Phân loại hệ thống định vị và dẫn hướng.
1. Phân loại hệ thống định vị và dẫn hướng
Hệ thống GPS gồm các hệ thống sau:
- Phần không gian;
- Phần điều khiển;
- Phần sử dụng.
1.1. Phần không gian
Gồm 24 vệ tinh (21 vệ tinh hoạt động và 3 vệ tinh dự trữ) nằm trên các quỹ đạo xoay quanh trái đất. Chúng cách mặt đất 12 nghìn dặm. Chúng chuyển động ổn định, hai vòng quỹ đạo trong khoảng thời gian 24 giờ. Các vệ tinh này chuyển động với vận tốc 7 nghìn dặm một giờ. Các vệ tinh trên quỹ đạo được bố trí sao cho các máy thu GPS trên mặt đất có thể nhìn thấy tối thiểu 4 vệ tinh vào bất kỳ thời điểm nào.
Các vệ tinh được cung cấp bằng năng lượng mặt trời. Chúng có các nguồn pin dự phòng để duy trì hoạt động khi chạy khuất vào vùng không có ánh sáng mặt trời. Các tên lửa nhỏ gắn ở mỗi quả vệ tinh giữ chúng bay đúng quỹ đạo đã định.
1.2. Phần điều khiển
Là các trung tâm mặt đất đặt cố định và rải rác khắp thế giới, theo dõi và điều khiển hoạt động của các vệ tinh trên.
Mục đích trong phần này là kiểm soát vệ tinh đi đúng hướng theo quỹ đạo và thông tin thời gian chính xác. Có tất cả 5 trạm kiểm soát được đặt rãi rác trên trái đất. Bốn trạm kiểm soát hoạt động một cách tự động, và một trạm kiểm soát là trung tâm. Bốn trạm này nhận tín hiệu liên tục từ những vệ tinh và gửi các thông tin này đến trạm kiểm soát trung tâm, nó sẽ sửa lại dữ liệu cho đúng và kết hợp với hai ăng-ten khác để gửi lại thông tin cho các vệ tinh.
Trạm trung tâm cũng có thể truy cập từ các ăng-ten mặt đất của mạng kiểm soát vệ tinh U.S. Air Force Satellite Control Network (AFSCN) và các trạm quan sát NGA (National Geospatial-Intelligence Agency). Các đường bay của vệ tinh được ghi nhận bởi các trạm quan sát chuyên dụng của không quân Hoa Kỳ đặt ở Hawaii, Kwajalein, Đảo Ascension, Diego Garcia, Colorado Spings, Colorado và Cape Canaveral, cùng với các trạm quan sát NGA được vận hành ở Anh, Argentina, Ecuador, Bahrain, Úc và Washington DC.
Thông tin đường bay của vệ tinh được gửi đến Air Force Command’s MCS ở Schriever Air Force Base 25 km đông nam của Colorado Springs, do 2nd Space Operations Squadron (2 SOPS) của U.S. Air Force vận hành. Sau đó 2 SOPS liên lạc thường xuyên với mỗi vệ tinh GPS thông qua việc cập nhật định vị sử dụng các Ăng-ten mặt đất chuyên dụng hoặc dùng chung (AFSCN) (các ăng-ten GPS mặt đất chuyên dụng được đặt ở Kwajalein, đảo Ascension, Deigo Garcia, và Cape Canaveral).
Các thông tin cập nhật này đồng bộ hoá với các đồng hồ nguyên tử đặt trên vệ tinh trong vòng một vài phần tỉ lệ giây cho mỗi vệ tinh, và hiệu chỉnh lịch thiên văn của mô hình quỹ đạo bên trong mỗi vệ tinh. Việc cập nhật được tạo ra bởi bộ lọc Kalman sử dụng các tín hiệu/thông tin từ các trạm quan sát trên mặt đất, thông tin thời thiết không gian, và các dữ liệu khác.
1.3. Phần sử dụng
Là thiết bị thu nhận và sử dụng tín hiệu GPS có mục đích. Thiết bị này bao gồm phần cứng để thu nhận sóng, phần mềm để giải mã sóng, tính toán và phần giao diện.
Dưới đây là một số thông tin đáng chú ý về các vệ tinh GPS (còn gọi là NAVSTAR, tên gọi chính thức của Bộ Quốc phòng Mỹ cho GPS):
- Vệ tinh GPS đầu tiên được phóng năm 1978;
- Hoàn chỉnh đầy đủ 24 vệ tinh vào năm 1994;
- Mỗi vệ tinh được làm để hoạt động tối đa là 10 năm;
- Vệ tinh GPS có trọng lượng khoảng 1500 kg và dài khoảng 17 bộ (5 m) với các tấm năng lượng Mặt Trời mở (có độ rộng 7 m2);
- Công suất phát bằng hoặc dưới 50 watts.
Xem thêm: Cấu tạo và hoạt động của hệ thống mã hoá khoá động cơ
Theo dõi mình: Facebook