4.4. Жасанды серікке дейінгі қашықтықты өлшеу

73
4.4. Жасанды серікке дейінгі қашықтықты өлшеу 
Екінші саты - навигациялық серікке дейінгі қашықтықты 
өлшеу. ЖЖС-нен GPS –қабылдағышқа дейінгі қашықтық радио-
сигналдың өту уақытын өлшеу жолымен анықталады. Бұл үшін 
уақытты дəл өлшейтін таймер қажет. Мəселен, сағат 15-те сиг-
нал жібердік дейік. Бұл радиосигнал ғарыштан нысанға жет-
кенде, біз сигналдың екі түрін, біреуін қабылдағыштан, ал 
екіншісін ЖЖС-нен естиміз. Сигнал ЖЖС-нен аз да болса ке-
шігіңкіреп келеді, себебі ол əжептеуір қашықтықта орналасқан. 
Осы алынған аралық уақытты сəуленің таралу жылдамдығына 
көбейтсек, ЖЖС-ке дейінгі арақашықтық анықталады, яғни GPS 
жүйесі радиосигналдың берілу уақытының көмегімен серіктен 
қабылдағыш антеннасына дейінгі қашықтығын жəне өлшенген 
уақытпен сигналдың жүрген жолымен (қашықтығын) есептеледі.
Жерсеріктік позициялау кезінде ЖЖС мен қабылдағыш ара-
сындағы ара-қашықтық басты анықталатын параметр болып 
есептеледі. Бірнеше жер серігіне дейінгі арақашықтықты бір 
мезгілде анықтау, кеңістіктік сызықты қиылыстыру əдісі мен ба-
қылау пунктінің координаталарын есептеуге мүмкіндік береді. 
Бұл координаталар, өз кезегінде, бір мезгілде жұмыс істейтін 
жерсеріктік қабылдағыштар орнатылған пункттер арасындағы ко-
ординаталар айырымын, базистік сызық ұзындығын, азимуттық 
бағытты, сондай-ақ бірқатар басқа да көмекші параметрлерді 
анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін. Мысалы, қабылдағышты 
жылжымалы нысанға орнату кезінде, оның қозғалу жылдамдығы 
мен бағыты да анықталады.
Үшінші саты – абсолюттік нақты уақытты өлшеу. ЖЖС-нде 
дəлдігі өте жоғары атомдық сағаттар қондырылған, сол себептен 
де олар уақытты үлкен дəлдікпен Өлшем уақытының негізіне 
уақыт мезеттің фиксациясы, серіктен сигнал берілгенде жəне 
мезетінде, қабылдағыштың антеннасына келіп түскен сигнал да 
енеді. Содан кейін алынған мəнді 300 000 км/с жылдамдық 
қа 
көбейтеміз, серікке дейінгі қашықтықты аламыз. Солай жарық 
жылдамдығы өте үлкен болғандықтан, наносекундтық дəл-
діктен -0,000000001 секундқа дейін есептей алатын атомдық 
сағатты қолданамыз. Уақытты өлшегенде сигналдың серіктен 

74
шыққандағы дəл сол мезетін біліп, осылай олардың бір уақытта 
бірдей код  көрсету үшін қабылдағыш пен серік аппаратура-
сын синхрондаймыз. Осыдан кейін код қабылданса, тура сон-
дай кодтың қабылдағышта белгіленгенін анықтап білу керек. 
Осы уақыт мезеттерінің айырмашылығы сигналдың серіктен 
қабылдағышқа берілуін анықтаймыз.
Осы кодтаудың мүмкіншілігі өлшеуді кез келген уақытта 
жүргізуге болады. Уақыт аралығын дəл сол мезетте өлшеу қажет 
емес.
Төртінші саты – ЖЖС-нің орындарын анықтап отыру. Барлық 
GPS-қабылдағыштары аспандағы əрбір ЖЖС-ін секунд сай-
ын бақылап отырады, ол серіктерді табу күнтізбесі (календарь) 
бағдарламасына сай жүргізіледі. Мəселен, АҚШ Қорғаныс ми-
нистрлігі ЖЖС-нің кеңістіктегі орны мен жылдамдығын тұрақты 
бақылап отырады. 
ЖЖС орнын анықтағанда қателіктер де кетеді. Олардың 
негізгісі 30-100 м аралығындағы «шектеулі рұқсат етілген» қа-
телік. Келесі қателік, ЖЖС-нің дəл геометриялық орналаспауы 
жəне ионосфера мен атмосферада сигналдардың кешігуі. Бұл 
жағдайда қателіктердің əсерін азайту жəне жиналған дерек-
тер дің дəлдігін арттыру үшін дифференциялық коррекция əдісі 
қолданылады. Дифференциялық коррекция əдісін пайдалана 
отырып, нысана орнын сантимертлік дəлдікпен анықтайды. Бұл 
əдісте қабылдағыш координаталары белгілі базалық станса-
да тұрады, ал екінші қабылдағыш бір нүктеден екіншіге жыл-
жып отырады. Базалық қабылдағыштық координаталары белгі-
лі болғандықтан, ол ЖЖС-нің координаталарын анықтап, оны 
жылжымалы қабылдағышқа жібереді. Осы анықталған деректі 
дифференциялық коррекция деп атайды.
GPS жүйесінде ғарыш аппараттары мен қабылдағыштары 
күрделі сандық кодтарды келесі тəртіппен жүргізеді.
Кодтардың күрделілігі салыстыруды жеңілдетеді, əрі салыс-
тыру кезіндегі біркелкілікті жоюға көмектеседі. Бұл кодтар 
соншалықты күрделі, сырт көзге импульстердің ұзын тіз 
бегі 
ретінде көрінеді. Олар өздері əрбір миллисекунд сайын бір-
келкілікті нақты таңдауды айқындайды.
Сонымен, ЖРНЖ-тың функциясына мыналар кіреді:

75
- серікке дейінгі қашықтық радиосигналдың серіктен GPS 
қа былдағыш антеннасына берілу уақытын өлшеу арқылы анық-
талады;
- ғарыш аппараттары мен қабылдағыштар бірдей кездейсоқ 
кодтарды дəл уақыт мезетінде көрсетеді;
- сигналдың серікке берілу уақыты қабылданған кодтың 
кі діруінен жəне сондай кодтың қабылдағышта құралғанын 
анықтайды.
4.5. GPS серіктері орбиталарының сипаттамасы
ЖСРНЖ жұмыстары жарық жылдамдымен байланысты бол-
ғандықтан, қабылдағыш пен ғарыш аппараттарын дəл синхрон-
дау қажет, яғни атомдық сағатты жер беті аппараты мен GPS 
қабылдағыштарына да орнату керек. Əлбетте, мұның барлығы 
аппараттардың қымбаттауына əкеледі.
Төртінші жасанды серікке дейінгі қашықтықты қосымша 
өлшеу синхрондауды қажет етпейді.
Егер нүктенің үшөлшемді кеңістіктегі орнын дəл анықтау 
үшін үшсызықтық өлшеулерді жүргізу керек болса, онда төр-
тінші өлшеу қателіктерді жіберуге жол бермейтіндігіне триан-
гуляциялық құрылымдар көз жеткізеді.
Өлшеулер уақытша қателермен орындалса, физикалық тұрғыда 
бір нүктеде түйіспейді, себебі қиылысу нүктесінің орнында бет-
те үшбұрыш қалыптасады. Өлшеу уақытының бар шешімдеріне 
кейбір фиксирленген мəндерді компьютер өзі қосады. Алыс 
серіктерден құралған шеңбердің бір нүктеде қиылысқанша мəн-
дер таңдалады. Түзетпені таңдау үшін алгебраның 4 теңдеуді 
4 белгісізбен шешу (үш координат пен уақытша түзетпе) қол-
данылады. Сол себепті GPS қабылдағыш компьютері сағат 
қателігін тез есептеп шығарады. GPS қабылдағыштың кіші-
рей тілген компьютерлері бағдарланғаны соншалықты, бір нүк-
теде кездеспеген өлшеудің сериялы шешімдері табылғанда, 
қабылдағыштың ішкі сағатында қателер бар екендігі жайлы бол-
жам жасайды жəне уақытша түзетулерді шешу мəселесімен айна-
лысады. 
Осылайша дəл үшнегізді өлшеуге төрт ЖЖС қажет. Бұл дəл 
позициялауды үшнегізді кеңістікте жүргізуге болады жəне сағат