Ülemaailmne satelliitnavigatsioonisüsteem
Ülemaailmne satelliitnavigatsioonisüsteem ehk globaalne satelliitnavigatsioonisüsteem ehk GNSS (lühend ingliskeelsest väljendist global navigation satellite system) on üle maailma asukohamääramist ja navigatsiooni võimaldav sidesatelliitide süsteem.
2017. aasta seisuga on üleilmselt kasutusel kaks satelliitnavigatsioonisüsteemi:
- GPS (Global Positioning System) – Ameerika Ühendriikide kaitseministeeriumi välja töötatud ja rahastatav GPS (algse nimega NAVSTAR GPS) on kõige laiemalt kasutatav ülemaailmne navigatsioonisüsteem; tsiviilkasutusse jõudis süsteem täies toimimisvalmiduses 1995. aastal.
- GLONASS (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) – Venemaa Föderatsiooni kaitseministeeriumi süsteem 24 satelliidiga on üleilmselt kasutatav alates 2011. aastast. Süsteemi moderniseerimine on plaanis lõpule viia 2025. aastaks.
Globaalse tähtsusega süsteemidest on arendusjärgus:
- Galileo, Euroopa Liit; 2017. aasta seisuga on orbiidil 16 satelliiti.[viide?]
- BeiDou (Compass) Hiina Rahvavabariik; 2016. aastal oli orbiidil 21 satelliiti.[viide?]
Nii Hiina kui ka Euroopa süsteem peaks üleilmselt täielikult töövalmis saama 2020. aasta paiku.
 | See artikkel vajab ajakohastamist. |
Asukoha määramise põhimõte
[muuda | muuda lähteteksti]
Satelliitnavigatsioonisüsteem kasutab asukoha määramiseks Maa tehiskaaslaste – satelliitide – kodeeritud signaale. Süsteemi satelliidid saadavad aatomkella järgi fikseeritud hetkedel välja oma asukoha geograafiliste koordinaatide andmeid. Vastuvõtuseade teeb vähemalt kolmelt või neljalt satelliidilt vastuvõetud signaalide järgi kindlaks aatomkellade ja oma kella ajavahed, arvutab nende järgi satelliitide kaugused vastuvõtukohast (lähtudes elektromagnetlainete levikiirusest 299 792 458 m/s) ning seejärel arvutab mitme satelliidi asukoha koordinaatide ja kauguste erinevuste põhjal oma geograafilised koordinaadid ja kõrguse (maapinnast). Vastuvõtuseadme kell pole piisavalt täpne, seepärast on satelliitidelt vaja ka ajasignaale, mille abil täpsustatakse vastuvõtja kellaaega. Kõigi nende signaalide järgi määrab vastuvõtuseade asukoha täpsusega kuni 1 meeter (sõjaliseks otstarbeks – mõni sentimeeter). Täpsus oleneb ka satelliitide arvust, mida GPS-seade parajasti „näeb“ ning millise nurga all nad vastuvõtja suhtes paiknevad; korraga võetakse vastu signaale 5–12 satelliidilt.
Professionaalseks ja sõjaliseks otstarbeks kasutavad riigid mitmeid süsteemitäiustusi. DGPS (Differential Global Positioning System) saavutab asukoha määramise suure täpsuse sel teel, et teeb kindlaks erinevuse (diferentsi) spetsiaalse maajaama tegeliku asukoha ja samas asuva GPS-vastuvõtja määratud asukoha vahel, mille põhjal korrigeerib selle maajaama piirkonnas asuvate DGPS-vastuvõtjate mõõtetulemusi. Seda erinevust asukohaandmete vahel põhjustab peamiselt asjaolu, et raadiolainete tegelik levikiirus erineb arvutuslikust mitmesuguste atmosfäärinähtuste tõttu.
Euroopa süsteem EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) kasutab GPSi korrigeerimissignaali saamiseks maajaama asemel geostatsionaarset satelliiti. Korrigeerimissatelliite kasutab ka USA süsteem WAAS (Wide Area Augmentation System), Jaapani MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System) ja India GAGAN (GPS-Aided Geo-Augmented Navigation).
Satelliitsidesüsteem vajab lisaks satelliitidele maapealseid jälgimis- ja juhtimisjaamu, mis jooksvalt (reaalajas) määravad kindlaks satelliitide paiknemise ja edastavad neile asukohta korrigeerivaid andmed.
Satelliitnavigatsioonisüsteemide parameetrid
[muuda | muuda lähteteksti]| Parameeter, meetod | GPS | Glonass | Galileo | Compass |
|---|---|---|---|---|
| Riik | USA | Venemaa | Euroopa Liit | Hiina |
| Väljatöötamise algus | 1973 | 1976 | 2001 | 1983 |
| Käikulaskmise algus | 22.02.1978 | 12.10.1982 | 28.12.2005 | 30.10.2000 |
| Satelliitide arv (reservis) | 24 (3) | 24 (3) | 27 (3) | 30 (5) |
| Orbitaaltasandite arv | 6 | 3 | 3 | 3 |
| Ringorbiidi kõrgus, km | 20183 | 23224 | 21528 | |
| Inklinatsioon, ° | ~55 (63) | 64,8±0,3 | 56 | ~55 |
| Tiirlemisperiood | ~11 h 58 min | 11 h 15 min 44 ± 5 s | 14 h 4 min 42 s | 12 h 53 min 24 s |
| Signaali kodeerimise meetod | CDMA | FDMA (edaspidi CDMA) | CDMA | CDMA |
| Raadiosignaalide kandesagedused, MHz | L1=1575,42; L2=1227,60; L5=1176,45 | L1=1602,5625…1615,5; L2=1246,4375…1256,5; L3=207,2420...1201,7430 | E1=1575,42 (L1); E5A=1176,46 (L5); E5B=1207,14; E6=12787,75 | B1=1575,42 (L1); B2=1191,79 (E5); B3=1268,52 |
| Diferentsiaalkorrektsiooni süsteem | WAAS | СДКМ | EGNOS | SNAS |