Pap László

A rendszer felépítése

A GPS rendszer három alapvető alrendszerből épül fel:

• az űrszegmensből (műholdak),
• a felhasználói rendszerből (vevőkészülékek és szolgáltatások) és
• a vezérlőrendszerből (földi vezérlő- és monitorállomások).

Ebben a fejezetben az űrszegmens és a vezérlőrendszer leírásával foglalkozunk.

Az űrszegmens felépítése

Az űrszegmens teljes kiépítésben 24 műholdat tartalmaz. A műholdak hat, az egyenlítő síkjával 55^o-os szöget bezáró, közel kör alakú pályán keringenek a Föld körül. A pályákat kelet-nyugati irányban 60^o-os szögek választják el egymástól. A GPS műholdak konstellációját a 7. és 8. ábra mutatja.

7. ábra

8. ábra

9. ábra

A műholdak számát és elrendezését úgy választották meg, hogy minél nagyobb legyen annak az esélye, hogy a Föld felszínén egy adott helyen legalább négy műholdat lehessen "látni" a vevőkészülék antennájával. A 9. ábra azt mutatja, hogy mekkora az esélye annak, hogy a Föld valamely pontján éppen adott számú műhold látható.

10. ábra

A műhold távlati képe a 10. ábrán látható.

A műhold főbb fedélzeti elemei az alábbiak:

• az adóberendezések és a hozzájuk tartozó antennák és modulátorok,
• a pontos időt előállító atomi órák,
• tápegységek és napelemek,
• navigációs egység és fedélzeti számítógép,
• helyzetstabilizáló elemek,
• műholdközi kommunikációs egységek,
• földi kommunikációs egységek.

A műhold 2 tonna súlyú, a napelemek mérete 18 méter, a teljesítményfelvétel 2 kW, a műhold tervezett élettartama 15 év.

A vezérlőrendszer felépítése

11. ábra

A vezérlőrendszer földrajzi elhelyezkedését a 11. ábra illusztrálja.

A földi vezérlőegység a következő feladatokat látja el:

• a műholdak működésének folyamatos figyelése, az egyes egységek állapotának ellenőrzése;
• a műholdak pályaadatainak folyamatos mérése, a műholdon tárolt adatok frissítése;
• a műhold fedélzeti óráinak szinkronizálása, a pontos idő beállítása;
• a műholdon tárolt navigációs üzenettár frissítése, a helymeghatározáshoz szükséges korrekciós adatok (időjárási adatok, a légkör és az ionoszféra állapotjellemzői) gyűjtése és továbbítása a műholdak felé.

A földi állomások sűrűségének növelésével növelhető a GPS rendszer pontossága (lásd a VIII. fejezetben).