Global Positioning System (GPS) para sa Pilots

Ang pandaigdigang sistema ng pagpoposisyon, o GPS na karaniwang kilala, ay mahalagang bahagi sa modernong air navigation, at isang napakahalagang bahagi ng programa ng NextGen ng FAA.

Pinapayagan ng data ng GPS ang mga pilot upang makakuha ng tumpak na tatlong-dimensional o apat na dimensyon na data ng lokasyon. Ang sistema ng GPS ay gumagamit ng triangulation upang matukoy ang eksaktong lokasyon ng isang sasakyang panghimpapawid, pati na rin ang bilis, track, distansya sa o mula sa mga checkpoint, at oras.

Kasaysayan ng GPS

Unang ginamit ng militar ng Estados Unidos ang GPS bilang isang tool sa nabigasyon noong dekada 1970. Noong dekada 1980, ang gobyerno ng Estados Unidos ay gumawa ng GPS na magagamit sa pangkalahatang publiko, nang walang bayad, na may isang catch: Ang isang espesyal na mode, na tinatawag na Selective Availability, ay pinagana upang sadyang mabawasan ang katumpakan ng GPS para sa mga pampublikong gumagamit, na nagreserba lamang ang pinaka tumpak bersyon ng GPS para sa militar.

Noong 2000, sa ilalim ng pangangasiwa ng Clinton, ang piniling availability ay pinatay, at ang parehong kawastuhan na nakuha ng militar ay nakuha mula sa publiko.

Mga Bahagi ng GPS

Ang sistema ng GPS ay may tatlong bahagi: Ang segment ng puwang, segment ng kontrol, at mga segment ng gumagamit.

Ang bahagi ng espasyo ay binubuo ng mga 31 satellite ng GPS. Ang Estados Unidos Air Force ay nagpapatakbo ng mga 31 satellite na ito, kasama ang tatlo hanggang apat na decommissioned satellite na maaaring ma-reactivate kung kinakailangan. Sa anumang naibigay na sandali, ang isang minimum na 24 satellite ay ginagamit sa isang espesyal na dinisenyo orbit, tinitiyak na hindi bababa sa apat na mga satellite ay nakikita sa parehong oras mula sa halos anumang punto sa lupa. Ang kumpletong pagsakop na nag-aalok ng mga satellite ay gumagawa ng GPS system na ang pinaka maaasahang sistema ng nabigasyon sa modernong abyasyon.

Ang segment ng kontrol ay binubuo ng isang serye ng mga istasyon ng lupa na ginamit upang mabigyang-kahulugan at maghatid ng mga signal ng satellite sa iba't ibang mga receiver. Ang mga istasyon ng lupa ay kinabibilangan ng master control station, isang alternatibong master control station, 12 ground antennas, at 16 monitoring stations.

Ang user segment ng sistema ng GPS ay nagsasangkot ng iba't ibang receiver mula sa lahat ng iba't ibang uri ng industriya. Ang pambansang seguridad, agrikultura, espasyo, pagtilingin, at pagmamapa ay lahat ng mga halimbawa ng mga end user sa sistema ng GPS. Sa aviation, karaniwang gumagamit ang piloto, na nagtingin sa data ng GPS na ipinapakita sa cockpit ng sasakyang panghimpapawid.

Paano Ito Gumagana

Ang mga satellite ng GPS ay nag-orbita tungkol sa 12,000 milya sa itaas sa amin, at kumpletuhin ang isang orbit tuwing 12 oras. Ang mga ito ay solar powered, lumipad sa medium Earth orbit at magpadala ng mga signal ng radyo sa mga receiver sa lupa.

Ginagamit ng mga istasyon ng lupa ang mga signal upang subaybayan at subaybayan ang mga satellite, at ang mga istasyon ay nagbibigay ng master control station (MCS) na may data. Pagkatapos ay nagbibigay ang MCS ng tumpak na data ng posisyon sa mga satellite.

Ang receiver sa isang sasakyang panghimpapawid ay tumatanggap ng data ng oras mula sa atomic clocks ng mga satelayt. Inihahambing nito ang oras na kinakailangan para sa signal upang pumunta mula sa satellite sa receiver, at kinakalkula ang distansya batay sa napaka-tumpak at tiyak na oras. Ginagamit ng mga receiver ng GPS ang triangulation - petsa mula sa tatlong satellite - upang matukoy ang isang tumpak na dalawang-dimensional na lokasyon. Sa hindi bababa sa apat na satellite na nakikita at sa pagpapatakbo, ang tatlong-dimensional na data ng lokasyon ay maaaring makuha.

Mga Error sa GPS

Ang Ionosphere interference: ang signal mula sa mga satelayt ay talagang pinapabagal habang lumilipas sa kapaligiran ng Earth. Ang mga teknolohiyang GPS ng mga account para sa error na ito sa pamamagitan ng pagkuha ng isang average na oras, na nangangahulugang umiiral pa ang error ngunit limitado.

• Error sa orasan: Ang orasan sa receiver ng GPS ay maaaring hindi tumpak ng atomic clock sa satellite ng GPS, na lumilikha ng isang napakaliit na problema sa katumpakan.
• Orbital error: Ang mga pagkalkula ng orbit ay maaaring hindi tumpak, na nagiging sanhi ng kalabuan sa pagtukoy ng eksaktong lokasyon ng satellite.
• Posisyon error: GPS signal ay maaaring bounce off ng mga gusali, lupain, at kahit electrical pagkagambala maaaring mangyari. Ang mga signal ng GPS ay magagamit lamang kapag ang receiver ay maaaring "makita" ang satellite, ibig sabihin ang data ay nawawala o hindi tumpak sa mga matataas na gusali, makakapal na lupain, at sa ilalim ng lupa.

Praktikal na Paggamit ng GPS

Ang GPS ay malawak na ginagamit sa aviation ngayon bilang isang mapagkukunan ng navigation area. Halos bawat sasakyang panghimpapawid na binuo ngayon ay may isang yunit ng GPS na naka-install bilang karaniwang kagamitan. Ang pangkalahatang abyasyon, abyasyon sa negosyo, at komersyal na abyasyon ay nakakuha ng lahat ng mahalagang gamit para sa GPS.

Mula sa pangunahing pag-navigate at posisyon ng data sa airspeed, pagsubaybay at mga lokasyon ng paliparan, GPS ay isang mahalagang tool para sa aviators.

Ang mga naka-install na mga yunit ng GPS ay maaaring maaprubahan para magamit sa IMC at para sa iba pang mga flight sa IFR. Ang mga instrumento ng piloto ay nakakahanap ng GPS upang maging lubhang kapaki-pakinabang sa pagpapanatili ng situational na kamalayan at paglipad ng mga pamamaraan ng paglapit ng instrumento. Ang mga handheld unit, habang hindi aprubado para sa paggamit ng IFR, ay maaaring maging isang kapaki-pakinabang na back-up para sa pagkabigo ng instrumento, pati na rin ang isang mahalagang tool para sa pagpapanatili ng situational kamalayan sa anumang sitwasyon.

Ang mga piloto na lumilipad ng VFR ay gumagamit din ng GPS bilang tool sa pag-navigate at back-up sa tradisyonal na pilotage at patay na mga diskarte sa pag-reckon.

Ang lahat ng mga piloto ay maaaring pinahahalagahan ang data ng GPS sa mga emerhensiyang sitwasyon, dahil ang database ay magpapahintulot sa kanila upang maghanap para sa pinakamalapit na paliparan, kalkulahin ang oras sa ruta, gasolina sa board, oras ng paglubog ng araw at pagsikat ng araw, at marami, higit pa.

Karamihan sa kamakailan lamang, pinapagana ng FAA ang mga pamamaraan ng WAAS GPS para sa mga diskarte, na nagpapakilala ng isang bagong diskarte sa katumpakan sa mga piloto sa anyo ng isang Pagganap ng Lokal na may Vertical Guidance (LPV) na diskarte. Ito ay isang diskarte ng katumpakan na magbibigay-daan sa pambansang sistema ng paliparan na maging mas mahusay at makatutulong sa pagtugon sa mga pangangailangan ng pambansang sistema ng hangin sa hinaharap.