Globalni sistem pozicioniranja ili GPS, kako je to poznato, predstavlja vitalnu komponentu moderne vazdušne plovidbe i neprocenjivu komponentu FAA-ovog NextGen programa.
GPS podaci omogućavaju piloti da dobiju precizne trodimenzionalne ili četvorodimne podatke o lokaciji. GPS sistem koristi triangulaciju kako bi odredio tačnu lokaciju vazduhoplova, kao i brzinu, trasu, rastojanje do ili od kontrolnih punktova i vrijeme.
Istorija GPS-a
Vojska Sjedinjenih Država je prvo koristila GPS kao navigacioni alat sedamdesetih. Osamdesetih godina prošlog veka, američka vlada omogućila je besplatnu dostupnost GPS-a široj javnosti sa jednim uhvatom: poseban mod, nazvan Selektivna dostupnost, bi se omogućio da svesno smanji tačnost GPS-a za javne korisnike, zadržavajući samo najtačnije verzija GPS-a za vojsku.
2000. godine, pod administracijom Clinton-a, selektivna dostupnost je isključena, a istu tačnost koju je vojska imala koristi postala je dostupna široj javnosti.
GPS komponente
Sistem GPS ima tri komponente: prostorni segment, segment kontrole i segmente korisnika.
Prostorna komponenta sastoji se od oko 31 GPS satelita. Vazduhoplovna snaga Sjedinjenih Država upravlja ovim 31 satelita, plus tri do četiri razgradjena satelita koja se mogu ponovo aktivirati ako je potrebno. U svakom trenutku, najmanje 24 satelita funkcioniše na specijalno osmišljenoj orbiti, osiguravajući da se najmanje 4 satelita gleda u isto vrijeme iz gotovo bilo koje tačke na zemlji.
Kompletna pokrivenost koju sateliti nude čini GPS sistem najpouzdanijim navigacionim sistemom u savremenoj avijaciji.
Kontrolni segment sastoji se od serije zemaljskih stanica koje se koriste za tumačenje i prenošenje satelitskih signala različitim prijemnicima. Zemaljske stanice uključuju glavnu kontrolnu stanicu, alternativnu glavnu kontrolnu stanicu, 12 zemaljske antene i 16 nadzorne stanice.
Korisnički segment GPS sistema uključuje razne prijemnike iz svih različitih vrsta industrije. Nacionalna sigurnost, poljoprivreda, prostor, geodetski pregled i mapiranje su svi primjeri krajnjih korisnika u GPS sistemu. U avijaciji, korisnik je tipično pilot, koji gleda GPS podatke na ekranu u kokpitu vazduhoplova.
Kako radi
GPS sateliti orbiti oko 12.000 milja iznad nas, a potpuna jedna orbita svakih 12 sati. Oni su solarni, leti u srednjoj orbiti Zemlje i prenose radio signale na prijemnike na zemlji.
Zemaljske stanice koriste signale za praćenje i nadgledanje satelita, a ove stanice obezbeđuju glavnu kontrolnu stanicu (MCS) sa podacima. MCS tada pruža precizne podatke o položaju satelita.
Prijemnik u avionu prima podatke o vremenu od atomskih satova satelita. On upoređuje vreme potrebno za signal da ide od satelita do prijemnika i izračunava rastojanje zasnovano na tom vrlo preciznom i određenom vremenu. GPS prijemnici koriste triangulaciju - datum sa tri satelita - da odredi preciznu dvodimenzionalnu lokaciju. Sa najmanje četiri satelita u vidu i operativnim, mogu se dobiti trodimenzionalni podaci o lokaciji.
GPS greške
Mešanje jonosfere: signal satelita zapravo usporava kada prolazi kroz Zemljinu atmosferu.
GPS tehnologija predstavlja ovu grešku uzimajući u obzir prosečno vreme, što znači da greška i dalje postoji, ali je ograničena.
- Greška sata: Sat na GPS prijemniku možda nije toliko tačan kao atomski sat na GPS satelitu, stvarajući vrlo mali problem preciznosti.
- Orbitalna greška: proračuni Orbita mogu biti netačni, što uzrokuje nejasnoće u određivanju tačne lokacije satelita.
- Greška u položaju: GPS signali mogu odbiti zgrade, može doći do terena, pa čak i električnih smetnji. GPS signali su dostupni samo kada prijemnik može "vidjeti" satelit, što znači da će podaci biti nestali ili netačni među visokim zgradama, gustom terenu i podzemnom.
Praktična upotreba GPS-a
GPS se široko koristi u avijaciji danas kao izvor plovidbe . Gotovo svaki avion koji je izgrađen danas dolazi sa GPS jedinicom instaliranom kao standardna oprema.
Opšta avijacija, poslovna avijacija i komercijalna avijacija sve su pronašle dragocene upotrebe za GPS.
Od osnovnih podataka o plovidbi i položaja do brzine, praćenja i lokacija aerodroma, GPS je dragocen alat za avijatore.
Instalirane GPS jedinice mogu biti odobrene za upotrebu u IMC-u i za druge IFR letove . Piloti instrumenta pronalaze GPS da bude izuzetno korisna u održavanju svesnosti situacije i postupaka pristupa letećim instrumentima. Ručne jedinice, dok nisu odobrene za upotrebu IFR-a, mogu biti korisna rezerva za neuspjeh instrumenta, kao i vrijedan alat za održavanje svjesnosti situacije u bilo kojoj situaciji.
Piloti koji koriste VFR koriste GPS kao navigacioni alat i rezervnu kopiju na tradicionalne tehnike pilotiranja i mrtvih racuna.
Svi piloti mogu ceniti GPS podatke u vanrednim situacijama, pošto će im baza omogućiti da traže najbliži aerodrom, izračunavaju vrijeme na putu, gorivo na brodu, vrijeme zalaska sunca i sunca i mnogo, mnogo više.
FAA je nedavno omogućila WAAS GPS procedure za pristup, uvođenjem novog preciznog pristupa piloti u obliku performansi lokatora sa vertikalnim vođstvom (LPV) . Ovo je precizni pristup koji će omogućiti da nacionalni sistem vazdušnog prostora postane mnogo efikasniji i da pomogne u ispunjavanju potreba nacionalnog sistema vazdušnog prostora u budućnosti.