Sistema de Posicionament Global (GPS) per a Pilots

El sistema de posicionament global o GPS com comunament se li coneix, és un component vital per a la navegació aèria moderna, i un component invalorable de programa NextGen de la FAA.

les dades GPS permet que els pilots obtinguin les dades de localització tridimensional o de quatre dimensions precises. El sistema GPS utilitza la triangulació per a determinar la ubicació exacta de l'aeronau, així com la velocitat, la pista, la distància des de o cap als llocs de control, i el temps.

Història del GPS

L'exèrcit dels Estats Units va utilitzar per primera vegada el GPS com una eina de navegació en la dècada de 1970. En la dècada de 1980, el govern d'Estats Units va fer GPS disponibles per al públic en general, de forma gratuïta, amb una condició: Una manera especial, anomenada disponibilitat selectiva, estaria permès reduir deliberadament la precisió del GPS per als usuaris públics, reservant únicament la informació més precisa versió de GPS per als militars.

En 2000, sota el govern de Clinton, disponibilitat selectiva es va apagar, i es va posar a disposició la mateixa precisió que els militars havien beneficiat de al públic en general.

components GPS

El sistema GPS té tres components: el segment espacial, segment de control, i els segments d'usuaris.

El component espacial consisteix en prop de 31 satèl·lits GPS. La Força Aèria dels Estats Units opera aquests 31 satèl·lits, més tres quatre satèl·lits que poden ser reactivats si cal donat de baixa. En qualsevol moment donat, un mínim de 24 satèl·lits estan en funcionament en una òrbita especialment dissenyat, assegurant que almenys quatre satèl·lits estan a la vista, al mateix temps des de gairebé qualsevol punt de la Terra. La cobertura completa que ofereixen els satèl·lits fa que el sistema GPS del sistema de navegació més fiable en l'aviació moderna.

El segment de control es compon d'una sèrie d'estacions en terra utilitzats per interpretar i retransmetre senyals de satèl·lit a diversos receptors. Les estacions terrestres inclouen una estació de control principal, una estació de control mestre alternatiu, 12 antenes de terra, i 16 estacions de vigilància.

El segment d'usuari del sistema GPS implica diversos receptors de tots els diferents tipus d'indústries. la seguretat nacional, l'agricultura, l'espai, la topografia, la cartografia i són exemples dels usuaris finals en el sistema GPS. En l'aviació, l'usuari sol ser el pilot, que veu les dades del GPS a la pantalla a la cabina de l'aeronau.

Com funciona

Els satèl·lits GPS orbiten al voltant de 12.000 milles per sobre de nosaltres, i completa una òrbita cada 12 hores. Que funcionen amb energia solar, volar en òrbita terrestre mitjana i transmetre senyals de ràdio a receptors en terra.

Les estacions terrestres utilitzen els senyals per seguir i controlar els satèl·lits, i aquestes estacions proporcionen l'estació de control principal (MCS) amb dades. El MCS proporciona llavors les dades de posició necessàries als satèl·lits.

El receptor en un avió rep les dades de temps dels rellotges atòmics dels satèl·lits. Es compara el temps que triga el senyal per anar des del satèl·lit al receptor, i calcula la distància basant-se en aquest moment molt precís i específic. Els receptors GPS utilitzen la triangulació - daten de tres satèl·lits --a determinar una ubicació precisa de dues dimensions. Amb almenys quatre satèl·lits a la vista i de funcionament, les dades de localització en tres dimensions es poden obtenir.

errors GPS

Ionosfera interferència: el senyal dels satèl·lits retarda realment baix a mesura que passa a través de l'atmosfera de la Terra. representa la tecnologia GPS per aquest error mitjançant l'adopció d'una mitjana de temps, el que significa l'error encara existeix, però és limitat.

• Error del rellotge: El rellotge en el receptor GPS podria no ser tan precís com el rellotge atòmic en el satèl·lit GPS, creant un petit problema precisió.
• orbital d'error: càlculs de l'òrbita poden ser inexactes, causant l'ambigüitat en la determinació de la ubicació exacta del satèl·lit.
• error de posició: senyals GPS es poden rebotar d'edificis, terrenys, i fins i tot poden produir interferències elèctriques. Els senyals GPS són només està disponible quan el receptor pot "veure" el satèl·lit, és a dir, les dades que faltin o inexacta entre els edificis alts, el terreny dens i sota terra.

L'ús pràctic de GPS

GPS és àmpliament utilitzat en l'aviació avui dia com una font de navegació d'àrea. Gairebé tots els avions construïts avui en dia vénen amb una unitat GPS instal·lat com a equip estàndard. L'aviació general, aviació comercial, aviació comercial i han trobat usos valuosos per al GPS.

A partir de les dades bàsiques de navegació i posició a la velocitat aèria, seguiment, en aeroports, el GPS és una eina valuosa per als aviadors.

les unitats de GPS instal·lats poden ser aprovats per al seu ús en condicions IMC i per altres vols IFR. pilots d'instruments GPS trobar a ser extremadament útil per mantenir la consciència de la situació i el vol d'aproximació per instruments. unitats de mà, mentre que no està aprovat per a ús IFR, pot ser una eina de suport per falles d'instruments, així com una eina valuosa per al manteniment de coneixement de la situació en qualsevol situació.

Els pilots VFR també utilitzen el GPS com una eina de navegació i una còpia de seguretat amb el pilotatge tradicional i les tècniques de navegació a estima.

Tots els pilots poden apreciar dades GPS en situacions d'emergència, com la base de dades els permetrà buscar l'aeroport més proper, calcular el temps en ruta, combustible a bord, l'hora del capvespre i l'alba, i molt, molt més.

Més recentment, la FAA ha permès als procediments GPS WAAS per als enfocaments, la introducció d'una nova aproximació de precisió als pilots en forma d'una Actuació del localitzador amb l'enfocament de guia vertical (LPV). Aquesta és una aproximació de precisió que permetrà al sistema d'espai aeri nacional per arribar a ser molt més eficient i ajudar a satisfer les necessitats del sistema de l'espai aeri nacional en el futur.