Globalni sustav pozicioniranja, ili GPS kao što je uobičajeno poznat, vitalna je komponenta modernoj zračnoj plovidbi i neprocjenjiva komponenta FAA-inog programa NextGen.
GPS podaci omogućuju pilotima da dobiju precizne trodimenzionalne ili četverodimenzionalne podatke o lokaciji. GPS sustav koristi triangulaciju kako bi odredio točnu lokaciju zrakoplova, kao i brzinu, pratnju, udaljenost ili od kontrolnih točaka i vrijeme.
Povijest GPS-a
Američka vojska prvi put koristi GPS kao navigacijski alat 1970-ih. U 1980-ima je američka vlada napravila GPS besplatno dostupnom široj javnosti, s jednim ulovom: Poseban način, nazvan selektivna dostupnost, omogućit će namjerno smanjenje točnosti GPS-a za javne korisnike, rezervirajući samo najtočnije verzija GPS-a za vojsku.
2000. godine, pod Clintonovom administracijom, selektivna raspoloživost bila je isključena, a ista je točnost koju je vojska imala koristi bila dostupna široj javnosti.
GPS komponente
GPS sustav ima tri komponente: prostorni segment, kontrolni segment i segmente korisnika.
Prostorna komponenta sastoji se od oko 31 GPS satelita. Zrakoplovstvo Sjedinjenih Američkih Država upravlja ovim 31 satelitom, plus tri do četiri satelita koji nisu ukljuceni, a mogu se ponovno aktivirati ako je potrebno. U svakom trenutku, minimalno 24 satelita djeluju na posebno dizajniranoj orbiti, osiguravajući istodobno gledanje najmanje četiri satelita iz gotovo bilo koje točke na zemlji.
Kompletna pokrivenost koju sateliti nude čini GPS sustav najpouzdanijim navigacijskim sustavom u modernom zrakoplovstvu.
Kontrolni segment sastoji se od niza stanica koje se koriste za tumačenje i odašiljanje satelitskih signala različitim prijamnicima. Zemaljske stanice uključuju glavnu upravljačku postaju, alternativnu glavnu upravljačku postaju, 12 zemaljskih antena i 16 nadzornih stanica.
Segment korisnika GPS sustava uključuje različite prijemnike iz svih različitih tipova industrije. Nacionalna sigurnost, poljoprivreda, prostor, geodetska praćenje i mapiranje su primjeri krajnjih korisnika u GPS sustavu. U zrakoplovstvu, korisnik je obično pilot, koji pregledava GPS podatke na zaslonu u kokpitu zrakoplova.
Kako radi
GPS sateliti orbiti oko 12.000 milja iznad nas, i ispuniti jednu orbitu svakih 12 sati. Oni su solarni napajani, lete u srednjoj orbiti Zemlje i prenose radio signale prijemnicima na tlu.
Zemaljske postaje koriste signale za praćenje i nadzor satelita, a ove postaje pružaju glavnu kontrolnu stanicu (MCS) s podacima. MCS zatim daje točne podatke o položaju satelita.
Prijemnik u zrakoplovu prima vremenske podatke s atomskog sata satelita. Uspoređuje vrijeme koje je potrebno da signal prođe od satelita do prijamnika i izračunava udaljenost na temelju to vrlo točno i točno određenog vremena. GPS prijemnici koriste triangulaciju - datum od tri satelita - za određivanje preciznog dvodimenzionalnog mjesta. S najmanje četiri satelita u pogledu i operativnim, mogu se dobiti trodimenzionalni podaci o lokaciji.
GPS pogreške
Interferencija ionosfere: signal sa satelita zapravo se usporava dok prolazi kroz Zemljinu atmosferu.
GPS tehnologija računa za tu pogrešku uzimanjem prosječnog vremena, što znači da pogreška i dalje postoji, ali je ograničena.
- Sat pogreška: Sat na GPS prijemniku možda neće biti točan kao atomski sat na GPS satelitu, što stvara vrlo mali problem točnosti.
- Orbitalna pogreška: Orbitni izračuni mogu biti netočni, što uzrokuje nejasnoću u određivanju točne lokacije satelita.
- Pogreška položaja: GPS signali mogu odskočiti od zgrada, terena, pa čak i električne smetnje mogu doći. GPS signali su dostupni samo kada prijemnik može "vidjeti" satelit, što znači da će podaci nestati ili netočni među visokim zgradama, gustim terenima i podzemnim.
Praktična uporaba GPS-a
GPS je danas u upotrebi u zrakoplovstvu kao izvor navigacije površinom . Gotovo svaki zrakoplov koji je danas izgrađen dolazi s GPS jedinicom instaliranom kao standardna oprema.
Opće zrakoplovstvo, poslovno zrakoplovstvo i komercijalno zrakoplovstvo sve su pronašle vrijedne koristi za GPS.
Od osnovne navigacije i podataka o položaju do brzine brzine, praćenja i lokacija u zračnim lukama, GPS je dragocjeni alat za avijatore.
Instalirane GPS jedinice mogu se odobriti za uporabu u IMC i drugim IFR letovima . Piloti instrumenta smatraju da je GPS iznimno koristan u održavanju situacijske svijesti i postupaka letenja instrumenta. Ručne jedinice, iako nisu odobrene za uporabu IFR-a, mogu biti korisna podrška za kvarove instrumenta, kao i vrijedan alat za održavanje situacijske svijesti u svakoj situaciji.
Piloti koji lete VFR također koriste GPS kao navigacijski alat i back-up tradicionalnim tehnikama pilotiranja i mrtvog računanja.
Svi piloti mogu cijeniti GPS podatke u hitnim situacijama, budući da će im baza podataka omogućiti traženje najbliže zračne luke, izračunati vrijeme na putu, gorivo na brodu, vrijeme zalaska sunca i izlazak sunca, i još mnogo toga.
Nedavno je FAA omogućio WAAS GPS postupke za pristup, uvođenjem novog preciznog pristupa pilota u obliku izvedbe lokalizatora s pristupom vertikalnom usmjeravanju (LPV) . To je precizan pristup koji će omogućiti nacionalnom sustavu zračnog prostora da postane puno učinkovitiji i pomoći u ispunjavanju potreba nacionalnog sustava zračnog prostora u budućnosti.