Бурхливий розвиток науки й техніки в останні десятиліття дозволило створити принципово новий метод визначення координат і збільшень координат - супутниковий. У цьому методі замість звичних геодезистам нерухомих пунктів геодезичної мережі з відомими координатами використовуються рухливі супутники, координати яких можна обчислити на будь-який, що цікавить геодезиста момент часу.

У цей час використовуються дві супутникові системи визначення координат: російська система ГЛОНАСС, що є абревіатурою більше довгої й точної назви ГЛОбальна Навігаційна Супутникова Система й американська система NAVSTAR GPS: NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System (навігаційна система визначення відстаней і часу, глобальна система позиціювання). У цьому випадку під словом «позиціювання» мається на увазі визначення координат. Обидві системи створювалися для рішення військових завдань, але в останні роки знайшли широке застосування в геодезії, забезпечуючи винятково високі точності визначення збільшень координат із середньої квадратичною помилкою 5 мм-D10^-6, координати ж одиночного приймача можуть бути визначені із середньої квадратичною помилкою від 10м до 100м.

У зв'язку з тим, що в геодезичних вимірах GPS застосовується істотно ширше, особлива увага буде приділено саме цій системі.

Всю навігаційну супутникову систему визначення місця розташування прийнято ділити на три сегменти: космічний сегмент; сегмент контролю й керування; сегмент користувачів (приймачі супутникових сигналів).

Сучасна система NAVSTAR GPS і ГЛОНАСС в повній комплектації повинна складатися з 21 діючого супутника й трьох запасних. Орбіти супутників практично кругові й розташовані в трьох орбітальних площинах (для ГЛОНАСС, рис. 14.1) і в шести орбітальних площинах (для NAVSTAR, рис. 14.2). Супутники оснащені сонячними батареями, які забезпечують енергією всі системи, у тому числі й під час проходження супутника в тіні Землі.

Орбіти супутників практично кругові й розташовані на геодезичної висоті, рівної 20180км і на відстані 26600км від центра Землі. Така кількість супутників й їхнє розташування забезпечує одночасний прийом сигналів як мінімум від чотирьох супутників у будь-якій частині Землі.

Всі супутники рівномірно розташовані в шести орбітальних площинах. Період обігу супутників становить 12 годин зоряного часу, у зв'язку із чим кожен супутник з'являється в тім же місці щодня на 4 хвилини раніше вчорашнього положення. Електроенергією супутник забезпечують дві сонячні батареї площею 7,2м² кожна, заряджаючи також акумулятори для забезпечення працездатності супутника під час його польоту в тіні Землі. Кожен супутник постачений кварцовим стандартом частоти, двома цезієвими й двома рубідієвими стандартами частоти, які підтримують стабільність годин супутника в межах 1◦10^-12÷1◦^10-13. Цезієві й рубідієві стандарти частоти координують й управляють основною частотою - кварцовим стандартом частоти, що генерує 10,23 Мгц. З основної частоти формують дві частоти діапазону частот з назвою L-діапазон.

L₁ = 10,23◦154= 1575,42 МГц (довжина хвилі 19,05 cм),

L₂= 10,23 ◦ 120 = 1227,60 Мгц (довжина хвилі 24,45 см).

Ці дві частоти (названі несучими) через модулятори надходять на антену й передають на Землю інформацію. Інформація накладається на несучу частоту методом імпульсно-фазової модуляції. Модуляція сигналу — це зміна якого-небудь параметра електричного сигналу (при амплітудній модуляції змінюється амплітуда сигналу, при частотній модуляції змінюється частота сигналу). При імпульсно-фазовій модуляції фаза сигналу стрибком змінюється на 180° (рис. 14.5). На частотах L₁ й L₂ передаються навігаційні сигнали (коди), а також інша навігаційна й системна інформація.

У системі NAVSTAR GPS всі супутники випромінюють на двох однакових частотах L діапазону (L₁ й L₂), але кожен супутник випромінює свій особистий код (індивідуальна послідовність перемикання фази на 180°), по якому ведеться розпізнавання супутників. У російській системі ГЛОНАСС супутник випромінює на своїй частоті, а код загальний для всіх супутників. Російські супутники передають інформацію на двох частотах L₁ й L₂.

Рис. 14.6. Розміщення станцій контролю й управління системи ГЛОНАСС-

ЦУС - центр керування системою ГЛОНАСС, ЦС - центральний синхронізатор, КС - контрольна   станція,   СКФ - система   контролю   фаз;   КІС - квантово-оптична   станція, АКП - апаратура контролю підлоги: КСС - контрольна станція спостереження

де k =0, 1, 2, 3... - номер супутника; f₀₁ = 1602 МГц; f₀₂ =1246 МГц;                  ∆ f₁ =0,4375 МГц; ∆ f₂=0,5625 МГц.

Відношення частот L₁ й L₂ дорівнює 9/7.

Наземний сегмент системи ГЛОНАСС складається з наступних взаємозалежних стаціонарних елементів: центр керування системою (ЦУС); контрольні станції (КС); командна станція спостереження (КСС); квантово-оптичні станції й інші станції спостереження за роботою бортових пристроїв супутників.

На рис. 14.6 показана схема розташування станцій наземного сегмента системи ГЛОНАСС. На рис. 14.7 показане розташування станцій контролю й керування системою NAVSTAR GPS. Всі станції системи NAVSTAR GPS розташовані уздовж екватора.

Станції спостереження приймають всі сигнали з минаючим над ними супутників, обчислюють відстані супутників, вимірюють місцеві метеорологічні параметри й визначають інформацію на головну станцію контролю.

На головній станції контролю обробляють всю вступник інформацію, обчислюють і прогнозують ефемериди супутників і виправлення в годинники супутників, формують навігаційні повідомлення супутника. Наземні   антени  передають   на   супутник   навігаційне   повідомлення,

Любовь - прекрасное искусство, а вовсе не злой рок. Наверняка все знают фразу "любви все возрасты покорны", любовь - это прекрасное и светлое чувство, о котором хочется кричать и писать на каждом углу, многие пишут стихи о любви в свои 16 лет, наверняка и у вас есть такая тетрадочка со стихами ;)