למד על מערכת מיקום גלובלית (GPS) עבור הטייסים

מערכת המיקום הגלובלית, או GPS כפי שהיא ידועה, היא מרכיב חיוני ניווט האוויר המודרני, וכן מרכיב רב ערך של תוכנית NextGen של FAA.

נתוני GPS מאפשרים לטייסים לקבל נתוני מיקום תלת ממדיים מדויקים או ארבעה ממדים. מערכת ה- GPS משתמשת משולש כדי לקבוע את המיקום המדויק של המטוס, כמו גם מהירות, מסלול, מרחק אל או מהמחסומים, ואת הזמן.

היסטוריה של ה- GPS

ארצות הברית הצבא הראשון בשימוש GPS ככלי ניווט בשנות ה -70. בשנות ה -80, ממשלת ארה"ב הפכה את ה- GPS לזמין לציבור הרחב, ללא תשלום, בתפיסה אחת: מצב מיוחד, הנקרא Selective Availability, יאפשר לצמצם באופן מדויק את הדיוק של ה- GPS עבור משתמשים ציבוריים, הגרסה של GPS עבור הצבא.

ב -2000, תחת ממשל קלינטון, הופסקה הזמינות הסלקטיבית, ואותו דיוק שהפיק ממנו הצבא היה זמין לציבור הרחב.

רכיבי GPS

מערכת ה- GPS כוללת שלושה מרכיבים: מקטע החלל, מקטע הבקרה ופלחי המשתמש.

רכיב החלל מורכב מ -31 לווייני GPS. חיל האוויר של ארצות הברית מפעיל את 31 הלוויינים הללו, וכן שלושה עד ארבעה לוויינים שהוצאו משימוש, וניתן להפעילו מחדש אם יש צורך בכך. בכל רגע נתון, לפחות 24 לוויינים הם מבצעית במסלול מיוחד, להבטיח כי לפחות ארבעה לוויינים נמצאים בעת ובעונה אחת כמעט מכל נקודה על פני כדור הארץ.

כיסוי מלא כי לוויינים מציעים את מערכת ה- GPS מערכת ניווט אמין ביותר בתעופה המודרנית.

מגזר הבקרה מורכב משורה של תחנות קרקעיות המשמשות לפרש ולמסור אותות לוויין למקלטים שונים. תחנות קרקע כוללות תחנת שליטה ראשית, תחנת בקרה ראשית חלופית, 12 אנטנות קרקע ו ​​-16 תחנות ניטור.

קטע המשתמש של מערכת ה- GPS כולל מקלטים שונים מכל סוגי התעשיות השונות. ביטחון לאומי, חקלאות, שטח, מדידות ומיפוי הם דוגמאות של משתמשי קצה במערכת ה- GPS. בטיסה, המשתמש הוא בדרך כלל הטייס, אשר רואה נתוני GPS בתצוגה בתא הטייס של המטוס.

איך זה עובד

מסלול לוויינים GPS סביב 12, 000 ק"מ מעלינו, ולהשלים מסלול אחד כל 12 שעות. הם מופעל על ידי השמש, לטוס במסלול כדור הארץ בינוני ולהעביר אותות רדיו למקלט על הקרקע.

תחנות קרקע משתמשות באותות כדי לעקוב אחר לוויינים ולנטר אותם, ותחנות אלה מספקות את תחנת הבקרה הראשית (MCS) עם נתונים. לאחר מכן ה- MCS מספק נתוני מיקום מדויקים ללוויינים.

המקלט במטוס מקבל נתוני זמן משעון האטום של הלוויינים.זה משווה את הזמן שנדרש עבור האות לעבור מן הלוויין אל המקלט, ומחשב המרחק מבוסס על זמן מדויק מאוד ספציפי. מקלטי GPS להשתמש triangulation - תאריך מ בשלושה לווינים - כדי לקבוע מיקום דו מימדי מדויק. עם לפחות ארבעה לוויינים בתצוגה מבצעית, נתונים ממדי תלת ממדי ניתן להשיג.

שגיאות GPS

הפרעות יונוספרה: האות מן הלוויינים למעשה מאט כאשר הוא עובר דרך האטמוספירה של כדור הארץ.

טכנולוגיית ה- GPS מחשבת את השגיאה הזו על ידי לקיחת זמן ממוצע, ופירוש הדבר שהשגיאה עדיין קיימת, אך היא מוגבלת.

שעון שגיאה: השעון על מקלט ה- GPS עשוי להיות לא מדויק כמו שעון אטומי על הלוויין GPS, יצירת בעיה דיוק קל מאוד.

• שגיאה במסלול: חישובי אורביט יכולים להיות לא מדויקים, מה שגורם לעמימות בקביעת המיקום המדויק של הלוויין.
• שגיאת מיקום: אותות GPS יכולים להקפיץ מבנים, שטחים ואפילו הפרעות חשמליות עלולות להתרחש. אותות GPS זמינים רק כאשר המקלט יכול "לראות" את הלוויין, כלומר הנתונים יהיו חסרים או לא מדויקים בין בניינים גבוהים, שטח צפוף, ומחתרת.
• שימוש מעשי GPS

GPS נמצא בשימוש נרחב בתעופה כיום כמקור ניווט האזור. כמעט כל מטוס שנבנה היום מגיע עם יחידת GPS מותקן כמו ציוד סטנדרטי.

תעופה כללית, תעופה עסקית, תעופה מסחרית מצאו כל משתמש יקר עבור GPS.

מ ניווט בסיסי נתוני המיקום על מהירות אוויר, מעקב אחר שדות התעופה, GPS הוא כלי יקר עבור טייסים.

יחידות GPS מותקנות יכולות להיות מאושרות לשימוש ב- IMC ובטיסות IFR אחרות. כלי הטייס למצוא GPS כדי להיות מאוד מועיל בשמירה על מודעות מצבית ועל טיסה כלי גישה נהלים. יחידות כף יד, בעוד שאינן מאושרות לשימוש ב- IFR, יכולות להיות גיבוי מועיל לכישלונות מכשירים, וכן כלי חשוב לשמירה על מודעות מצבית בכל מצב.

טייסים מעופפים VFR גם להשתמש ב- GPS ככלי ניווט גיבוי לגבולות מסורתיים ושיטות חישוב מת.

כל הטייסים יכולים להעריך נתונים GPS במצבי חירום, כמו מסד הנתונים יאפשר להם לחפש את שדה התעופה הקרוב ביותר, לחשב זמן בדרך, דלק על הסיפון, זמן השקיעה וזריחה, ועוד הרבה, הרבה יותר.

לאחרונה, ה- FAA אפשרה נהלים WAAS GPS עבור גישות, מציגה גישה דיוק חדש לטייסים בצורה של ביצועי Localizer עם הדרכה אנכית (LPV) גישה. זוהי גישה מדויקת שתאפשר למערכת המרחב האווירי הלאומי להיות הרבה יותר יעילה ולסייע במילוי הצרכים של מערכת המרחב האווירי הלאומי בעתיד.