OPIS SYSTEMU

Historia systemu GPS

W 1957r. naukowcy z John Hopkins University w Baltimore, USA, korzystając z sygnałów radiowych nadawanych przez radzieckiego  satelitę  Sputnik I,  wykazali  możliwość  wykorzystania  do  nawigacji  sztucznych  satelitów  Ziemi. Badania jakie wtedy przeprowadzono są  uważane za początek nawigacji satelitarnej.

Pierwszym skutecznym, ogólnie dostępnym systemem nawigacji satelitarnej był powstały na przełomie lat pięćdziesiątych i sześćdziesiątych dwudziestego wieku amerykański system Transit - SATNAV opracowany na potrzeby marynarki wojennej USA. W 1964r. została ogłoszona jego zdolność operacyjna, a w 1967r. system ten udostępniono także do celów cywilnych. Podstawę systemu Transit stanowiło sześć okrążających Ziemie satelitów nadających sygnały na częstotliwościach 150 MHz i 400 Mhz. Do określenia pozycji wykorzystywany był efekt Dopplera. Aby efekt ten uwidaczniał się wyraźnie, satelity umieszczono na niskich orbitach
w odległości 1100 km od powierzchni Ziemi. Niewielka liczba satelitów nie zapewniała pokrycia całego obszaru Ziemi.

W tym okresie w Związku Radzieckim został zbudowany odpowiednik systemu Transit czyli system Cykada.

Systemy te wykorzystano do zebrania doświadczeń w zakresie nawigacji satelitarnej. Ich ciągłe dzielenie okazało się dużym sukcesem i wielu użytkowników poznało korzyści i wady nawigacji satelitarnej. Na bazie tych doświadczeń w USA podjęto rożne projekty badawcze nad nowymi układami nawigacji satelitarnej miedzy innymi były to programy TIMATION Marynarki Wojennej USA w 1968r. i program 621 B Wojsk Powietrznych USA w 1968r.

W 1973r. wysiłki te skoncentrowano, rozpoczynając koordynowany przez Ministerstwo Obrony USA projekt DNSS (Defense Navigation Satelite System). Dnia 1 lipca 1973r. powołane zostało Połączone Biuro Programu JPO (Joint Program Office). W grudniu 1973r. rozpoczęto pierwsza fazę projektu, którego wynikiem okazał się system GPS - NAVSTAR. W projekcie tym brały udział wszystkie rodzaje wojsk USA (armia lądowa, marynarka wojenna, lotnictwo), a także służba kartograficzna DMA (Defense Mapping Agency) oraz prywatne firmy i ośrodki badawcze.

Od początku lat osiemdziesiątych system GPS był stopniowo udostępniany autoryzowanym użytkownikom wojskowym w wersji PPS (Precision Positioning Service) z błędem wyznaczania pozycji poziomej wynoszącym mniej niż 10m. Gdy system wykazał swoją efektywność, a wymiary i ceny odbiorników zmalały do akceptowalnych wartości (cena pierwszych odbiorników wynosiła ok. 125 tys. USD), użytkownicy cywilni zaczęli domagać się dostępu do systemu. Uruchomiono wiec wersję  SPS (Standard Positioning Service)
z tzw. Ograniczonym dostępem S/A (Selected Availability), w której błąd wyznaczania pozycji wynosił 500m. Ze względu na dalszy wzrost zainteresowania systemem GPS, dokładność wersji SPS z ograniczonym dostępem S/A poprawiono, zmniejszając błąd wyznaczania pozycji do 100m.

Rozwój urządzeń elektronicznych sprawił, ze producentom sprzętu udało się udoskonalić odbiorniki cywilne tak, iż dokładność ich działania osiągała poziom deklarowanej dokładności wersji PPS. Aby ominąć stosowane w wersji PPS szyfrowanie sygnałów uniemożliwiające ogółowi użytkowników korzystanie
z wysokich dokładności systemu, opracowano koncepcje wersji różnicowej DGPS (Differential GPS) w której eliminowane są niektóre rodzaje błędów i celowo wprowadzane zakłócenia S/A.

Po wprowadzeniu na orbity i uruchomieniu wszystkich planowanych satelitów systemu, dnia 27.04.1995r. oficjalnie ogłoszono system GPS w pełni operacyjnym, to znaczy spełniającym wymagania podane
w oficjalnych specyfikacjach systemu.  

Pierwsze satelity GPS

Jeden z pierwszych satelitów

Pierwotne pokrycie satelitami GPS