GNSS vs GPS-teknik: Lär dig nyckelskillnaderna

av

GNSS och GPS arbetar hand i hand för att förbättra noggrannheten och effektiviteten.

Dagens navigationssystem har blivit en viktig del av allas liv. Dessa tekniker används ofta i olika branscher för att uppnå mer exakta avläsningar.

Modern navigationsteknik hjälper inte bara till att mäta avstånd och vinklar på ett idealiskt sätt utan använder sig även av dessa mätningar exklusivt i olika branscher.

Kart- och lantmäteriindustrin är bland de första att använda GPS-teknik som är mer exakt, snabbare och kräver mindre mänskliga resurser.

Markkontroll och drönare används ofta av jordarbeten för att vägleda arbetsplatser mot större effektivitet och produktivitet.

Även om satellitnavigering ursprungligen användes för militära tillämpningar, har användningsfallen för dessa tekniker blivit större i nuvarande tid. Det inkluderar privata och offentliga sektorer inom flera marknadssegment, såsom bygg, vetenskap och mer.

De flesta av er kanske är bekanta med GPS. Det kan du mycket tid när du utforskar en obekant plats. GNSS är dock en mindre använd term.

I den här artikeln kommer jag att bekanta dig med GNSS och utforska skillnaderna mellan GPS och GNSS. Till slut kommer vi att diskutera vilket som är mer flexibelt, pålitligt och exakt för ditt användningsfall.

Nu kör vi!

Vad är GNSS?

GNSS står för Global Navigation Satellite System, där olika länder driver många satelliter. Detta görs för att ge signaler från rymden och sända tids- och positioneringsdata till GNSS-mottagarna på jorden. Mottagarna använder vidare dessa data för att bestämma din exakta position.

De multipla satelliterna som kretsar runt jorden är kända som konstellationer; därför hänvisar GNSS också till konstellationen av satelliter. Den kan användas inom transport, rymdstationer, järnväg, masstransit, väg, sjöfart, flyg, etc.

Navigering, positionering och timing är väsentliga inom landmäteri, nödberedskap, gruvdrift, precisionsjordbruk, finans, brottsbekämpning, vetenskaplig forskning, telekommunikation och mer. Prestandan hos GNSS kan förbättras med hjälp av regionala satellitbaserade förstärkningssystem, såsom European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS).

Exempel på GNSS: USA:s NAVSTAR GPS, Europas Galileo, Kinas BeiDou Navigation Satellite System och Rysslands Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS).

EGNOS hjälper till att förbättra tillförlitligheten och noggrannheten hos GPS-information genom att tillhandahålla data om signalernas integritet och korrigera signalmätningsfel. Tja, den faktiska prestandan bedöms genom fyra primära kriterier:

  • Noggrannhet: Det är skillnaden mellan den uppmätta hastigheten, tiden eller positionen och verklig hastighet, tid eller position.
  • Kontinuitet: Det anger om ett system fungerar utan avbrott eller inte.
  • Integritet: Förmågan hos ett system att erbjuda en tröskel för förtroende för positioneringsdata och larm är integritet i detta sammanhang.
  • Tillgänglighet: Procentandelen tid som en signal behöver för att uppfylla kriterierna för noggrannhet, kontinuitet och integritet är ”tillgänglighet” i detta sammanhang.

GNSS-teknik behöver minst fyra satelliter för att beräkna din position genom komplicerade trilaterationsberäkningar. Nuförtiden definierar tre segment satelliter i rymden.

Dessa anses vara viktiga delar av GNSS-teknik:

  • Rymdsegmentet: Rymdsegmentet definierar konstellationerna som kretsar mellan 20 000 och 37 000 km över jordens yta.
  • Kontrollsegment: Kontrollsegmentet är nätverket av datauppladdningsstationer, övervakningsstationer och masterkontrollstationer som finns runt om i världen.
  • Användarsegment: Användarsegmentet beskriver utrustningen som tar emot signaler från satelliten och matar ut en position baserat på satelliternas omloppsplats och tid.

Vad är GPS?

Global Positioning System (GPS) är ett radionavigeringssystem som används på luft, land och till sjöss för att bestämma den exakta platsen, hastigheten, tiden och mer oberoende av väderförhållandena.

GPS utvecklades först 1978 som en prototyp av det amerikanska försvarsdepartementet. Den blev helt operativ 1993 med en hel konstellation av 24 satelliter.

GPS ägs av USA:s regering och drivs av US Space Force. Med GPS gynnas inte bara militära tjänstemän utan även kommersiella eller civila användare över hela världen. Även om USA skapade och styr GPS:en är den tillgänglig för alla med en GPS-mottagare.

GPS är en typ av GNSS-teknik som tillhandahåller tids- och geolokaliseringsdata till GPS-mottagaren. Det kräver inte att någon användare överför data men fungerar flexibelt på vilken enhet som helst med en bra internetanslutning.

Inom tekniken är utvecklingen av nya koncept en primär prioritet för alla. Så de tekniska kraven på det befintliga systemet leder till att GPS:en moderniseras. Den implementerar nästa generations operativa kontrollsystem och GPS-block IIIA-satelliter.

GPS består av tre delar – satelliter, mottagare och markstationer. Låt oss gå igenom funktionerna för var och en:

  • Satelliter: Den fungerar som stjärnor i konstellationerna och sänder ut signaler.
  • Markstationer: Den använder radarn för att säkerställa att satelliterna är i den position vi tror att de är.
  • Mottagare: Det är en enhet du kan hitta i din telefon, bil, etc., som alltid söker signaler från satelliter. Dessutom avgör det hur långt du är från den plats du vill veta om.

GNSS vs GPS: Fungerar

Hur fungerar GNSS?

GNSS varierar i design och ålder, men operationen är densamma. Satelliten sänder två vågor i L-band, dvs L1 och L2. Dessa bärvågor sänder data från satelliten till jorden.

GNSS-mottagare består av två delar – en är en antenn och en annan är en processorenhet. Arbetsprincipen för båda enheterna är okomplicerad. Antennen tar emot signaler från satelliterna medan processorenheten känner av signalerna. Den behöver minst fyra satelliter för att samla in korrekt information för att bestämma positionen.

GNSS-satelliter kretsar runt jorden var 11:e timme, 58:e minut och 2:e sekund. Varje satellit kan sända kodade signaler som innehåller en stabil tidsstämpel och omloppsdetaljer. Signalerna innehåller information som en mottagare behöver för att beräkna satelliternas positioner och justera därefter för korrekt positionering.

Mottagaren beräknar tidsskillnaden mellan signalmottagningstiden och sändningen för att beräkna det exakta avståndet. Det ger resultat i form av höjd, longitud och latitud.

Hur fungerar GPS?

GPS fungerar genom en trilaterationsteknik som samlar in signaler från satelliter för att ge användaren utmatad platsinformation. Satelliter som kretsar runt jorden skickar signaler som ska läsas och tolkas av den GPS-läsbara enheten som är placerad nära eller på jordens yta.

GPS-enheten måste läsa signaler från minst fyra satelliter för en exakt position. Varje satellit kretsar runt jorden två gånger dagligen och skickar en unik signal, tid och omloppsparametrar.

Eftersom en GPS-enhet ger information om avståndet från satelliten, kommer en enskild satellit inte att kunna ge en exakt position.

Liksom GNSS-konstellationer inkluderar GPS också tre segment: rymd, kontroll och användare.

  • Rymdsegmentet: Rymdsegmentet består av 30+ satelliter i omloppsbana som drivs av den amerikanska rymdstyrkan. Dessa satelliter kan sända radiosignaler för att övervaka och kontrollera stationer på jorden.
  • Kontrollsegment: GPS-kontrollsegmentet inkluderar backup, flera monitorstationer, dedikerade markantenner och masterkontroll över hela världen. Detta säkerställer att GPS-satelliter fungerar bra och kretsar i rätt position.
  • Användarsegment: Användarsegmentet avser alla som förlitar sig på GPS-satelliter för att mäta position, navigering och tid.

GNSS vs GPS: Fördelar och begränsningar

Fördelar med GNSS

Nu känner vi till termen GNSS, som täcker tre eller flera satelliter från olika länder för att ge dig korrekt och korrekt information. Här är några av fördelarna med GNSS:

  • Alla globala navigationssystem är tillgängliga varje ögonblick. Om en inte arbetar på grund av atmosfäriska förhållanden kommer en annan att hjälpa till på samma sätt. Därför ger GNSS mer tillgänglighet och tillgång till signalerna till mottagarna.
  • Du kommer att få exakt timingdata som används vidare för att utveckla IoT-nätverk med hög precision.
  • Eftersom det är en konstellation av satelliter, förbättrar den navigeringslösningen och förbättrar TTFF, vilket betyder Time to First Fix.
  • Det sparar pengar och tid genom att leverera platsnoggrannhet till din enhet.
  • Du kommer att få oavbruten anslutning på alla platser, såsom stora skogar, grottor, tätbefolkade platser, etc.
  • GNSS-mottagare tar automatiskt bort den misslyckade satelliten från navigationslistan för att ge dig den bästa lösningen.

Begränsningar för GNSS

Följande är några begränsningar för GNSS:

  • Förstärkta system behövs varje gång du använder GNSS-system för att stödja precisionsmetoder.
  • Vertikal noggrannhet är mer än 10 meter.
  • Förstärkta system distribueras för att uppfylla kraven på tillgänglighet, noggrannhet, kontinuitet och integritet.
  • Det påverkar flygoperatörer, piloter, flygtrafiktjänster, tillsynspersonal m.m.
  • Säkerheten för navigering beror på databasernas noggrannhet.

Fördelar med GPS

  • Den är enkel att använda
  • Låg kostnad
  • 100% täckning av jorden
  • På grund av dess noggrannhet kan du spara bränsle
  • Du kan använda GPS-teknik för att hitta närliggande hotell, bensinstationer, butiker osv.
  • Det är lätt att integrera i dina enheter
  • Det ger dig det solida spårningssystemet

Begränsningar för GPS

  • GPS-chippet tömmer allt ditt batteri i din enhet.
  • Det tränger inte in i fasta väggar. Detta innebär att användare inte kan använda tekniken inomhus eller under vattnet.
  • Noggrannheten beror på satellitens signalkvalitet.
  • Positionen varierar när antalet satelliter är begränsat.
  • Under geomagnetiska stormar eller andra atmosfäriska förhållanden kommer du inte att kunna komma åt platsen.
  • Lantmäteriutrustningen behöver en klar himmel för att ta emot signaler.
  • Ibland kan felaktigheten visa dig ett annat ogiltigt sätt eller plats.

GNSS vs. GPS: Applikationer

Tillämpningar av GNSS

GNSS-tekniken utvecklades först på 1900-talet för att hjälpa militär personal. Med tiden hittar tekniken sin väg till många applikationer:

  • Under tillverkningen är bilar utrustade med GNSS som visar rörliga kartor, plats, riktning, hastighet, närliggande restauranger och mer.
  • Flygnavigeringssystem använder en rörlig kartvisning. Den är också ansluten till autopiloten för ruttnavigering.
  • Fartyg och båtar använder GNSS för att lokalisera hav, hav och sjöar. Det används också i båtar för självstyrande redskap.
  • Tung utrustning som används inom konstruktion, precisionsjordbruk, gruvdrift etc. använder GNSS-teknik för att styra maskiner.
  • Cyklister använder GNSS i touring och racing.
  • Klättrare, vanliga fotgängare och vandrare använder denna teknik för att veta sin position.
  • GNSS-teknik är också tillgänglig för synskadade.
  • Rymdfarkoster använder denna teknik som ett navigeringsverktyg.

Tillämpningar av GPS

GPS har många applikationer över hela världen. Låt oss ta reda på några av dem.

  • Flygindustrin använder GPS för att ge passagerare och piloter flygplanets position i realtid.
  • Marina industrier tillhandahåller exakta navigationsapplikationer till båtkaptener.
  • Jordbrukare använder GPS-mottagare på sin jordbruksutrustning.
  • Undersökande
  • Militär
  • Finansiella tjänster
  • Telekommunikation
  • Vägledning för tunga fordon
  • Sociala aktiviteter
  • Lokalisering av positioner
  • Närliggande platser
  • Söker skatt
  • Ensam reser

Och så vidare.

GNSS vs GPS: Skillnader

Vi känner alla till GPS som det bästa verktyget som hjälper dig att hitta vilken plats, restaurang, adress som helst med mera. Du kan till och med dela din nuvarande eller live plats med andra. Genom GPS kan vi komma åt platser, men under eventuella störningar i signalen kommer du inte att kunna komma åt plats eller information.

GNSS är en term med liknande funktioner som GPS men med mer flexibel och tillförlitlig åtkomst till platserna även vid störningar. Det inkluderar GPS, Baidu, Galileo, GLONASS och andra konstellationssystem. Det är därför det kallas International Multi-Constellation Satellite System. Du kan säga att GNSS använder flera GPS-satelliter från olika länder för att navigera på rätt plats.

Låt oss gräva djupare in i de viktigaste skillnaderna mellan teknologierna baserat på vissa aspekter.

KriterierGNSSGPSOrbital AltitudeDen kombinerar omloppshöjden för olika satelliter, såsom 19 100 km för GLONASS och 20 200 för GPS. GPS-satelliter flyger långt över jordens yta på en höjd av 20 200 km eller 10 900 nautiska mil med en exakthetstid på 12 timmar. Resultatet kommer du att få med precision på centimeter- eller millimeternivå. Den ger mindre exakt information eftersom den kan fluktuera på grund av atmosfäriska förhållanden, signalblockering etc. Den registrerar sin precision på 4,9 m till 16 fot. Ursprungsland GNSS-system inkluderar GPS från USA, GLONASS från Ryssland, Galileo från Europa och BeiDou från Kina Det är en typ av GNSS-system som utvecklades i USA. SatelliterDet har 31 satelliter från GPS, 24 från GLONASS, 26 från Galileo och 48 från BeiDouDen har 21 satelliter i orbitPeriod Perioden för olika navigationssystem är:
GLONASS: 11 timmar och 16 minuter
Galileo: 14 timmar och 5 minuter
BeiDou: 12 timmar och 38 minuter
NAVIC: 23 timmar och 56 minuterDen flyger i cirkulära omloppsbanor med en period av 12 timmar eller två gånger om dagen. StatusStatusen för varje navigationssystem skiljer sig, som t.ex. GLONASS är i drift, BeiDou har 22 operationssatelliter och mer. GPS:ens status är i drift SignalThe effektnivån för GNSS är 125 dBm och skiljer sig beroende på satelliterna från olika länder. Den är konstant till 125 dBm signalstyrka.

GNSS ger mer exakta data eftersom den kombinerar kommande information från olika satelliter i olika länder. Å andra sidan är GPS den specifika dataleverantören som kontrolleras och underhålls av den amerikanska regeringen.

Slutsats

GPS är en typ av GNSS som var det första globala satellitnavigationssystemet. I allmänhet används GPS ofta för att beskriva ett satellitnavigeringssystem. Båda är desamma när det gäller sin verksamhet men skiljer sig i sin arbetsstil.

GNSS och GPS används inom flera områden där du behöver exakt och kontinuerlig tillgänglig tid och positionsinformation, såsom transport, marin navigation, mobil kommunikation, jordbruk, friidrott och många fler.

Du kanske också är intresserad av att känna till den bästa programvaran för GPS-platsväxlare för iOS-enheter.