Global Positioning System - Polski Serwis Naukowy

iBook z odbiornikiem GPS.

Morski przenośny odbiornik GPS w kokpicie jachtu

Global Positioning System (GPS) - właściwie GPS-NAVSTAR (ang. Global Positioning System – NAVigation Signal Timing And Ranging) – jeden z systemów nawigacji satelitarnej, stworzony przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, obejmujący swoim zasięgiem całą kulę ziemską. System składa się z trzech segmentów: segmentu kosmicznego - 31 satelitów orbitujących wokół Ziemi na średniej orbicie okołoziemskiej; segmentu naziemnego - stacji kontrolnych i monitorujących na ziemi oraz segmentu użytkownika - odbiorników sygnału. Zadaniem systemu jest dostarczenie użytkownikowi informacji o jego położeniu oraz ułatwienie nawigacji po terenie.

Generator liczb pseudolosowych (Pseudo-Random Number Generator, lub PRNG) to program lub podprogram, który na podstawie niewielkiej ilości informacji (ziarno, zarodek, ang. seed) generuje deterministycznie ciąg bitów, który pod pewnymi względami jest nieodróżnialny od ciągu uzyskanego z prawdziwie losowego źródła.
Indie, Republika Indii (w hindi, भारत – trl.: Bhārat wymowa ?/i, Bhārat Gaṇarājya, trb.: Bharat, Bharat Ganaradźja; ang. India, Republic of India) – państwo w Azji Południowej, zajmujące większość subkontynentu indyjskiego.

Działanie polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego z satelitów do odbiornika. Znając prędkość fali elektromagnetycznej oraz znając dokładny czas wysłania danego sygnału można obliczyć odległość odbiornika od satelitów. Sygnał GPS zawiera w sobie informację o układzie satelitów na niebie (tzw. almanach) oraz informację o ich teoretycznej drodze oraz odchyleń od niej (tzw. efemeryda). Odbiornik GPS w pierwszej fazie aktualizuje te informacje w swojej pamięci oraz wykorzystuje w dalszej części do ustalenia swojej odległości od poszczególnych satelitów, dla których odbiornik jest w zasięgu. Wykonując przestrzenne liniowe wcięcie wstecz mikroprocesor odbiornika może obliczyć pozycję geograficzną (długość, szerokość geograficzną oraz wysokość elipsoidalną) i następnie podać ją w wybranym układzie odniesienia - standardowo jest to WGS 84, a także aktualny czas GPS z bardzo dużą dokładnością.

Szerokość geograficzna (ang. latitude, symbol φ) - jedna ze współrzędnych geograficznych, kąt pomiędzy lokalną osią pionu a płaszczyzną równika. Wartości szerokości geograficznej rozciągają się między 0° na równiku i 90° na biegunach. Szerokość geograficzna może być północna (N; zobacz: półkula północna) lub południowa (S; zobacz: półkula południowa).
Prezydent Stanów Zjednoczonych – głowa państwa, szef administracji federalnej, naczelny dowódca sił zbrojnych, szef rządu, a także lider swojej partii. Konstytucja nadała mu wiele prerogatyw, co sprawia, iż zajmuje on kluczowe miejsce w systemie politycznym Stanów Zjednoczonych.

System GPS jest utrzymywany i zarządzany przez Departament Obrony USA. Korzystać z jego usług może w zasadzie każdy - wystarczy tylko posiadać odpowiedni odbiornik GPS. Takie odbiorniki są produkowane przez niezależne firmy komercyjne. System GPS jest darmowy i taki ma pozostać zgodnie z polityką Stanów Zjednoczonych.

Język rosyjski (русский язык, russkij jazyk; dawniej też język wielkoruski) – język należący do grupy oraz jest jednym z pięciu języków oficjalnych a jednocześnie jednym z sześciu języków konferencyjnych Organizacji Narodów Zjednoczonych. Posługuje się pismem zwanym grażdanką, graficzną odmianą cyrylicy powstałą na skutek jej upraszczania.
Pamięć jest to zdolność do rejestrowania i ponownego przywoływania wrażeń zmysłowych, skojarzeń czy informacji. Pamięć posiadają ludzie, niektóre zwierzęta oraz komputery. W każdym z tych przypadków proces zapamiętywania ma całkowicie inne podłoże fizyczne oraz podlega badaniom naukowym w oparciu o różne zestawy pojęć.

Niezbędnym elementem systemu jest możliwość identyfikacji sygnałów z poszczególnych satelitów przez odbiornik GPS. Odbywa się to dzięki stosowaniu szumu pseudolosowego (PRN, ang. Pseudo-Random-Noise). PRN w swojej głównej funkcji ma na celu cyfrowe wzmocnienie przekazywanego sygnału (dzięki temu nie potrzebujemy ogromnych talerzy do odbioru sygnału satelitarnego) oraz umożliwia Departamentowi Obrony USA kontrolowanie dostępu do systemu GPS. Dzięki temu wojsko może używać sygnału GPS do przekazywania szyfrowanych komunikatów.

Sygnał to abstrakcyjny model dowolnej mierzalnej wielkości zmieniającej się w czasie, generowanej przez zjawiska fizyczne lub systemy. Tak jak wszystkie zjawiska może być opisany za pomocą aparatu matematycznego, np. poprzez podanie pewnej funkcji zależnej od czasu. Ponieważ sygnał niesie informację o naturze badanych zjawisk lub systemów, w niektórych dziedzinach nauk jest on traktowany jak nośnik informacji. Sygnał oznacza zatem przepływ strumienia informacji, przy czym przepływ może odbywać się w jednym lub w wielu wymiarach.
Akumulator elektryczny – rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym. Wszystkie rodzaje akumulatorów elektrycznych gromadzą i później uwalniają energię elektryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym zachodzącym w elektrolicie oraz na styku elektrolitu i elektrod.

Geneza systemu

Początki systemu NAVSTAR GPS (NAVSTAR Global Positioning System) sięgają lat 70. XX w. Doświadczenia zebrane podczas tworzenia i użytkowania systemu Transit, a szczególnie satelitów serii TIMATION, które udowodniły możliwość precyzyjnej synchronizacji czasu poprzez systemy satelitarne, umożliwiły Departamentowi Obrony USA stworzenie systemu nawigacji satelitarnej znacznie doskonalszego od poprzednika. Głównymi cechami jakimi miał charakteryzować się nowym system były:

DataLogger GPS zwany również Rejestratorem trasy to urządzenie umożliwiające na zapis położenia urządzenia w czasie. Dzięki temu uzyskuje się zbiór punktów umożliwiający wizualizację przebytej drogi na mapach.
Długość fali — najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali — zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.

możliwość wyznaczenia położenia w czasie rzeczywistym,

niezależność od warunków, w których system jest wykorzystywany i odporność na zakłócenia zarówno przypadkowe jak i celowe,

5 pocisków wystrzelonych z niezależnych platform, naprowadzanych za pomocą systemu, ma trafić w cel z dokładnością 5 m,

cena jednego odbiornika nie może przekraczać 10000 USD w 1977 r. (równowartość w cenach ok. 50000 USD w 2007 r.),

dostępność na całej kuli ziemskiej,

synchronizacja czasu na poziomie 1 μs,

nielimitowana liczba użytkowników,

niewykrywalność odbiornika (brak komunikacji odbiornika z satelitą, wyznaczenie pozycji ma być możliwe wyłącznie w wyniku nasłuchu)

Pierwsze testy systemu rozpoczęły się w 1972 r., 22 lutego 1978 r. został wystrzelony pierwszy satelita bloku I, SVN 1.

Delta - rodzina amerykańskich rakiet nośnych. Zapoczątkowana przez rakietę Thor Delta, w latach 60. XX wieku. Obecnie rakiety typu Delta są jednymi z podstawowych rakiet przemysłu astronautycznego w USA. Historia tych rakiet to ponad 300 startów z czego 95% zakończyło się sukcesem. Aktualnie używane są rakiety Delta II i Delta IV, planuje się również wykorzystanie ich w przyszłości. Produkcją i wynoszeniem rakiet w kosmos zajmuje się obecnie United Launch Alliance. Zużyte dopalacze orbitalne mają swój wkład w liczebność kosmicznego śmietniska.
Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych (ang. United States Navy, US Navy) – marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych; jeden z rodzajów amerykańskich sił zbrojnych odpowiedzialny za organizację, szkolenie oraz wyposażenie morskich sił zbrojnych - w tym Korpusu Piechoty Morskiej - do prowadzenia działań bojowych na morzu. W szczególności, zadaniem marynarki i piechoty morskiej Stanów Zjednoczonych jest poszukiwanie i niszczenie nieprzyjacielskich sił morskich oraz powstrzymywanie jego handlu morskiego; w celu zdobycia i utrzymania ogólnej przewagi morskiej; kontroli obszarów morskich o żywotnym znaczeniu, ochrony żywotnych linii żeglugowych; ustanowienia i utrzymania lokalnej przewagi (w tym powietrznej) w obszarze działań morskich; zajmowanie i obrona baz morskich; oraz przeprowadzanie operacji lądowych i powietrznych niezbędnych do prowadzenia kampanii morskich.

Segment kosmiczny

System satelitów

Ilustracja konfiguracji satelitów operacyjnych GPS wraz z wirującą Ziemią. Opis wskazuje liczbę satelitów widocznych z wybranego punktu na Ziemi (45°N).

System pracuje na obszarze całej Ziemi, bo w każdym punkcie globu widoczne są zawsze przynajmniej cztery satelity. Satelity krążą po orbitach na wysokości około 20183 km. Jest to orbita niższa od geostacjonarnej.

Komputer osobisty (ang. personal computer) – mikrokomputer przeznaczony przede wszystkim do użytku osobistego, spotyka się je zarówno w domach, jak i biurach. Mają zazwyczaj postać desktopów albo notebooków. Służą głównie do uruchamiania oprogramowania biurowego, dostępu do zasobów Internetu, prezentacji treści multimedialnych (tekst, obrazy, dźwięki, filmy i inne), jak i gier.
DGPS (ang. Differential Global Positioning System) - technika pomiarów GPS pozwalającą na uzyskanie większej dokładności, niż przy standardowym pomiarze jednym odbiornikiem. Metoda ta polega na wykorzystaniu stacji bazowej (tzw. referencyjnej) - odbiornika ustawionego w dokładnie wyznaczonym punkcie (np. przez pomiar geodezyjny), który wyznacza na bieżąco poprawki różnicowe dla poszczególnych satelitów, co pozwala na wyeliminowanie większości błędów (gdyż błędy obserwowane na małym obszarze są skorelowane). Drugi odbiornik (ruchomy) musi mieć możliwość odbioru tych poprawek, np. przez łącze satelitarne, VHF, GPRS/WLAN. Poprawki są transmitowane w formacie RTCM, CMR lub innym. System ten można stosować zarówno w czasie rzeczywistym, jak i przez późniejsze przetworzenie danych.

Segment kosmiczny składa się obecnie z 31 (stan na 16.12.2011 r.) satelitów umieszczonych na orbitach kołowych o nachyleniu 55° (Block IIA, IIR, IIR-M) lub 63° (Block I) względem płaszczyzny równika na wysokości 20183 km. Obieg Ziemi przez satelitę trwa 11h 58min (pół doby gwiazdowej). Około 28 satelitów jest stale czynnych, a pozostałe są testowane bądź wyłączone z przyczyn technicznych.

Czas – skalarna wielkość fizyczna określająca kolejność zdarzeń oraz odstępy między zdarzeniami zachodzącymi w tym samym miejscu. Pojęcie to było również przedmiotem rozważań filozoficznych.
Pseudoodległość - odległość pomierzona jednostronnie. W przypadku geodezyjnych pomiarów odległości, proces ten następuje na drodze wysłania fali z instrumentu, odbicia od obiektu (lustra) i powrocie do instrumentu. W rzeczywistości zmierzona jest odległość dwa razy większa (tam i z powrotem). W przypadku pomiaru pseudoodległości (w systemach nawigacji satelitarnej) pomiar ten następuje tylko na drodze od nadajnika (satelity) do odbiornika.

System wielu nadajników jest bardzo kosztowny, Amerykanie regularnie muszą umieszczać na orbicie kolejne satelity w zastępstwie tych, które zeszły z właściwej orbity lub uległy awarii. Jednakże ze względu na zyski dla gospodarki światowej, a w szczególności amerykańskiej, system został nieodpłatnie udostępniony dla zastosowań cywilnych. Ciekawostką jest fakt, że na każdym satelicie jest zainstalowana aparatura szpiegowska NUDET (Nuclear Detection) przeznaczona do natychmiastowego wykrywania wybuchów nuklearnych na Ziemi.

WAAS (ang. Wide Area Augmentation System) – amerykański satelitarny system wspomagający system NAVSTAR-GPS. Za pośrednictwem dwóch satelitów geostacjonarnych obejmujących terytorium Stanów Zjednoczonych transmituje do odbiorników GPS poprawki kompensujące błędy jonosfery, zegara i efemeryd. Zwiększa to dokładność wyznaczenia pozycji poziomej przez odbiornik GPS do 2-3 m.
Orbita geostacjonarna to orbita okołoziemska, która zapewnia krążącemu po niej satelicie zachowanie stałej pozycji nad wybranym punktem równika Ziemi. Orbita geostacjonarna jest orbitą kołową zawartą w płaszczyźnie równika. Przebiega na wysokości 35 786 km nad równikiem (42 160 km od środka Ziemi). Prędkość ciała na orbicie geostacjonarnej wynosi około 3,08 km/s, a czas okrążenia przez niego Ziemi jest równy 23 godziny 56 minut i 4 sekundy, czyli dokładnie tyle, ile trwa doba gwiazdowa.

Generacje satelitów GPS

Satelity bloku I (SVN1 – SVN11):

obecnie niestosowane,

posiadały 3 zegary: 1 cezowy i 2 rubidowe,

Satelity bloku II (SVN13 – SVN21):

silny sygnał,

konstrukcja umożliwiała działanie przez 14 dni bez potrzeby kontaktu ze stacja kontrolną,

Satelity bloku IIA (SVN22 – SVN40):

zdolność transmisji sygnału przekształconego przez degradację SA i AS,

działanie przez 180 dni bez potrzeby kontaktu ze stacjami kontrolnymi (degradacja danych nawigacyjnych),

posiadały 4 zegary atomowe: 2 cezowe i 2 rubidowe,

żywotność satelity: 9.6–10.23 lat,

Satelity bloku IIR (SVN41 – SVN62):

działanie przez 14 dni bez kontaktu ze stacjami kontrolnymi w przypadku korzystania z systemu autonomicznej nawigacji,

możliwość łączności między sobą i możliwy pomiar odległości między satelitami,

3 zegary rubidowe,

zdolność transmisji sygnału zdegradowanego przez degradację SA i AS,

żywotność satelity: 8.57–10.62 lat,

Satelity bloku IIR-M:

znacznie lepsza jakość sygnału;

lustra laserowe;

integracja z innymi technikami (inercjalnymi),

możliwa wzajemna łączność i wzajemny pomiar odległości,

żywotność satelity: szacowana na 11.35 lat.

Zasada działania

Sygnał dociera do użytkownika na dwóch częstotliwościach nośnych L1 = 1575,42 MHz (długość fali 19,029 cm) i L2 = 1227,6 MHz (długość fali 24,421 cm). Porównanie różnicy faz obu sygnałów pozwala na dokładne wyznaczenie czasu propagacji, który ulega nieznacznym wahaniom w wyniku zmiennego wpływu jonosfery, jednak nie w stopniu uniemożliwiającym określenie współrzędnych. Użytkownicy cywilni przybliżoną poprawkę jonosferyczną otrzymują w depeszy nawigacyjnej lub dzięki systemowi DGPS.

Sztuczny satelita – satelita wykonany przez człowieka poruszający się po orbicie wokół ciała niebieskiego. Pierwszym sztucznym satelitą Ziemi został wystrzelony przez Związek Radziecki w 1957 Sputnik 1.
Nawigacja – dział wiedzy zajmujący się określaniem bieżącego położenia oraz drogi do celu dla statków, pojazdów i innych przemieszczających się obiektów.

Identyfikacja satelitów oparta jest na metodzie podziału kodu CDMA (Code Division Multiple Access) oznacza to, że wszystkie satelity emitują na tych samych częstotliwościach, ale sygnały są modulowane różnymi kodami.

Odbiór sygnału bez zastosowania anten parabolicznych, które w tym przypadku są bezużyteczne ze względu na ich kierunkowość, wymaga zaawansowanych technik oddzielania sygnału od szumu i przetwarzania sygnału. Satelity są w ciągłym ruchu; wyznaczenie pozycji odbiornika na podstawie pomiaru tzw. pseudoodległości od kilku satelitów jest również złożonym zadaniem, wymagającym m.in. uwzględnienia spowolnienia upływu czasu w polu grawitacyjnym Ziemi.

Mikroprocesor – układ cyfrowy wykonany jako pojedynczy układ scalony o wielkim stopniu integracji zdolny do wykonywania operacji cyfrowych według dostarczonego ciągu instrukcji.
Wojska Kosmiczne Rosji (ros. Космические войска России) jest formacją sił zbrojnych Federacji Rosyjskiej, na prawach samodzielnego rodzaju broni (Armia Rosyjska składa się z trzech podstawowych rodzajów: wojsk lądowych, lotnictwa oraz marynarki wojennej, a także samodzielnych formacji, jak właśnie siły kosmiczne, powietrznodesantowe oraz strategiczne).

Satelita GPS.

Dla poprawnej pracy systemu kluczowy jest czas. Każdy satelita jest wyposażony w zegar atomowy, dzięki czemu jego sygnał jest dokładnie zsynchronizowany z całym systemem. Jednocześnie satelity tworzą razem z kilkoma nadajnikami naziemnymi swoistą sieć korekcji czasu. W efekcie odbiornik GPS podaje nie tylko pozycje, ale również bardzo precyzyjny czas.

Doba gwiazdowa - nazywana też dniem gwiazdowym (syderycznym). Jest to czas pomiędzy dwoma kolejnymi górowaniami punktu równonocy wiosennej (punktu Barana) i równy okresowi obrotu Ziemi wokół własnej osi, czyli około 23 godzinom 56 minutom i 4,091 sekundom średnim słonecznym (86 164 sekund). Doba gwiazdowa znajduje zastosowanie w badaniach astronomicznych, gdyż określa czas, który potrzebny jest do pełnego obrotu sfery niebieskiej.
Częstotliwość określa liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.

Aby określić pozycję w trójwymiarowej przestrzeni i czas systemu konieczny jest jednoczesny odbiór z przynajmniej czterech satelitów. Odbiornik oblicza trzy pseudoodległości do satelitów oraz odchyłki czasu (różnicy między tanim i niedostatecznie dokładnym wzorcem kwarcowym zainstalowanym na odbiorniku i precyzyjnym zegarem atomowym na satelicie). Dokładne współrzędne satelity są transmitowane w depeszy nawigacyjnej. W przypadku możliwości odbioru tylko z trzech satelitów niektóre odbiorniki mogą pracować w trybie 2D z ustawioną przez użytkownika wysokością elipsoidalną.

Kilometr (symbol: km) – powszechnie stosowana wielokrotność metra, podstawowej jednostki długości w układzie SI. Dokładniej, kilometr to 1000 metrów. Stowarzyszona i dość często używana jednostka powierzchni to kilometr kwadratowy (symbol: km²), a objętości – kilometr sześcienny (symbol: km³).
Pocket PC jest przenośnym komputerem mieszczącym się w dłoni, działającym pod kontrolą systemu operacyjnego Microsoft Windows Mobile (opartego na Windows CE z .NET).

Metody pomiaru pseudoodległości

Metoda kodowa polega na dokładnym pomiarze czasu odbioru kodów C/A i P na jednej lub dwóch częstotliwościach L1 i L2. Pomiar różnicy czasu pomiędzy momentem odbioru ramki a czasem jej nadania (zapisanym na początku każdej ramki) daje czas Δt przebiegu sygnału od satelity do odbiornika GPS (d = c · Δt). Dokładność tej metody jest rzędu pojedynczych metrów. Ze względu na dużą wartość prędkości rozchodzenia się fali radiowej (bliską prędkości światła w próżni), duży wpływ na błędy pomiaru ma niedokładność wzorca czasu w odbiorniku. Do rozwiązania problemu 4 niewiadomych (x, y, z i t) konieczny jest pomiar 4 pseudoodległości (4 satelity). Współrzędne mogą być obliczone na każdą epokę niezależnie. Metoda ma zastosowanie kinematyczne (w nawigacji), gdzie współrzędne punktu zmieniają się z epoki na epokę (metoda fazowa nie daje takich możliwości, gdyż występuje wtedy więcej niewiadomych).

GLONASS (ros. ГЛОНАСС , Глобальная навигационная спутниковая система; Globalnaja Nawigacionnaja Sputnikowaja Sistiema) — radziecki, obecnie rosyjski, satelitarny system nawigacyjny obejmujący swoim zasięgiem niemal całą kulę ziemską. Podobnie jak GPS jest systemem stadiometrycznym, czyli pozycja jest wyznaczana w punkcie przecięcia czterech sfer o promieniach obliczonych na podstawie czasu propagacji sygnału i środkach znanych z depesz nawigacyjnych wysyłanych przez satelity.
Galileo - europejski system nawigacji satelitarnej w trakcie budowy. System ma być równoważną alternatywą do amerykańskiego systemu GPS i rosyjskiego GLONASS, lecz w przeciwieństwie do nich będzie kontrolowany przez instytucje cywilne.

W odbiornikach wojskowych wykorzystuje się pomiar różnic czasu w odbiorze ramek na częstotliwościach L1 i L2 w celu określenia tzw. poprawki jonosferycznej. Z powodu różnej prędkości rozchodzenia się fali radiowej, zależnej od ośrodka i częstotliwości, możliwe jest ustalenie różnicy czasu odbioru ramek na częstotliwościach L1 i L2 oraz obliczenie poprawki, która skompensuje błędy przy wyznaczaniu pseudoodległości. W odbiornikach cywilnych (które nie uwzględniają informacji zawartych na częstotliwości L2) możliwe jest wprowadzenie tej samej poprawki przy wykorzystaniu systemu DGPS.

Synchronizacja (z gr. σύγχρονος synchronos - równoczesny) – koordynacja w czasie, co najmniej dwóch zjawisk (procesów), tzn. dążenie do równoległego, niezależnego ich przebiegu, skoordynowanego w czasie lub do jednoczesnego ich zakończenia. Pojęcie synchronizacji występuje w fizyce, informatyce, elektronice, telekomunikacji, robotyce, multimediach (np. synchronizacja dźwięku z obrazem) i muzyce.
Godzina (h) to jednostka miary czasu, dwudziesta czwarta część doby, dwunasta część dnia lub nocy astronomicznej. Jedna godzina to 4 kwadranse, 60 minut lub 3600 sekund. Godzina nie jest jednostką układu SI, ale jest przez ten układ uznawana.

Rosnące możliwości procesorów oraz rozwój systemu GPS (zmiany polityki co do sygnałów oraz nowy sygnał L5) umożliwiają wykorzystanie technik ustalania pozycji zastrzeżonych wcześniej dla pomiarów stacjonarnych. Dzięki temu również cywilne urządzenia nawigacyjne zwiększają swoją dokładność do kilku-kilkunastu centymetrów.

Google Maps, znane przez pewien czas jako Google Local – jeden z serwisów firmy Google, który z założenia ma być bazą danych map oraz zdjęć satelitarnych i lotniczych całego świata. Zdjęcia oglądać można w kilkunastu skalach, jednak poziom największego zbliżenia jest różny w różnych miejscach. W Stanach Zjednoczonych w większości miast na najwyższym poziomie zbliżenia rozróżnić da się nawet pojedyncze drzewa (podobnie w wypadku większych miast w Polsce), z drugiej strony sporą część świata wciąż można oglądać jedynie z bardzo dalekiej perspektywy. Do serwisu regularnie dodawane są nowe zdjęcia.
Almanach – dane dotyczące aktualnego stanu systemu satelitarnego, w tym przybliżone elementy orbitalne wszystkich satelitów, dzięki czemu przyspiesza to proces przechwytywania danych. Technologia ta wykorzystywana jest np. w GPS (ang. Global Positioning System).

Metoda fazowa polega na pomiarze różnicowym faz na jednej lub dwóch częstotliwościach L1 i L2. Jest to pomiar fazy sygnału przychodzącego φ.

d = Nλ + λφ

gdzie:

d - pseudoodległość,

N - całkowita liczba pełnych długości fal mieszczących się w odległości satelita - Ziemia,

λ - długość fali, na której pracuje,

Geotagging (nazywany także Geocodingiem) - proces łączenia informacji o położeniu danego punktu (jego współrzędnych geograficznych) z innymi dotyczącymi go danymi, takimi jak strony internetowe, wiadomości RSS, cyfrowe fotografie (PhotoTagging) czy filmy. Geotagi można dodać praktycznie do każdego zestawu danych posiadających datę i czas ich zebrania (tzw. time stamp).
Nawigacja satelitarna – rodzaj radionawigacji wykorzystujący fale radiowe ze sztucznych satelitów w celu określania położenia punktów i poruszających się odbiorników wraz z parametrami ich ruchu w dowolnym miejscu na powierzchni Ziemi.

φ - pomierzona faza sygnału przychodzącego.

Metoda fazowa jest dokładniejsza, dokładność rzędu kilku milimetrów, lecz posiada ona pewne wady, takie jak np. konieczność wyznaczenia nieoznaczoności fazy N (nazywane inicjalizacją odbiornika). Dopiero przy pomiarze do 4 satelitów dopiero dla 3 epok możliwe jest rozwiązanie (wyznaczenie pozycji) 12 obserwacji (12 długości do satelitów) i 10 niewiadomych. Niemożliwe są zastosowania kinematyczne, chyba że niewiadome nieoznaczoności fazy zostaną wyznaczone na początku pomiaru na podstawie metod statycznych i nie wystąpią utraty cykli. Jeśli zostanie utracona łączność z satelitą to na nowo musimy inicjalizować instrument (tzn. wyznaczać N). Niezbędne są szybkie metody inicjalizacji (np. On-The-Fly).

Transit - również NAVSAT, NNS (ang. Navy Navigation Satellite System) – pierwszy działający system nawigacji satelitarnej. Używany przez Marynarkę Wojenną USA do lokalizacji okrętów podwodnych[potrzebne źródło] z pociskami balistycznymi, a później również przez inne okręty, oraz do celów hydrograficznych i geodezyjnych.
Propagacja fal radiowych – rozprzestrzenianie się fal radiowych zależne zarówno od właściwości samych fal (np. częstotliwości, polaryzacji), jak i warunków panujących w środowisku, w którym fale te się rozchodzą.

Poziomy dokładności

Ze względów strategicznych przewidziano dwa poziomy dostępu – dostęp standardowy dla odbiorców cywilnych oraz precyzyjny dla sił zbrojnych Stanów Zjednoczonych. Standardowy dostęp ze względów technicznych daje dokładność rzędu kilku metrów. Jednak ze względu na możliwość zastosowania nawet takiej informacji w działaniach militarnych, sygnał cywilny był zakłócany pseudolosowym błędem – w wybranych miejscach Ziemi, a później globalnie. Dokładność ustalenia pozycji spadała do około 100 metrów. Błąd ten można było kompensować pod warunkiem znajomości metody zakłócania, oczywiście tajnej. Zakłócanie sygnału nazywane było Selective Availability (SA). Cywilni odbiorcy znaleźli co prawda metody na omijanie tych zakłóceń – wystarczyło stojąc w jednym miejscu uśredniać wskazania przez dłuższy czas. Taki sposób nie nadawał się jednak do zastosowania np. na pocisku kierowanym przez GPS.

Katastrofa promu Challenger miała miejsce w Stanach Zjednoczonych, nad stanem Floryda, o godzinie 16:39 UTC w dniu 28 stycznia 1986. Zespół wahadłowca Challenger rozpadł się na skutek uszkodzenia pierścienia uszczelniającego w prawym silniku rakiety dodatkowej na paliwo stałe (SRB), które powstało w 1. sekundzie lotu. Uszkodzenie uszczelki spowodowało wydostanie się w 45. sekundzie jęzora ognia o powiększającej się długości, padającego na zbiornik zewnętrzny promu kosmicznego (ET) oraz mocowanie rakiety SRB do ET. W ciągu parunastu sekund ogień wypalił dziurę w zbiorniku i spowodował oderwanie się dolnego mocowania prawej rakiety SRB. Wywołało to dezintegrację zespołu wahadłowca w wyniku sił oporu aerodynamicznego. Niemal natychmiast potem zniszczeniu uległ zbiornik zewnętrzny. Na pokładzie promu zginęła cała siedmioosobowa załoga misji STS-51-L.
Departament Obrony Stanów Zjednoczonych (ang. United States Department of Defense, w skrócie: DOD), to urząd federalny, na którym spoczywa obowiązek koordynowania i nadzorowania wszystkich agencji i funkcji rządu wiążących się bezpośrednio z bezpieczeństwem narodowym i wojskiem. Sekretarz obrony jest członkiem rządu (cabinet).

Często stosowaną metodą zwiększenia dokładności pomiaru jest stosowanie pomiaru różnicowego, zwanego DGPS. W takich przypadkach zlokalizowana w pobliżu odbiornika stacja bazowa (o znanej i stałej pozycji) DGPS przekazuje do niego dane różnicowe (najczęściej są to różnice między zmierzonymi przez stację bazową pseudoodległościami, a rzeczywistymi odległościami do satelitów). W ten sposób odbiornik GPS może nanieść poprawki wynikające z błędów propagacji sygnału między satelitą a odbiornikiem.

Zegar atomowy to rodzaj zegara, który używa atomowego wzorca częstotliwości jako licznika. Wczesne zegary atomowe były maserami z dołączonym oprzyrządowaniem. Współcześnie najdokładniejsze zegary atomowe bazują na bardziej zaawansowanej fizyce, np. na związkach cezu. Dokładność takich zegarów dochodzi do 10-15, co oznacza 10-10 sekundy (1/10 nanosekundy) na dzień. Zegary te utrzymują ciągły i stabilny czas TAI (z fr. Temps Atomique International). W zastosowaniach cywilnych używa się innej skali czasu – UTC (z ang. Coordinated Universal Time). Czas ten jest obliczany na podstawie czasu TAI z uwzględnieniem obserwacji astronomicznych, które wymagają okresowej korekcji o tzw. sekundę przestępną (skokową).
Palmtop (także: PDA, Personal Digital Assistant, komputer kieszonkowy) – mały, przenośny komputer osobisty. Mniejszy od laptopa – z powodzeniem mieści się w dłoni lub w kieszeni (ang. palm – dłoń, top – na wierzchu). Palmtopy są komputerami programowalnymi – można w nich instalować oprogramowanie, np. pobrane lub zakupione w Internecie.

Innym systemem korekcji błędów jest WAAS/EGNOS, podobny do DGPS z tą różnicą, że poprawki do odbiorników przesyłane są przez geostacjonarne satelity.

Ponadto, lokalnie w poszczególnych krajach istnieją sieci stacji referencyjnych, pozwalające online bądź w post-processingu na korygowanie pozycji wyznaczonej metodą GPS. W Polsce taka sieć nosi nazwę ASG-EUPOS (Aktywna Sieć Geodezyjna EUPOS) i składa się z 98 stacji permanentnych, zlokalizowanych w instytucjach naukowych oraz w Ośrodkach Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej na obszarze całego kraju, ze średnią odległością 70 km. System umożliwia lokalizację z wykorzystaniem pomiaru GPS-RTK z dokładnością 3 cm (składowa pozioma) i 5 cm (składowa pionowa). Natomiast w systemie POZGEO i POZGEO-D dokładność wyznaczenia pozycji w post-processingu może być rzędu 1 mm. System ASG-EUPOS jest w pełni funkcjonalny od czerwca 2008 roku. Wcześniej podobny system - ASG-PL istniał jedynie dla województwa śląskiego (od 2004 roku) i umożliwiał porównywalne dokładności dla całego obszaru województwa. ASG-EUPOS był wzorowany na śląskich rozwiązaniach w zakresie poprawy jakości pozycjonowania w systemie GPS.

Samochód – pojazd mechaniczny z własnym napędem (silnik) i źródłem energii, którym jest paliwo (gaz, ropa, benzyna, wodór), jak również bateria. Dwu lub trzyśladowy, na trzech (np. cyklonetka), lub więcej kołach (najczęściej czterech), przeznaczony do przewozu osób, ładunków itp.
William Jefferson "Bill" Clinton (ur. 19 sierpnia 1946 jako William Jefferson Blythe III) – w latach 1993-2001 42. prezydent USA, baptysta, mąż Hillary Clinton - Sekretarz stanu Stanów Zjednoczonych w gabinecie Baracka Obamy

1 maja 2000 prezydent USA Bill Clinton nakazał wyłączenie mechanizmu SA (Selective Availability) zakłócającego efemerydę satelity i poprawki zegarów atomowych, dzięki czemu dokładność określania pozycji dla zwykłych użytkowników wzrosła do około 4-12 metrów.

Diego Garcia (7°19′S 72°25′E / -7.317, 72.417) - największa wyspa (atol) Brytyjskiego Terytorium Oceanu Indyjskiego, obejmującego - położony w środkowej części Oceanu Indyjskiego - archipelag Czagos.
Współrzędne geograficzne – szerokość i długość geograficzna mierzone w stopniach, minutach i sekundach kątowych. Początkiem układu współrzędnych geograficznych jest przecięcie się południka zerowego (Greenwich) z równikiem, znajdujące się na południowy zachód od wybrzeży Afryki, w rejonie Zatoki Gwinejskiej.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)