართოდ ცნობილია როგორც ალბერტ აინშტაინი. რაც უფრო შორს არის ობიექტი გრავიტაციის წყაროდან, მით უფრო სწრაფად გადის მასზე დრო, ამიტომ აუცილებელია თითოეულ თანამგზავრზე გადათვლა. მოკლედ, ეს ყველაფერი საკმაოდ რთულია, მაგრამ საბედნიეროდ, ჩვენ ვიყენებთ ამ სისტემას წლების განმავლობაში და აღმოვაჩინეთ, რომ ის მუშაობს და საკმაოდ კარგად მუშაობს.
რა თქმა უნდა, სისტემის ნორმალური მუშაობისთვის საჭიროა მაღალკვალიფიციური პერსონალის მონაწილეობა, რომლის მომზადების დონე შეიძლება შევადაროთ კოსმოსური ფრენების კონტროლის ცენტრების დონეს.
GPS: მილიარდობით პროგრამის ღირებულება
ორბიტაზე გაშვების შემდეგ თანამგზავრი სამუდამოდ არ იმუშავებს. ძველ ვერსიებს აქვთ სიცოცხლის ციკლი 7,5 წელი, ახალ ვერსიებს 12 წელი, ხოლო უახლესი GPS III/IIIF სისტემა, სავარაუდოდ, ორბიტაზე 15 წლის განმავლობაში დარჩება (მონაცემები სისტემის ამერიკული ვერსიისთვის). ამ დროის გასვლის შემდეგ, აპარატი უნდა შეიცვალოს, ამიტომ ახალი ნიმუში უნდა აშენდეს სტერილურ პირობებში და მხოლოდ ამის შემდეგ შეიძლება ხელოვნების ეს ნამუშევარი ორბიტაში გავიდეს.
კოსმოსში აღჭურვილობის გარდა, ასევე არის ადგილზე მონიტორინგის აღჭურვილობა და მაღალკვალიფიციური პერსონალი, რომელიც პასუხისმგებელია სისტემის კონტროლზე. ასევე გრძელდება სამუშაოები სახმელეთო კომპონენტის გასაუმჯობესებლად, ახლა ძირითადი აქცენტი ხდება ახალი თაობის ოპერატიული მართვის სისტემაზე (OCX) და მასთან დაკავშირებულ ქვესისტემებზე. ცვლილებები ხდება თანდათანობით, რათა არ მოხდეს მთელი GPS სისტემის მუშაობა.
დაახლოებით 1,7 მილიარდი დოლარი (2020 ფისკალური წელი) იხარჯება მთელი სისტემის მხარდასაჭერად. 2021 ფისკალური წლისთვის დეველოპერებმა აშშ-ს კონგრესს სთხოვეს 1,8 მილიარდი აშშ დოლარი GPS სისტემის შენარჩუნების ხარჯებისთვის. ამიტომ, ასეთი თანხების გათვალისწინებით, ავტონომიური სისტემის შენარჩუნება მხოლოდ უმსხვილეს ქვეყნებს შეუძლიათ, დანარჩენებმა კი უნდა გამოიყენონ არსებული. იმის საჩვენებლად, თუ როგორ იზრდება პროგრამის ღირებულება, შეგვიძლია მხოლოდ ვთქვათ, რომ 2012 წელს ის 750 მილიონი დოლარი იყო (აქ არც კი გავითვალისწინებთ ინფლაციას, გაანგარიშების მეთოდოლოგიას და მის დონეს).
ადვილია GPS-ის დაბლოკვა?
შეიარაღებულ ძალებში GPS სისტემის ოქროს დღეები ნელ-ნელა დავიწყებას ეცემა. სატელიტური სიგნალების შესუსტება და დაბლოკვა სულ უფრო ხშირად ხდება და შედეგად, ზუსტი იარაღი, რომელიც მხოლოდ კოსმოსურ მონაცემებზეა დაფუძნებული, აღარ არის ისეთი ეფექტური, როგორც ადრე იყო. პრობლემა ეხება არა მხოლოდ თავად იარაღს, არამედ თვითმფრინავებს, გემებს, სახმელეთო მანქანებს და ნებისმიერ სხვა მოწყობილობას, რომელიც აღჭურვილია GPS მიმღებით.
ჩვენ არაერთხელ გვინახავს დედამიწის „ცხელ“ წერტილებში GPS სიგნალის დაბლოკვის მაგალითები. მოხდა ისე, რომ უზარმაზარი გემები პორტში ან მცურავ, მაგალითად, შავ ზღვაში, მოულოდნელად გაქრნენ რუკებიდან და გამოჩნდნენ მათზე 30 კილომეტრის მოშორებით და ეს დაკავშირებულია რუსების ქმედებებთან ამ რეგიონში. ამ თემის გაგრძელებაში უნდა ითქვას, რომ მსგავსი ღონისძიებები სირიაშიც ხშირად ტარდება რეგიონში რუსული ბაზების ფუნქციონირების უზრუნველსაყოფად. ისრაელიც კი განიცდის ამ სახის ჩარევას, სადაც GPS ზოგჯერ უარესად მუშაობს და ეს სერიოზული პრობლემაა, მაგალითად სამოქალაქო საჰაერო მიმოსვლისთვის.
GPS სიგნალის ჩარევა არ არის განსაკუთრებით რთული. შესაბამისი სიმძლავრისა და სიხშირის რადიო გადამცემი, რომელიც განთავსებულია დაცულ სამიზნესთან, ხელს უშლის GPS მიმღებებს სწორი მონაცემების მიღებაში. თანამგზავრების მწარმოებლები ცდილობენ წინააღმდეგობა გაუწიონ ჩარევას უფრო მდგრადი სიგნალების შემუშავებით, რომლებიც აღჭურვილია აღჭურვილობის უახლესი ვერსიებით. თუმცა, ეს არის კატისა და თაგვის თამაში და უპირატესობა გამანადგურებელთა მხარეზეა. მათ შეუძლიათ უფრო სწრაფად უპასუხონ ცვლილებებს დაბალი ხარჯებით და მეტი შესაძლებლობებით. თანამგზავრები ხომ ერთ კვირაში არ იცვლება.
მზაკვრული მიზნების გარდა, GPS-ის ბლოკირების მეთოდებიც გამოიყენება სახელმწიფოს მეთაურების დასაცავად. გასაკვირი არ არის, რომ რუსებს განსაკუთრებით უყვართ ასეთი იარაღები. ეს განსაკუთრებით ეხება პუტინის მოძრაობას, რომლის დამალვას ისინი იმდენად ცდილობენ, რომ რეგიონში, სადაც ის მდებარეობს, ყველა სანავიგაციო სისტემამ შესაძლოა გარკვეული დროით საერთოდ არ იმუშაოს. რუსები მაქსიმალურად იცავენ თავიანთი პრეზიდენტის სამგზავრო მარშრუტს, ამიტომ სანავიგაციო სისტემების დაბლოკვით ცდილობენ, ნაწილობრივ მაინც გამორიცხონ დრონის თავდასხმა.
მიუხედავად ზემოაღნიშნული პრობლემებისა და ხარვეზებისა, არ უნდა ველოდოთ სამხედროების მიერ GPS სისტემის მიტოვებას. პირიქით, გაძლიერდება შემაფერხებელ სისტემებთან ბრძოლა, აღჭურვილობასა და იარაღს დაემატება დამატებითი სისტემები, რომლებიც ხელს შეუშლის GPS სიგნალის დაბლოკვას.
ინერციული ნავიგაცია გააგრძელებს გაუმჯობესებას და ზუსტ იარაღს ყოველთვის ექნება სხვა, თანაბრად ეფექტური დამიზნების მეთოდი რეზერვში. ამჟამად ამგვარ გადაწყვეტებზე ინტენსიური მუშაობა მიმდინარეობს. საუბარია გამოსახულების ნავიგაციაზე, ასტრონავიგაციაზე (დროში დაბრუნება?) და მაგნიტური ანომალიების ნავიგაციაზე. Მაღალი ტექნოლოგია! ამიტომ, ჯერ კიდევ ბევრი საინტერესო რამ გველოდება.
სატელიტური ნავიგაცია სამოქალაქო მიზნებისთვის
მაგრამ საშუალო მომხმარებელს არ აინტერესებს რა აქვს იქ სამხედროებს. ჩვენ გვინდა, რომ GPS დაგვეხმაროს ჩვენი მდებარეობის ზუსტად განსაზღვრაში ნავიგატორი სწორად ჩამოაყალიბა მთაში ლაშქრობის მარშრუტი ან დილის სირბილი ან მანქანით მოგზაურობის დროს. ახლა ძნელი წარმოსადგენია თანამედროვე ადამიანის ცხოვრება ამ კეთილმოწყობის გარეშე.
პრინციპში, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მაშინაც კი, თუ უშუალოდ GPS-ს არ ვიყენებთ, ანუ თავად არ ჩავრთავთ მიმღებს, მაინც შეგვიძლია მისი გამოყენება. სისტემა მუშაობს დამოუკიდებლად, ის გახდა ჩვენი ცხოვრების ნაცნობი, მოსახერხებელი და აუცილებელი ნაწილი.
ასევე წაიკითხეთ: