Що таке GPS-система, для чого призначена і як вона працює?

Ще донедавна для виконання геодезичних замірів у лісі під час виконання лісовпорядних і таксаційних робіт, відведення лісосік, вишукувань транспортного освоєння тощо не існувало іншого способу, як тільки з використанням простих геодезичних інструментів. Однак сьогодні поряд із простими геодезичними інструментами ці функції може виконувати, так звана, глобальна система визначення місця розташування - Global Positioning System (GPS). Це супутникова навігаційна система, що дає змогу визначати координати, швидкість і напрямок руху об'єктів у будь-якій точці земної кулі, в будь-який час доби, за будь-якої погоди.

Розроблення GPS-системи започаткувало ще у 70-ті роки минулого століття Міністерство оборони США для військового застосування і лише на початку 90-х років її відкрили для масового використання (дещо пізніше з’явився її російський аналог GLONASS). Система GPS, створювана з метою навігації, набула широкого застосування і в геодезії, географічних інформаційних системах (ГІС), транспорті та інших галузях, зокрема, і в лісовому господарстві.

Під поняттям GPS розуміють увесь комплекс устатковання і програмного забезпечення, що охоплює такі сегменти:

1. космічний;
2. керування;
3. користувача.

1. До космічного сегменту належить 24 супутники, розташовані на шістьох орбітах радіусом близько 2 тис. км (рис. 1). Період обертання супутника становить 12 годин. Супутники розташовані у просторі так, що одночасно у будь-якій точці земної поверхні можна приймати сигнали чотирьох із них. Це мінімальна кількість супутників, потрібна для визначення просторових координат: довготи, широти й висоти.

Рис. 1. Космічний сегмент GPS

2. До сегменту керування належать станції спостереження, центр керування і станція керування, що перебувають на поверхні Землі. Станції спостереження безперервно приймають сигнали від супутників і визначають відстані до них. Крім цього, на станціях ведеться метеорологічне зондування атмосфери з метою внесення поправок за рахунок впливу тропосфери. Результати оброблення сигналів і зондування атмосфери зі станцій спостереження передаються в центр керування, у якому обчислюють ефемериди супутників на 12 годин наперед. Ці дані пересилають на супутники, а вони своєю чергою передають їх на GPS-приймачі користувачам (рис. 2).

Рис. 2. Приклад функціонування GPS-системи на рівні лісогосподарського підприємства

3. У користувальницький сегмент входять різні типи GPS-приймачів, кожен з яких отримує дані від кількох (щонайменше трьох-чотирьох) супутників і розраховує місце свого знаходження. GPS-приймачі можна умовно розділити на три головні групи:

• геодезичний - забезпечує сантиметрову точність визначення координат, дає змогу попередньо планувати GPS-знімання, експортувати дані з приймача на комп'ютер, створювати цифрові карти з атрибутною інформацією, експортувати дані в різні ГІС-пакети для подальшого опрацювання (рис. 3 а);
• для завдань ГІС - точність від декількох дециметрів до декількох метрів, дає змогу створювати цифрові карти з атрибутною інформацією, експортувати дані в різні ГІС-пакети для подальшого опрацювання  (рис. 3 б);
• навігаційний - точність визначення місця розташування до 5-10 метрів, дає змогу знаходити пункти розташування, прокладати маршрути переміщення, записувати траєкторії під час руху (рис. 3 в).

                                                                                      а                                  б                                             в

Рис. 3. GPS-приймачі: а - геодезичний; б - для завдань ГІС; в - навігаційний

Для лісогосподарських потреб, зокрема,  виконання лісовпорядних і таксаційних робіт, відведення лісосік тощо цілком достатньо навігаційного GPS-приймача. Для замовлення натисніть тут