Informace o globálním polohovém systému (GPS) pro piloty

NASA GOES Satelitní. Foto © Projekt NOAA / NASA GOES

Globální systém určování polohy nebo GPS, jak je všeobecně známo, je důležitou součástí moderní letecké navigace a neocenitelnou součástí programu NextGen FAA.

GPS data umožňují pilotům získat přesné trojrozměrné nebo čtyřrozměrné údaje o poloze. Systém GPS používá triangulaci k určení přesné polohy letadla, stejně jako rychlosti, stopy, vzdálenosti k nebo od kontrolních bodů a času.

Historie GPS

Armáda Spojených států nejprve použila GPS jako navigační nástroj v 70. letech. V osmdesátých letech americká vláda bezplatně zpřístupnila systém GPS pro širokou veřejnost s jedním úlovkem: Zvláštní režim nazvaný selektivní dostupnost by umožnil cílevědomě snížit přesnost systému GPS pro veřejné uživatele a rezervoval pouze ty nejpřesnější verze GPS pro armádu.

V roce 2000 byla pod Clintonovou administrativou vypnutá selektivní dostupnost a stejnou přesnost, kterou využívala armáda, byla zpřístupněna široké veřejnosti.

GPS komponenty

Systém GPS má tři součásti: segment prostoru, řídicí segment a uživatelské segmenty.

Vesmírná složka se skládá z přibližně 31 satelitů GPS. Spojené letecké síly Spojených států provozují těchto 31 družic a tři až čtyři vyřazené družice, které lze v případě potřeby znovu aktivovat. V každém okamžiku je v speciálně navržené oběžné dráze provozováno minimálně 24 družic, které zajišťují, že alespoň čtyři družice jsou v dohledu současně z téměř libovolného místa na zemi.

Kompletní pokrytí, které satelity nabízejí, činí systém GPS nejspolehlivějším navigačním systémem v moderním letectví.

Řídicí segment je tvořen řadou pozemních stanic používaných k interpretaci a přenosu satelitních signálů do různých přijímačů. Pozemní stanice zahrnují hlavní řídící stanici, alternativní řídící stanici, 12 pozemních antén a 16 monitorovacích stanic.

Uživatelský segment systému GPS zahrnuje různé přijímače ze všech různých typů průmyslových odvětví. Národní bezpečnost, zemědělství, vesmír, mapování a mapování jsou příklady koncových uživatelů systému GPS. V letectví je obvykle pilot, který zobrazuje údaje GPS zobrazené v kokpitu letadla.

Jak to funguje

GPS satelity obíhají kolem 12 000 mil nad námi a dokončí jednu oběžnou dráhu každých 12 hodin. Jsou poháněny solární energií, letí ve střední oběžné dráze Země a vysílají rádiové signály do přijímačů na zemi.

Pozemní stanice používají signály pro sledování a sledování satelitů a tyto stanice poskytují řídící stanici (MCS) s daty. Systém MCS poté poskytuje satelitům přesná poloha polohy.

Přijímač v letadle přijímá časová data z atomových hodin družic. Porovnává čas potřebný k tomu, aby signál přešel ze satelitu k přijímači a vypočítá vzdálenost na základě velmi přesného a specifického času. Přijímače GPS používají triangulaci - datují se na třech družicích - pro určení přesné dvourozměrné polohy. S minimálně čtyřmi družicemi z pohledu a provozem lze získat trojrozměrné údaje o poloze.

Chyby GPS

Ionosferická interference: signál ze satelitů se zpomaluje, když prochází atmosférou Země.

Technologie GPS účtuje tuto chybu počítáním průměrného času, což znamená, že chyba stále existuje, ale je omezená.

Praktické využití GPS

GPS je dnes v letectví široce využíváno jako zdroj prostorové navigace . Téměř každé dnešní vybudované letadlo je vybaveno jednotkou GPS nainstalovanou jako standardní vybavení.

Obecné letectví, obchodní letectví a komerční letectví nalezly cenné využití pro GPS.

Ze základních navigačních údajů a údajů o poloze na letecké, sledovací a letištní polohy je GPS cenným nástrojem pro letecké účely.

Instalované jednotky GPS mohou být schváleny pro použití v IMC a pro další lety IFR . Přístrojové piloty považují systém GPS za velmi užitečný při udržování situačního povědomí a postupů přiblížení k přístrojům. Ruční jednotky, i když nejsou schváleny pro použití IFR, mohou být užitečnou zálohou pro selhání přístrojů, stejně jako cenný nástroj pro udržení situačního povědomí v každé situaci.

Piloti, kteří létají VFR, také využívají GPS jako navigační nástroj a zálohu k tradičním technikám lodivodů a mrtvých zúčtování.

Všichni piloti ocení data GPS v nouzových situacích, protože databáze jim umožní vyhledat nejbližší letiště, vypočítat čas na cestě, palivo na palubě, čas západu slunce a východ slunce a mnohem více.

FAA v poslední době umožnila postupy WAAS GPS pro přístupy a zavedla nový přesný přístup k pilotům ve formě přístupu lokalizátoru s vertikálním vedením (LPV) . Jedná se o přesný přístup, který umožní, aby byl národní systém vzdušného prostoru mnohem efektivnější a aby v budoucnu pomohl uspokojit potřeby národního systému vzdušného prostoru .