1957 жылдың 4 қазаны Америка Құрама Штаттары үшін маңызды ынталандыру болды - КСРО -да Жердің бірінші жасанды жер серігі ұшырылғаннан кейін американдық инженерлер ғарышты навигациялық қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін бейімдеу туралы шешім қабылдады (Янкилердің практикалық сипаттамасымен). Джонс Хопкинс университетінің қолданбалы физика зертханасында (APL) әріптестер В. Г. Гайер мен Дж. В. Фиффенбах кеңестік Sputnik 1 радиосигналын зерттеді және өтіп бара жатқан спутник шығаратын сигналдың Доплер жиілігінің қатты ауысуына назар аударды. Ғарыштағы тұңғышымыз жақындаған кезде, сигнал жиілігі жоғарылайды, ал біреуі төмендеген жиілік радио сигналдарын шығарады. Зерттеушілер өтіп бара жатқан объектінің орбитасының параметрлерін оның радиосигналынан бір өту кезінде анықтауға арналған компьютерлік бағдарламаны әзірлей алды. Әрине, керісінше принцип те мүмкін - жердегі радио қабылдағыштың белгісіз координаттарының сол жиілік ауысуын қолдана отырып, орбитаның белгілі параметрлерін есептеу. Бұл идея APL қызметкері Ф. Т. Макклуре келді және ол зертхана директоры Ричард Кершнермен бірге Transit деп аталатын жобада жұмыс істеу үшін зерттеушілер тобын біріктірді.
Ричард Кершнер (сол жақта) - Американдық жаһандық позициялау жүйесінің негізін қалаушылардың бірі. Дерек көзі: gpsworld.com
«Джордж Вашингтон» ядролық сүңгуір қайығы - Транзиттік жүйенің бірінші қолданушысы. Ақпарат көзі: zonwar.ru
Транзиттік шоқжұлдыздың операциялық орбиталары. Дерек көзі: gpsworld.com
Негізгі тапсырыс беруші АҚШ теңіз флоты болды, оған Polaris зымырандарымен жабдықталған жаңа сүңгуір қайықтар үшін дәл навигациялық құралдар қажет болды. «Джордж Вашингтон» сияқты суасты қайықтарының орналасқан жерін дәл анықтау қажеттілігі сол кездегі жаңалық үшін - мұхиттың кез келген жерінен ядролық оқтұмсықтары бар зымырандарды ұшыру үшін өте қажет болды.
Су асты қайықтарына арналған транзиттік қабылдағыш қондырғы. Дереккөз: timeandnavigation.si.edu
1958 жылға қарай американдықтар Транзит серігінің алғашқы тәжірибелік прототипін ұсына алды, ал 1959 жылы 17 қыркүйекте ол ғарышқа жіберілді. Жердегі инфрақұрылым да құрылды - ұшыру сәтінде пайдаланушының навигациялық жабдықтарының кешені, сондай -ақ жерді бақылау станциялары дайын болды.
Хопкинс университетінің инженерлері транзиттік ғарыш кемесін құрастырады және сынайды. Дереккөз: timeandnavigation.si.edu
Американдықтар спутниктік навигация жобасында толық жану режимінде жұмыс жасады: 1959 жылға қарай олар транзит спутниктерінің бес түрін жасады, олар кейінірек ұшырылды және сыналды. Жұмыс режимінде американдық навигация 1963 жылдың желтоқсанында жұмыс істей бастады, яғни бес жылға жетпейтін уақыт ішінде жақсы дәлдікпен жұмыс істейтін жүйені құру мүмкін болды-стационарлық объект үшін орташа квадраттық қате (RMS). 60 м болды.
Спутниктік транзит 5А 1970 моделі. Дереккөз: timeandnavigation.si.edu
1987 жылы Египет шөлінде Смитсон геологы Тед Максвелл қолданған көлікке орнатылған транзиттік қабылдағыш. Зерттеушінің жұмыс жылқысы … болып шықты.
… кеңестік «Нива»! Дереккөз: gpsworld.com [/center]
Жер бетінде қозғалатын сүңгуір қайықтың координаттарын анықтау қиынырақ болды: егер сіз 0,5 км / сағ жылдамдықпен қате жасасаңыз, онда RMS 500 м -ге дейін артады, сондықтан спутникке жүгінген жөн. кеменің стационарлық жағдайында көмек, бұл қайтадан оңай болмады. Төмен орбиталық (1100 км биіктіктегі) транзит 64-ші жылдың ортасында АҚШ Әскери-теңіз күштерімен төрт спутниктің бір бөлігі ретінде қабылданды, бұл орбиталық топтаманы жеті көлікке дейін арттырды, ал 67-ден бастап навигация қарапайым адамдар үшін қол жетімді болды. Қазіргі уақытта ионосфераны зерттеу үшін Транзит спутниктік шоқжұлдызы қолданылады. Әлемдегі бірінші спутниктік навигациялық жүйенің кемшіліктері жердегі пайдаланушының орналасу биіктігін, бақылаудың едәуір ұзақтығын және объектінің орналасуының дәлдігін анықтау мүмкін еместігі болды, нәтижесінде олар жеткіліксіз болды. Мұның бәрі АҚШ ғарыш саласында жаңа ізденістерге әкелді.
Ғарыш аппараттарының уақыты. Дереккөз: timeandnavigation.si.edu
Екінші спутниктік навигация жүйесі - Роджер Истон басқаратын Әскери -теңіз зертханасының (NRL) Timation болды. Жоба шеңберінде жердегі тұтынушыларға уақыт сигналдарын таратуға және олардың орналасқан жерін дәл анықтауға арналған ультра дәл сағаттармен жабдықталған екі спутник құрастырылды.
Рубидиум сағатымен жабдықталған эксперименттік спутниктік Timation NTS-3. Дерек көзі: gpsworld.com
Уақыт бойынша болашақ GPS жүйелерінің негізгі принципі тұжырымдалды: спутникте таратушы жұмыс істеді, ол кодты сигнал шығарды, ол жердегі абонентті тіркеді және оның өтуінің кідірісін өлшеді. Орбитадағы спутниктің нақты орнын біле отырып, жабдық оған дейінгі қашықтықты оңай есептеді және осы мәліметтерге сүйене отырып, өзінің координаттарын анықтады (эфемерис). Әрине, бұл үшін кемінде үш, ал жақсырақ төрт спутник қажет. Алғашқы уақыттар ғарышқа 1967 жылы шықты және басында кварц сағаттарын, кейіннен ультра дәл атомдық сағаттарды - рубидий мен цезийді алып жүрді.
Америка Құрама Штаттарының Әскери -әуе күштері Әскери -теңіз күштерінен тәуелсіз, әуе күштері 621B деп аталатын өзінің жаһандық орналасу жүйесінде жұмыс істеді. Үшөлшемділік осы техниканың маңызды жаңалығына айналды-енді объектінің ендік, бойлық және көптен күткен биіктігін анықтауға болады. Спутниктік сигналдар жалған кездейсоқ шу тәрізді сигналға негізделген жаңа кодтау принципі бойынша бөлінді. Жалған кездейсоқ код сигналдың шу иммунитетін арттырады және кіруді шектеу мәселесін шешеді. Навигациялық қондырғылардың азаматтық пайдаланушылары кез келген уақытта жердегі басқару орталығынан өзгертуге болатын ашық бастапқы кодқа қол жеткізе алады. Бұл жағдайда барлық «бейбіт» жабдықтар елеулі қатемен өзінің координаттарын анықтай отырып, істен шығады. Әскери құлыпталған кодтар өзгеріссіз қалады.
Сынақтар 1972 жылы Нью -Мексико полигонында басталды, спутниктердің симуляторы ретінде әуе шарлары мен ұшақтардағы таратқыштар. «612В жүйесі» бірнеше метрлік орналасудың керемет дәлдігін көрсетті және дәл сол кезде 16 жер серігі бар орташа орбиталық жаһандық навигация жүйесі туралы тұжырымдама пайда болды. Бұл нұсқада төрт спутниктен тұратын кластер (дәл навигация үшін қажет) бүкіл құрлықты тәулік бойы қамтуды қамтамасыз етті. Бірнеше жыл бойы «System 612B» эксперименттік дәрежеде болды және Пентагонға аса қызығушылық танытпады. Сонымен қатар, Америка Құрама Штаттарындағы бірнеше кеңселер «ыстық» навигация тақырыбы бойынша жұмыс істеді: қолданбалы физика зертханасы транзитті өзгерту бойынша жұмыс істеді, теңіз флоты уақытты «аяқтады», тіпті құрлық әскерлері өз ұсыныстарын ұсынды. SECOR (Диапазонның тізбектік корреляциясы, диапазондарды тізбектей есептеу). Бұл қорғаныс министрлігін алаңдатпай қоймады, өйткені ол әскерлердің әр түрінде бірегей навигациялық форматтарға тап болу қаупі бар еді. Белгілі бір сәтте американдық жауынгерлердің бірі үстелге қолын тигізді және GPS пайда болды. 70 -ші жылдардың ортасында АҚШ Қорғаныс министрлігінің қамқорлығымен NAVSEG (Navigation Satellite Executive Group) деп аталатын үшжақты бірлескен комитет құрылды, ол болашақ жүйенің маңызды параметрлерін - спутниктердің санын, олардың биіктігін, сигналын анықтады. кодтар мен модуляция әдістері. Шығындар көрсеткішіне келгенде, олар бірден екі нұсқаны - әскери және коммерциялық позицияның дәлдігінде алдын ала анықталған қатені құруға шешім қабылдады. Әскери-әуе күштері бұл бағдарламада жетекші рөл атқарды, өйткені оның әуе күштері 621B болашақ навигациялық жүйенің ең күрделі моделі болды, оның негізінде GPS іс жүзінде өзгермейтін жалған кездейсоқ шу технологиясын алды. Сигналды синхрондау жүйесі Timtation жобасынан алынды, бірақ орбита 20 мың километрге дейін көтерілді, бұл оның алдындағы 8 сағаттың орнына 12 сағаттық орбиталық кезеңді қамтамасыз етті. Тәжірибелі спутник ғарышқа 1978 жылы ұшырылды және әдеттегідей, барлық қажетті жерүсті инфрақұрылымы алдын ала дайындалған - қабылдаушы жабдықтың жеті түрі ғана ойлап табылған. 1995 жылы GPS толық көлемде орналастырылды - 30 -ға жуық спутник тұрақты түрде орбитада, жұмыс істеуге жеткілікті 24 болғанына қарамастан. Жерсеріктерге арналған орбиталық ұшақтарға көлбеуі 55, бөлінген.0… Қазіргі уақытта GPS -геодезиялық қосымшалар тұтынушының позициясын бір миллиметрден төмен дәлдікпен анықтауға мүмкіндік береді! 1996 жылдан бастап 2N Block спутниктері пайда болды, олар AutoNav автономды навигациялық жүйесімен жабдықталған, ол жердегі басқару станциясы кемінде 180 күн бойы орбитада жұмыс істеуге мүмкіндік береді.
1980 -ші жылдардың аяғына дейін GPS -тің жауынгерлік қолданылуы бірен -саран және шамалы болды: Парсы шығанағындағы мина алаңдарының координаттарын анықтау және Панамаға шабуыл кезінде карталардағы кемшіліктерді жою. Өрттің толық шомылдыру рәсімі Парсы шығанағында 1990-1991 жылдары шөлді дауыл кезінде болды. Әскерлер құмды дауыл жағдайында тәуліктің кез келген уақытында артиллериялық атысты жоғары дәлдікпен жүргізуге болатын, қолайлы жерлерді табу қиын шөлді аймақта белсенді маневр жасай алды. Кейінірек, GPS 1993 жылы Сомалидегі бітімгершілік операциясында, 1994 жылы Гаитиге американдық десантта және, ақырында, 21 ғасырдағы Ауғанстан мен Ирак жорықтарында пайдалы болды.
