Oktubre 4, 1957 ay naging isang mahalagang insentibo para sa Estados Unidos - pagkatapos ng paglunsad ng unang artipisyal na satellite ng Earth sa USSR, nagpasya ang mga inhinyero ng Amerika na iakma ang puwang upang matupad ang mga pangangailangan sa pag-navigate (na may katangian ng pagiging praktiko ng mga Yankee). Sa Applied Physics Laboratory (APL) ng Johns Hopkins University, pinag-aralan ng mga katuwang na sina WG Guyer at J. C. Wiffenbach ang signal ng radyo mula sa Soviet Sputnik 1 at iginuhit ang pansin sa malakas na Doppler frequency shift ng signal na inilabas ng isang dumadaan na satellite. Nang lumapit ang aming panganay sa kalawakan, tumaas ang dalas ng signal, at ang pag-urong ay nagpapalabas ng mga signal ng radyo na bumababa ng dalas. Nagawa ng mga mananaliksik na bumuo ng isang programa sa computer upang matukoy ang mga parameter ng orbit ng isang dumadaan na bagay mula sa signal ng radyo nito sa isang pass. Naturally, posible rin ang kabaligtaran na prinsipyo - ang pagkalkula ng mga kilalang parameter ng orbit gamit ang parehong shift ng dalas ng hindi kilalang mga coordinate ng ground radio receiver. Ang ideyang ito ay dumating sa pinuno ng empleyado ng APL na si F. T. McClure at siya, kasama ang direktor ng laboratoryo, si Richard Kershner, ay pinagsama ang isang pangkat ng mga mananaliksik upang magtrabaho sa isang proyekto na tinatawag na Transit.
Si Richard Kershner (kaliwa) ay isa sa mga nagtatag na ama ng American Global Positioning System. Pinagmulan: gpsworld.com
Ang nuclear submarine na "George Washington" ay ang unang gumagamit ng Transit system. Pinagmulan: zonwar.ru
Mga orbit na pagpapatakbo ng konstelasyon ng Transit. Pinagmulan: gpsworld.com
Ang pangunahing customer ay ang US Navy, na nangangailangan ng mga tool sa pag-navigate sa katumpakan para sa mga bagong submarino na nilagyan ng mga misil ng Polaris. Ang pangangailangan upang tumpak na matukoy ang lokasyon ng mga submarino tulad ng "George Washington" ay lubhang kinakailangan para sa bagong bagay - ang paglulunsad ng mga misil na may mga nukleyar na warhead mula sa kahit saan sa mga karagatan.
Transit na tumatanggap ng kagamitan para sa mga submarino. Pinagmulan: timeandnavigation.si.edu
Noong 1958, naipakita ng mga Amerikano ang unang pang-eksperimentong prototype ng Transit satellite, at noong Setyembre 17, 1959, ipinadala ito sa kalawakan. Ang lupa na imprastraktura ay nilikha din - sa oras ng paglulunsad, ang kumplikado ng kagamitan sa pag-navigate ng gumagamit, pati na rin ang mga istasyon ng pagsubaybay sa lupa ay handa na.
Ang mga inhinyero ng Hopkins University ay nagtitipon at sumusubok sa Transit spacecraft. Pinagmulan: timeandnavigation.si.edu
Ang mga Amerikano ay nagtrabaho sa isang proyekto sa pag-navigate sa satellite sa buong mode na afterburner: pagsapit ng 1959, nakagawa sila ng hanggang limang uri ng mga satellite ng Transit, na kalaunan ay inilunsad at nasubukan ang lahat. Sa operating mode, nagsimulang mag-navigate ang Amerikano noong Disyembre 1963, iyon ay, mas mababa sa limang taon, posible na lumikha ng isang magagawa na system na may mahusay na kawastuhan para sa oras nito - ang root-mean-square error (RMS) para sa isang nakatigil na bagay ay 60 m.
Modelong Satellite Transit 5A 1970. Pinagmulan: timeandnavigation.si.edu
Isang tagatanggap ng Transit ang naka-install sa isang kotse na ginamit ng Smithsonian geologist na si Ted Maxwell sa disyerto ng Egypt noong 1987. Ang workhorse ng mananaliksik ay naging …
… ang Soviet "Niva"! Pinagmulan: gpsworld.com [/center]
Ang pagtukoy ng mga coordinate ng isang submarino na lumilipat sa ibabaw ay mas may problema: kung nagkamali ka sa halaga ng bilis ng 0.5 km / h, kung gayon ang RMS ay tataas sa 500 m. Samakatuwid, mas kapaki-pakinabang na lumingon sa satellite para sa tulong sa isang nakatigil na posisyon ng daluyan, na muli ay hindi madali. Ang low-orbit (1100 km altitude) Transit ay pinagtibay ng US Navy sa kalagitnaan ng 64, bilang bahagi ng apat na satellite, na karagdagang pagtaas ng orbital grouping sa pitong sasakyan, at mula 67, ang pag-navigate ay magagamit sa mga mortal lamang. Sa ngayon, ang Transit satellite konstelasyon ay ginagamit upang pag-aralan ang ionosfer. Ang mga kawalan ng unang sistema ng nabigasyon ng satellite sa mundo ay ang kawalan ng kakayahan upang matukoy ang taas ng posisyon ng ground user, ang haba ng tagal ng pagmamasid at ang kawastuhan ng pagpoposisyon ng bagay, na sa kalaunan ay naging hindi sapat. Ang lahat ng ito ay humantong sa mga bagong paghahanap sa industriya ng kalawakan sa US.
Oras ng Spacecraft. Pinagmulan: timeandnavigation.si.edu
Ang pangalawang sistema ng nabigasyon ng satellite ay ang Timation mula sa Naval Research Laboratory (NRL), na pinamamahalaan ni Roger Easton. Sa loob ng balangkas ng proyekto, ang dalawang mga satellite ay binuo, na nilagyan ng mga ultra-tumpak na orasan para sa mga signal ng oras ng pagsasahimpapawid sa mga consumer sa terrestrial at tumpak na pagtukoy ng kanilang sariling lokasyon.
Pang-eksperimentong satellite Timation NTS-3, nilagyan ng rubidium na orasan. Pinagmulan: gpsworld.com
Sa Timation, ang pangunahing prinsipyo ng mga hinaharap na mga sistema ng GPS ay nabalangkas: isang transmiter ay tumatakbo sa satellite, naglalabas ng isang naka-code na signal, na naitala ang subscriber ng lupa at sinukat ang pagkaantala ng daanan nito. Alam ang eksaktong lokasyon ng satellite sa orbit, madaling kinakalkula ng kagamitan ang distansya dito at, batay sa data na ito, natutukoy ang sarili nitong mga coordinate (ephemeris). Siyempre, nangangailangan ito ng hindi bababa sa tatlong mga satellite, at mas mabuti sa apat. Ang mga unang Orasyon ay napunta sa kalawakan noong 1967 at dinala ang mga quartz na orasan sa simula, at kalaunan ay sobrang tumpak na mga atomic na orasan - rubidium at cesium.
Ang United States Air Force ay nagpapatakbo nang nakapag-iisa ng Navy sa sarili nitong pandaigdigang sistema ng pagpoposisyon na tinatawag na Air Force 621B. Ang three-dimensionality ay naging isang mahalagang pagbabago ng diskarteng ito - ngayon posible na matukoy ang latitude, longitude at pinakahihintay na taas ng isang bagay. Ang mga signal ng satellite ay pinaghiwalay ayon sa isang bagong prinsipyo sa pag-coding batay sa isang pseudo-random na signal na tulad ng ingay. Ang pseudo-random na code ay nagdaragdag ng kaligtasan sa ingay ng signal at nalulutas ang isyu ng paghihigpit sa pag-access. Ang mga gumagamit ng sibilyan ng kagamitan sa pag-navigate ay may access lamang upang buksan ang source code, na maaaring mabago mula sa ground control center sa anumang oras. Sa kasong ito, mabibigo ang lahat ng "payapang" kagamitan, na tumutukoy sa sarili nitong mga coordinate na may isang makabuluhang error. Ang mga naka-lock na code ng militar ay mananatiling hindi nagbabago.
Nagsimula ang mga pagsusulit noong 1972 sa isang lugar ng pagsubok sa New Mexico, gamit ang mga transmiter sa mga lobo at eroplano bilang simulator ng mga satellite. Ipinakita ng "System 612B" ang katumpakan ng pagpoposisyon ng maraming metro at sa panahong iyon ipinanganak ang konsepto ng isang medium-orbit na pandaigdigan na sistema ng pag-navigate na may 16 na mga satellite. Sa bersyon na ito, isang kumpol ng apat na mga satellite (ang bilang na ito ay kinakailangan para sa tumpak na pag-navigate) na ibinigay 24-oras na saklaw ng buong kontinente. Sa loob ng ilang taon, ang "System 612B" ay nasa pang-eksperimentong ranggo at hindi partikular na interesado sa Pentagon. Kasabay nito, maraming tanggapan sa Estados Unidos ang nagtatrabaho sa isang "mainit" na paksang nabigasyon: ang Applied Physics Laboratory ay nagtatrabaho sa isang pagbabago ng Transit, ang Navy ay "tinatapos" ang Oras, at kahit na ang mga pwersa sa lupa ay nag-alok ng kanilang sariling SECOR (Sequential Korelasyon ng Saklaw, sunud-sunod na pagkalkula ng mga saklaw). Hindi nito maaaring magalala ang Ministry of Defense, na nasa peligro na harapin ang mga natatanging format ng pag-navigate sa bawat uri ng tropa. Sa isang tiyak na sandali, ang isa sa mga mandirigmang Amerikano ay hinampas ang kanyang kamay sa mesa at ipinanganak ang isang GPS, na isinasama ang lahat ng pinakamahusay sa mga hinalinhan nito. Noong kalagitnaan ng dekada 70, sa ilalim ng pangangasiwa ng Kagawaran ng Depensa ng US, isang tripartite joint committee na tinawag na NAVSEG (Navigation Satellite Executive Group) ay nilikha, na tinukoy ang mahahalagang mga parameter ng hinaharap na sistema - ang bilang ng mga satellite, kanilang taas, signal mga code at pamamaraan ng modulasyon. Nang dumating sila sa halaga ng gastos, nagpasya silang agad na lumikha ng dalawang pagpipilian - militar at komersyal na may paunang natukoy na error sa katumpakan ng pagpoposisyon. Ang Air Force ay gampanan ang pangunahing papel sa program na ito, dahil ang Air Force 621B na ito ay ang pinaka sopistikadong modelo ng hinaharap na sistema ng pag-navigate, kung saan humiram ang GPS ng praktikal na hindi nabago na pseudo-random na teknolohiya sa ingay. Ang sistema ng pag-synchronize ng signal ay kinuha mula sa proyekto ng Timtation, ngunit ang orbit ay itinaas sa 20 libong kilometro, na nagbigay ng 12 oras na orbital na panahon sa halip na ang 8-oras na isa sa hinalinhan nito. Ang isang bihasang satellite ay inilunsad sa kalawakan noong 1978 at, tulad ng dati, ang lahat ng kinakailangang imprastraktura sa lupa ay inihanda nang maaga - pitong uri lamang ng mga tumatanggap na kagamitan ang naimbento. Noong 1995, ang GPS ay na-deploy nang buo - mga 30 satellite ang patuloy na nasa orbit, sa kabila ng katotohanang para sa pagpapatakbo may sapat na 24. Ang mga eroplano ng orbital para sa mga satellite ay inilalaan anim, na may isang hilig na 550… Sa ngayon, pinapayagan ka ng mga application ng pagsisiyasat ng GPS na matukoy ang posisyon ng mamimili na may katumpakan na mas mababa sa isang millimeter! Mula noong 1996, lumitaw ang mga satellite ng Block 2R, nilagyan ng AutoNav autonomous navigation system, na nagpapahintulot sa sasakyan na gumana sa orbit kapag ang ground control station ay nawasak nang hindi bababa sa 180 araw.
Hanggang sa huling bahagi ng 1980s, ang paggamit ng labanan ng GPS ay sporadic at hindi gaanong mahalaga: pagtukoy ng mga koordinasyon ng mga minefield sa Persian Gulf at tinanggal ang mga pagkukulang sa mga mapa sa panahon ng pagsalakay sa Panama. Isang ganap na bautismo ng apoy ang nangyari sa Persian Gulf noong 1990-1991 sa panahon ng Desert Storm. Ang mga tropa ay nagawang aktibong maneuver sa isang disyerto na lugar, kung saan mahirap makahanap ng mga katanggap-tanggap na mga palatandaan, pati na rin magsagawa ng apoy ng artilerya na may mataas na kawastuhan sa anumang oras ng araw sa mga kondisyon ng mga sandstorm. Nang maglaon, napatunayan na kapaki-pakinabang ang GPS sa operasyon ng peacekeeping sa Somalia noong 1993, sa American landing sa Haiti noong 1994, at, sa wakas, sa mga kampanya ng Afghanistan at Iraqi ng ika-21 siglo.
