GNSS vs GPS technológia: Ismerje meg a legfontosabb különbségeket

A GNSS és a GPS kéz a kézben működnek a pontosság és a hatékonyság javítása érdekében.

A mai navigációs rendszer mindenki életének elengedhetetlen részévé vált. Ezeket a technológiákat széles körben használják a különböző iparágakban a pontosabb leolvasás elérése érdekében.

A modern navigációs technológia nemcsak ideális távolság- és szögmérést tesz lehetővé, hanem a különböző iparágakban is kizárólagosan használja ezeket a méréseket.

A térképészeti és földmérő iparágak az elsők között alkalmazzák a pontosabb, gyorsabb és kevesebb emberi erőforrást igénylő GPS-technológiát.

A földi irányítást és a drónokat gyakran használják a földmunkával foglalkozó cégek, hogy a munkaterületeket a nagyobb hatékonyság és termelékenység felé irányítsák.

Noha a műholdas navigációt eredetileg katonai alkalmazásokra használták, ezeknek a technológiáknak a felhasználási esetei manapság egyre nagyobbak. Magán- és állami szektort foglal magában több piaci szegmensben, például az építőiparban, a tudományban és egyebekben.

A legtöbben ismerik a GPS-t. Jelentős időt tölthet el egy ismeretlen hely felfedezése közben. A GNSS azonban kevésbé használt kifejezés.

Ebben a cikkben megismertetem a GNSS-sel, és feltárom a GPS és a GNSS közötti különbségeket. A végén megvitatjuk, melyik a rugalmasabb, megbízhatóbb és pontosabb az Ön használati esetéhez.

Essünk neki!

Mi az a GNSS?

A GNSS a Global Navigation Satellite System rövidítése, amelyben a különböző országok sok műholdat működtetnek. Ennek célja az űrből érkező jelek biztosítása, valamint az időzítési és helymeghatározási adatok továbbítása a Földön található GNSS-vevők felé. A vevőkészülékek tovább használják ezeket az adatokat az Ön pontos helyzetének meghatározására.

A Föld körül keringő több műholdat csillagképnek nevezik; ennélfogva a GNSS a műholdak konstellációjára is utal. Használható a közlekedésben, űrállomásokon, vasúton, tömegközlekedésben, közúti, tengeri, légi közlekedésben stb.

A navigáció, a helymeghatározás és az időzítés elengedhetetlen a földmérésben, a katasztrófaelhárításban, a bányászatban, a precíziós mezőgazdaságban, a pénzügyekben, a bűnüldözésben, a tudományos kutatásban, a távközlésben stb. A GNSS teljesítménye javítható regionális műholdalapú kiegészítési rendszerekkel, például az Európai Geostacionárius Navigációs Átfedési Szolgáltatással (EGNOS).

Példák a GNSS-re: az amerikai NAVSTAR GPS, az európai Galileo, a kínai BeiDou navigációs műholdrendszer és az orosz Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS).

Az EGNOS segít javítani a GPS-információk megbízhatóságát és pontosságát azáltal, hogy adatokat szolgáltat a jelek sértetlenségéről és kijavítja a jelmérési hibákat. Nos, a tényleges teljesítményt négy elsődleges kritérium alapján értékelik:

• Pontosság: A mért sebesség, idő vagy pozíció és a valós sebesség, idő vagy pozíció közötti különbség.
• Folytonosság: Azt jelzi, hogy a rendszer megszakítás nélkül működik-e vagy sem.
• Integritás: A rendszer azon képessége, hogy megbízhatósági küszöböt kínáljon a helymeghatározási adatokban és a riasztásban, ebben az összefüggésben az integritást jelenti.
• Elérhetőség: Az idő százalékos aránya, ameddig egy jelnek szüksége van ahhoz, hogy megfeleljen a pontossági, folytonossági és integritási kritériumoknak, ebben az összefüggésben az „elérhetőség”.

A GNSS technológiának legalább négy műholdra van szüksége ahhoz, hogy bonyolult trilaterációs számításokkal kiszámítsa az Ön helyzetét. Manapság három szegmens határozza meg a műholdakat az űrben.

Ezek a GNSS technológia létfontosságú részei:

• Űrszegmens: Az űrszegmens a Föld felszíne felett 20 000 és 37 000 km között keringő csillagképeket határozza meg.
• Vezérlő szegmens: A vezérlő szegmens az adatfeltöltő állomások, felügyeleti állomások és fő vezérlőállomások hálózata, amelyek szerte a világon találhatók.
• Felhasználói szegmens: A felhasználói szegmens azt a berendezést írja le, amely a műholdtól jeleket vesz, és a műholdak pályahelyzete és az idő alapján pozíciót ad ki.

Mi az a GPS?

A Global Positioning System (GPS) egy rádiónavigációs rendszer, amelyet levegőn, szárazföldön és tengeren használnak a pontos hely, sebesség, idő és egyebek meghatározására, az időjárási viszonyoktól függetlenül.

A GPS-t először 1978-ban fejlesztette ki prototípusként az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma. 1993-ban vált teljesen működőképessé egy 24 műholdból álló teljes konstellációval.

A GPS az Egyesült Államok kormányának tulajdona, és az Egyesült Államok Űrereje üzemelteti. A GPS-nek nemcsak a katonai tisztviselők, hanem a kereskedelmi vagy polgári felhasználók is profitálnak világszerte. Bár az USA létrehozta és vezérli a GPS-t, mindenki számára elérhető GPS-vevővel.

A GPS a GNSS technológia egyik típusa, amely idő- és földrajzi helyadatokat biztosít a GPS-vevő számára. Nincs szükség felhasználónak az adatok továbbítására, de rugalmasan működik bármilyen jó internetkapcsolattal rendelkező eszközön.

A technológiában az új koncepciók fejlesztése mindenki számára elsődleges prioritás. Tehát a meglévő rendszerrel szembeni technológiai igények a GPS korszerűsítéséhez vezetnek. Megvalósítja a következő generációs működésvezérlő rendszert és a GPS blokk IIIA műholdakat.

A GPS három részből áll – műholdakból, vevőkből és földi állomásokból. Nézzük meg mindegyik funkcióját:

• Műholdak: Csillagként viselkedik a csillagképekben, és jeleket küld.
• Földi állomások: A radar segítségével biztosítja, hogy a műholdak az általunk vélt helyzetben legyenek.
• Vevő: Ez egy olyan eszköz, amelyet telefonjában, autójában stb. találhat, és mindig jeleket keres a műholdaktól. Ezenkívül meghatározza, milyen messze van attól a helytől, amelyről tudni szeretne.

GNSS vs. GPS: Működik

Hogyan működik a GNSS?

A GNSS kialakítása és kora eltérő, de a működés ugyanaz. A műhold két hullámot sugároz L-sávban, azaz L1 és L2. Ezek a vivőhullámok továbbítják az adatokat a műholdról a Földre.

A GNSS vevők két részből állnak – az egyik egy antenna, a másik pedig egy feldolgozó egység. Mindkét egység működési elve egyértelmű. Az antenna fogadja a műholdak jeleit, míg a feldolgozó egység érzékeli a jeleket. Legalább négy műholdra van szüksége ahhoz, hogy pontos információkat gyűjtsön a helyzet meghatározásához.

A GNSS műholdak 11 óránként, 58 percenként és 2 másodpercenként keringenek a Föld körül. Minden műhold képes olyan kódolt jeleket továbbítani, amelyek stabil időbélyeget és pályaadatokat tartalmaznak. A jelek olyan információkat tartalmaznak, amelyekre a vevőnek szüksége van a műholdak helyzetének kiszámításához, és ennek megfelelően a pontos helymeghatározáshoz.

A vevő kiszámítja a jel vételi ideje és az adás közötti időkülönbséget a pontos távolság kiszámításához. Eredményeket ad magasság, hosszúság és szélesség formájában.

Hogyan működik a GPS?

A GPS egy trilaterációs technikán keresztül működik, amely jeleket gyűjt a műholdakról, hogy kimenő helyinformációkat adjon a felhasználónak. A Föld körül keringő műholdak jeleket küldenek, amelyeket a Föld felszínén vagy a közelében elhelyezett GPS-olvasó eszköz olvas és értelmez.

A pontos helymeghatározás érdekében a GPS-eszköznek legalább négy műhold jeleit kell olvasnia. Minden műhold naponta kétszer kerüli meg a Földet, és egyedi jelet, időt és pályaparamétereket küld.

Mivel egy GPS-eszköz információt ad a műholdtól való távolságról, egyetlen műhold sem lesz képes pontos helymeghatározásra.

A GNSS csillagképekhez hasonlóan a GPS is három szegmenst tartalmaz: tér, vezérlés és felhasználó.

• Űrszegmens: Az űrszegmens több mint 30 műholdból áll, amelyeket az Egyesült Államok űrereje üzemeltet. Ezek a műholdak rádiójeleket sugározhatnak a Földön lévő megfigyelő és vezérlő állomások számára.
• Vezérlési szegmens: A GPS-vezérlő szegmens tartalékot, több monitorállomást, dedikált földi antennákat és mestervezérlést tartalmaz világszerte. Ez biztosítja, hogy a GPS műholdak jól működjenek, és a megfelelő helyzetben keringenek.
• Felhasználói szegmens: A felhasználói szegmens mindenkire vonatkozik, aki GPS-műholdakra támaszkodik a pozíció, a navigáció és az idő mérésében.

GNSS vs GPS: Előnyök és korlátok

A GNSS előnyei

Ma már ismerjük a GNSS kifejezést, amely három vagy több különböző országból származó műholdat takar, hogy helyes és pontos információkat nyújtson. Íme a GNSS néhány előnye:

• Minden globális navigációs rendszer minden pillanatban elérhető. Ha az egyik nem működik a légköri viszonyok miatt, akkor egy másik ugyanúgy segít. Ezért a GNSS nagyobb rendelkezésre állást és hozzáférést biztosít a jelekhez a vevők számára.
• Pontos időzítési adatokat kap, amelyeket tovább használnak a nagy pontosságú IoT-hálózat fejlesztéséhez.
• Mivel műholdak konstellációjáról van szó, javítja a navigációs megoldást, javítva a TTFF-t, ami azt jelenti, hogy ideje az első javításra.
• Pénzt és időt takarít meg azáltal, hogy helymeghatározási pontosságot biztosít eszközére.
• Megszakítás nélküli kapcsolatot biztosít minden helyen, például hatalmas erdőkben, barlangokban, sűrűn lakott helyeken stb.
• A GNSS vevők automatikusan eltávolítják a meghibásodott műholdat a navigációs listáról, hogy a legjobb megoldást kínálják.

A GNSS korlátai

Íme a GNSS néhány korlátozása:

• Kibővített rendszerekre van szükség minden alkalommal, amikor GNSS-rendszereket használ a precíziós megközelítések támogatására.
• A függőleges pontosság több mint 10 méter.
• A kiterjesztett rendszereket a rendelkezésre állási, pontossági, folytonossági és integritási követelmények teljesítése érdekében telepítik.
• Ez érinti a légijármű-üzemeltetőket, pilótákat, légiforgalmi szolgálatokat, szabályozó személyzetet stb.
• A navigáció biztonsága az adatbázisok pontosságától függ.

A GPS előnyei

• Használata egyszerű
• Alacsony költségű
• A Föld 100%-os lefedettsége
• Pontossága miatt üzemanyagot takaríthat meg
• A GPS-technológia segítségével megkeresheti a közeli szállodákat, benzinkutakat, üzleteket stb.
• Könnyen integrálható készülékeibe
• Ez biztosítja az Ön számára a szilárd nyomkövető rendszert

A GPS korlátai

• A GPS chip lemeríti az összes akkumulátort a készülékben.
• Nem hatol át szilárd falakon. Ez azt jelenti, hogy a felhasználók nem használhatják a technológiát beltéren vagy víz alatt.
• A pontosság a műhold jelminőségétől függ.
• A pozíció változó, ha a műholdak száma korlátozott.
• Geomágneses viharok vagy egyéb légköri körülmények között nem férhet hozzá a helyszínhez.
• A földmérő berendezésnek tiszta égboltra van szüksége a jelek fogadásához.
• Néha a pontatlanság egy másik érvénytelen utat vagy helyet jelezhet.

GNSS vs. GPS: Alkalmazások

A GNSS alkalmazásai

A GNSS technológiát először a 20. században fejlesztették ki a katonai személyzet megsegítésére. Idővel a technológia számos alkalmazáshoz utat talál:

• A gyártás során az autókat GNSS-sel szerelik fel, amely mozgó térképeket, helyet, irányt, sebességet, közeli éttermeket stb.
• A léginavigációs rendszerek mozgó térképes megjelenítést használnak. Az útvonalnavigációhoz az autopilothoz is kapcsolódik.
• A hajók és csónakok a GNSS segítségével határozzák meg az óceánok, tengerek és tavak helyét. Hajókban is használják önkormányzó berendezésként.
• Az építőiparban, precíziós mezőgazdaságban, bányászatban stb. használt nehézgépek GNSS technológiát használnak a gépek vezetésére.
• A kerékpárosok GNSS-t használnak a túrázásban és a versenyzésben.
• A hegymászók, a hétköznapi gyalogosok és a túrázók ezt a technológiát használják helyzetük megismerésére.
• A GNSS technológia a látássérültek számára is elérhető.
• Az űrhajók ezt a technológiát navigációs eszközként használják.

A GPS alkalmazásai

A GPS-nek számos alkalmazása van szerte a világon. Nézzünk meg néhányat közülük.

• A légiközlekedési ipar a GPS segítségével biztosítja az utasok és a pilóták számára a repülőgép valós idejű helyzetét.
• A tengeri iparágak pontos navigációs alkalmazásokat kínálnak a hajóskapitányoknak.
• A gazdálkodók GPS-vevőket használnak mezőgazdasági berendezéseiken.
• Felmérés
• Katonai
• Pénzügyi szolgáltatások
• Távközlés
• Útmutató nehéz járművekhez
• Szociális tevékenységek
• Pozíciók meghatározása
• Közeli helyek
• Kincset keresve
• Egyéni utazások

Stb.

GNSS vs GPS: különbségek

Mindannyian tudjuk, hogy a GPS olyan egyszerű eszköz, amely segít megtalálni a helyet, éttermet, címet stb. Akár jelenlegi vagy élő tartózkodási helyét is megoszthatja másokkal. A GPS-en keresztül elérhetjük a helyeket, de a jel bármilyen interferenciája esetén nem fog tudni hozzáférni a helyhez vagy információhoz.

A GNSS egy olyan kifejezés, amely hasonló működésű, mint a GPS, de rugalmasabb és megbízhatóbb hozzáférést biztosít a helyekhez, még interferencia esetén is. Tartalmazza a GPS-t, a Baidu-t, a Galileót, a GLONASS-t és más konstellációs rendszereket. Ezért nevezik nemzetközi többkonstellációs műholdrendszernek. Mondhatni, a GNSS több GPS műholdat használ különböző országokból a pontos helymeghatározáshoz.

Nézzük meg mélyebben a technológiák közötti főbb különbségeket néhány szempont alapján.

KritériumokGNSSGPSOrbitális magasság Különböző műholdak keringési magasságát egyesíti, mint például 19 100 km GLONASS és 20 200 GPS esetén. A GPS műholdak jóval a Föld felszíne felett repülnek 20 200 km vagy 10 900 tengeri mérföld magasságban. Az eredmény centiméteres vagy milliméteres pontossággal érhető el. Kevésbé pontos információt ad, mivel ingadozhat a légköri viszonyok, a jel blokkolása stb. miatt. A pontosságát 4,9 méter és 16 láb között rögzíti. Az Origin CountryGNSS rendszerek GPS-t tartalmaznak a USA, GLONASS Oroszországból, Galileo Európából és BeiDou KínábólEz egyfajta GNSS rendszer, amelyet az Egyesült Államokban fejlesztettek ki. Műholdak: 31 műhold van a GPS-től, 24 a GLONASS-tól, 26 a Galileo-tól, és 48 a BeiDouIt-ben 21 műhold van. keringési periódusA különböző navigációs rendszerek időszaka a következő:
GLONASS: 11 óra 16 perc
Galileo: 14 óra 5 perc
BeiDou: 12 óra 38 perc
NAVIC: 23 óra 56 percKörpályán repül 12 órás vagy napi kétszeri periódussal. ÁllapotAz egyes navigációs rendszerek állapota eltérő, például a GLONASS működik, a BeiDou 22 működő műholddal rendelkezik és így tovább. A GPS állapota működőképes. A GNSS teljesítményszintje 125 dBm, és a különböző országok műholdjaitól függően eltérő. 125 dBm jelerősségig állandó.

A GNSS pontosabb adatokat biztosít, mivel egyesíti a különböző országok különböző műholdjairól érkező információkat. Másrészt a GPS az Egyesült Államok kormánya által ellenőrzött és karbantartott konkrét adatszolgáltató.

Következtetés

A GPS a GNSS egyik típusa, amely az első globális navigációs műholdrendszer volt. Általában a GPS-t gyakran használják műholdas navigációs rendszer leírására. Mindkettő működését tekintve megegyezik, de munkastílusukban különböznek.

A GNSS-t és a GPS-t számos területen használják, ahol pontos és folyamatos rendelkezésre álló idő- és helyzetinformációra van szükség, mint például a közlekedés, a tengeri navigáció, a mobilkommunikáció, a mezőgazdaság, az atlétika és még sok más.

Érdekelheti az iOS-eszközök legjobb GPS-helyváltó szoftverének ismerete.