GNSS i GPS funkcionišu zajedno kako bi unapredili preciznost i efikasnost navigacije. Savremeni navigacioni sistemi postali su neizostavni deo svakodnevnog života. Ove tehnologije se široko koriste u raznim industrijama radi postizanja tačnijih merenja.
Moderna navigaciona tehnologija ne samo da omogućava precizno merenje udaljenosti i uglova, već se ova merenja koriste i u različitim industrijskim granama. Geodetske i kartografske službe su među prvima počele da koriste GPS tehnologiju, koja je preciznija, brža i zahteva manje ljudskih resursa.
Građevinske kompanije često koriste zemaljsku kontrolu i dronove kako bi povećale efikasnost i produktivnost na radnim mestima. Iako je satelitska navigacija prvobitno razvijena za vojne svrhe, upotreba ovih tehnologija danas je sve rasprostranjenija. Obuhvata kako privatni tako i javni sektor u različitim tržišnim segmentima, uključujući građevinarstvo, nauku i mnoge druge.
Većina ljudi je upoznata sa GPS-om, koji može biti od velike pomoći prilikom istraživanja nepoznatih mesta. Međutim, termin GNSS je manje poznat. U ovom članku ćemo objasniti šta je GNSS i istražiti razlike između GPS-a i GNSS-a. Na kraju ćemo razmotriti koja tehnologija je fleksibilnija, pouzdanija i preciznija za različite primene.
Krenimo!
Šta je GNSS?
GNSS, ili Globalni Navigacioni Satelitski Sistem, koristi mrežu satelita različitih zemalja. Svrha ove mreže je da obezbedi signale iz svemira i prenosi podatke o vremenu i pozicioniranju GNSS prijemnicima na Zemlji. Prijemnici zatim koriste ove informacije za određivanje vaše tačne lokacije.
Više satelita koji kruže oko Zemlje formiraju sazvežđa, pa se GNSS takođe odnosi na ova sazvežđa satelita. GNSS se koristi u različitim oblastima, kao što su transport, svemirske stanice, železnica, javni prevoz, putevi, pomorstvo i avijacija.
Navigacija, pozicioniranje i merenje vremena su ključni za merenje zemljišta, reagovanje u vanrednim situacijama, rudarstvo, preciznu poljoprivredu, finansije, sprovođenje zakona, naučna istraživanja, telekomunikacije i mnoge druge oblasti. Performanse GNSS-a mogu se poboljšati upotrebom regionalnih satelitskih sistema za proširenje, kao što je Evropska geostacionarna navigaciona usluga (EGNOS).
Primeri GNSS-a uključuju američki NAVSTAR GPS, evropski Galileo, kineski navigacioni satelitski sistem BeiDou i ruski GLONASS.
EGNOS pomaže u poboljšanju pouzdanosti i tačnosti GPS informacija pružajući podatke o integritetu signala i ispravljajući greške u merenju signala. Stvarni učinak se procenjuje kroz četiri osnovna kriterijuma:
- Tačnost: Razlika između izmerene i stvarne brzine, vremena ili položaja.
- Kontinuitet: Da li sistem radi bez prekida.
- Integritet: Sposobnost sistema da pruži pouzdane podatke o pozicioniranju, uz alarmiranje u slučaju problema.
- Dostupnost: Procenat vremena u kojem signal ispunjava kriterijume tačnosti, kontinuiteta i integriteta.
GNSS tehnologija zahteva najmanje četiri satelita da bi izračunala vašu lokaciju putem kompleksnih trilateracionih proračuna. Tri segmenta definišu satelite u svemiru, i to su ključni elementi GNSS tehnologije:
- Svemirski segment: Sazvežđa koja kruže na visinama od 20.000 do 37.000 km iznad površine Zemlje.
- Kontrolni segment: Mreža stanica za učitavanje podataka, nadzornih stanica i glavnih kontrolnih stanica širom sveta.
- Korisnički segment: Oprema koja prima signale sa satelita i određuje poziciju na osnovu lokacije satelita i vremena.
Šta je GPS?
Globalni Pozicioni Sistem (GPS) je radio-navigacioni sistem koji se koristi u vazduhu, na kopnu i na moru za određivanje tačne lokacije, brzine, vremena i drugih podataka, bez obzira na vremenske uslove.
GPS je prvi put razvijen 1978. godine kao prototip od strane američkog Ministarstva odbrane. Postao je potpuno operativan 1993. godine sa kompletnim sazvežđem od 24 satelita.
GPS je u vlasništvu vlade Sjedinjenih Američkih Država i njime upravlja svemirska sila SAD. Od GPS-a koristi imaju ne samo vojna lica, već i komercijalni i civilni korisnici širom sveta. Iako su SAD stvorile i kontrolišu GPS, on je dostupan svima sa GPS prijemnikom.
GPS je vrsta GNSS tehnologije koja GPS prijemniku pruža podatke o vremenu i geolokaciji. Ne zahteva od korisnika da prenosi podatke, već radi fleksibilno na bilo kom uređaju sa dobrom internet vezom.
U tehnologiji, unapređenje postojećih sistema je prioritet. Stoga, tehnološki zahtevi za postojećim sistemom dovode do modernizacije GPS-a. Implementiran je sistem operativne kontrole sledeće generacije i GPS blok IIIA sateliti.
GPS se sastoji od tri dela: satelita, prijemnika i zemaljskih stanica. Funkcije svakog od njih su:
- Sateliti: Deluju kao zvezde u sazvežđima i šalju signale.
- Zemaljske stanice: Koriste radar kako bi osigurale da su sateliti u ispravnom položaju.
- Prijemnik: Uređaj koji se nalazi u telefonima, automobilima itd., koji neprestano traži signale sa satelita. On određuje udaljenost od tražene lokacije.
GNSS naspram GPS: Kako funkcionišu?
Kako funkcioniše GNSS?
Iako se GNSS sistemi razlikuju po dizajnu i starosti, operacije su im slične. Satelit emituje dva talasa u L-opsegu (L1 i L2), koji prenose podatke sa satelita na Zemlju.
GNSS prijemnici se sastoje od antene i procesorske jedinice. Antena prima signale sa satelita, dok procesorska jedinica detektuje te signale. Za prikupljanje tačnih informacija o poziciji potrebna su najmanje četiri satelita.
GNSS sateliti kruže oko Zemlje svakih 11 sati, 58 minuta i 2 sekunde. Svaki satelit emituje kodirane signale sa vremenskim pečatom i informacijama o orbiti. Prijemnik koristi te informacije za izračunavanje lokacije satelita i prilagođavanje za tačno pozicioniranje.
Prijemnik računa vremensku razliku između prijema i slanja signala da bi izračunao udaljenost, i daje rezultate u obliku visine, geografske dužine i širine.
Kako funkcioniše GPS?
GPS koristi tehniku trilateracije, prikupljajući signale sa satelita kako bi pružio korisniku informacije o lokaciji. Sateliti šalju signale koje treba da pročita i protumači GPS uređaj koji se nalazi blizu ili na površini Zemlje.
Za preciznu lokaciju, GPS uređaj mora da čita signale sa najmanje četiri satelita. Svaki satelit kruži oko Zemlje dva puta dnevno i šalje jedinstveni signal sa vremenom i parametrima orbite.
S obzirom da GPS uređaj daje informacije o udaljenosti od satelita, jedan satelit ne može obezbediti tačnu lokaciju.
Kao i GNSS sazvežđa, GPS takođe uključuje tri segmenta: svemirski, kontrolni i korisnički.
- Svemirski segment: Sastoji se od više od 30 satelita u orbiti kojima upravlja svemirska sila SAD. Ovi sateliti emituju radio signale za praćenje i kontrolu sa stanicama na Zemlji.
- Kontrolni segment: Uključuje rezervne sisteme, nekoliko nadzornih stanica, zemaljske antene i glavnu kontrolu širom sveta, kako bi sateliti funkcionisali pravilno i orbitirali na odgovarajućim pozicijama.
- Korisnički segment: Svi oni koji se oslanjaju na GPS satelite za merenje položaja, navigaciju i vremena.
GNSS naspram GPS: Prednosti i ograničenja
Prednosti GNSS-a
GNSS uključuje tri ili više satelita iz različitih zemalja kako bi se osigurale tačne informacije. Neke od prednosti GNSS-a:
- Svi globalni navigacioni sistemi su dostupni u svakom trenutku. Ako jedan ne funkcioniše zbog atmosferskih uslova, drugi sistem će biti dostupan. GNSS pruža veću dostupnost i pristup signalima prijemnicima.
- Pruža tačne podatke o vremenu koji se koriste za razvoj visoko precizne IoT mreže.
- Poboljšava rešenje za navigaciju, unapređujući TTFF (vreme do prvog fiksiranja pozicije).
- Štedi novac i vreme pružajući tačne podatke o lokaciji.
- Omogućava kontinuiranu povezanost na različitim lokacijama, poput šuma, pećina, naseljenih mesta, itd.
- GNSS prijemnici automatski uklanjaju neispravan satelit sa liste za navigaciju kako bi se dobilo najbolje moguće rešenje.
Ograničenja GNSS-a
- Potrebni su dodatni sistemi kada se GNSS koristi za precizne pristupe.
- Vertikalna tačnost je preko 10 metara.
- Prošireni sistemi se primenjuju kako bi se ispunili zahtevi dostupnosti, tačnosti, kontinuiteta i integriteta.
- Uticaj na operatere aviona, pilote, službe vazdušnog saobraćaja, regulatorno osoblje itd.
- Sigurnost plovidbe zavisi od tačnosti baza podataka.
Prednosti GPS-a
- Jednostavan za upotrebu.
- Niska cena.
- 100% pokrivenost Zemlje.
- Mogućnost uštede goriva zahvaljujući preciznosti.
- Mogućnost pronalaženja hotela, benzinskih pumpi, prodavnica itd.
- Jednostavna integracija u uređaje.
- Pouzdan sistem praćenja.
Ograničenja GPS-a
- GPS čip troši bateriju uređaja.
- Ne prodire kroz čvrste zidove, što znači da se ne može koristiti u zatvorenom prostoru ili pod vodom.
- Tačnost zavisi od kvaliteta signala satelita.
- Položaj varira kada je broj satelita ograničen.
- U slučaju geomagnetnih oluja ili drugih atmosferskih uslova, pristup lokaciji može biti nedostupan.
- Opremi za merenje zemljišta je potreban jasan pogled na nebo da bi primila signale.
- Netačnost može ponekad dovesti do prikazivanja pogrešnog puta ili lokacije.
GNSS naspram GPS: Primene
Primene GNSS-a
GNSS tehnologija je prvobitno razvijena u 20. veku za vojne potrebe, ali je vremenom našla primenu u mnogim drugim oblastima:
- Automobili su opremljeni GNSS sistemima koji prikazuju mape, lokaciju, pravac, brzinu, obližnje restorane i druge informacije.
- Sistemi za vazdušnu navigaciju koriste GNSS za prikazivanje mapa i povezani su sa autopilotom za navigaciju rutama.
- Brodovi koriste GNSS za navigaciju u okeanima, morima i jezerima, kao i za opremu koja se sama upravlja.
- Teška mehanizacija koja se koristi u građevinarstvu, preciznoj poljoprivredi i rudarstvu koristi GNSS tehnologiju za vođenje mašina.
- Biciklisti koriste GNSS na turama i trkama.
- Planinari, penjači i pešaci koriste ovu tehnologiju za praćenje svoje lokacije.
- GNSS tehnologija je takođe dostupna za osobe sa oštećenim vidom.
- Svemirske letelice koriste GNSS kao alat za navigaciju.
Primene GPS-a
GPS ima mnoge primene širom sveta:
- Vazduhoplovstvo koristi GPS za pružanje informacija o lokaciji aviona u realnom vremenu.
- Pomorska industrija obezbeđuje preciznu navigaciju za kapetane brodova.
- Poljoprivrednici koriste GPS prijemnike na poljoprivrednoj opremi.
- Geodetska merenja.
- Vojne primene.
- Finansijske usluge.
- Telekomunikacije.
- Navođenje teških vozila.
- Društvene aktivnosti.
- Pronalaženje lokacija.
- Pronalaženje obližnjih mesta.
- Potraga za blagom.
- Samostalna putovanja.
I mnoge druge.
GNSS naspram GPS: Razlike
Svi znamo da se GPS koristi za pronalaženje bilo koje lokacije, restorana, adrese i drugih informacija. Čak je moguće deliti svoju trenutnu lokaciju uživo. Međutim, u slučaju smetnji signala, pristup lokaciji ili informacijama može biti onemogućen.
GNSS je termin koji obuhvata slične operacije kao GPS, ali sa fleksibilnijim i pouzdanijim pristupom lokacijama, čak i u slučaju smetnji. GNSS uključuje GPS, BeiDou, Galileo, GLONASS i druge sisteme sazvežđa. Zbog toga se naziva međunarodnim satelitskim sistemom sa više sazvežđa. Može se reći da GNSS koristi više GPS satelita iz različitih zemalja za preciznu navigaciju.
Hajde da dublje istražimo glavne razlike između ovih tehnologija:
| Kriterijumi | GNSS | GPS |
| Orbitalna visina | Kombinuje orbitalne visine različitih satelita, kao što je 19.100 km za GLONASS i 20.200 km za GPS. | GPS sateliti lete na visini od 20.200 km, odnosno 10.900 nautičkih milja. |
| Preciznost | Pruža preciznije informacije sa preciznošću na nivou centimetra ili milimetra. | Pruža manje precizne informacije, sa tačnošću od 4,9 metara do 16 stopa, koje mogu varirati zbog atmosferskih uslova ili blokade signala. |
| Zemlja porekla | GNSS sistemi uključuju GPS (SAD), GLONASS (Rusija), Galileo (Evropa) i BeiDou (Kina). | GPS je tip GNSS sistema koji je razvijen u SAD. |
| Sateliti | Ima 31 satelit od GPS-a, 24 od GLONASS-a, 26 od Galilea i 48 od BeiDou-a. | Ima 21 satelit u orbiti. |
| Orbitalni period | Periodi različitih navigacionih sistema su: GLONASS (11 sati i 16 minuta), Galileo (14 sati i 5 minuta), BeiDou (12 sati i 38 minuta), NAVIC (23 sata i 56 minuta). | Sateliti lete u kružnim orbitama sa periodom od 12 sati, odnosno dva puta dnevno. |
| Status | Status svakog navigacionog sistema se razlikuje. GLONASS je operativan, BeiDou ima 22 operativna satelita i više. | Status GPS-a je operativan. |
| Signal | Snaga GNSS signala je 125 dBm i razlikuje se u zavisnosti od satelita različitih zemalja. | Snaga signala je konstantna i iznosi 125 dBm. |
GNSS pruža tačnije podatke jer kombinuje informacije sa različitih satelita iz više zemalja. Sa druge strane, GPS je specifičan davalac podataka koji kontroliše i održava vlada SAD.
Zaključak
GPS je vrsta GNSS-a i bio je prvi globalni navigacioni satelitski sistem. Uopšteno, GPS se često koristi za opisivanje satelitskih navigacionih sistema. Obe tehnologije su slične po načinu funkcionisanja, ali se razlikuju po stilu rada.
GNSS i GPS se koriste u različitim oblastima gde su potrebne precizne i kontinuirano dostupne informacije o vremenu i poziciji, kao što su transport, pomorska navigacija, mobilne komunikacije, poljoprivreda, atletika i druge.
Možda će vas interesovati i najbolji softver za promenu GPS lokacije za iOS uređaje.