4 tetor 1957 u bë një nxitje e rëndësishme për Shtetet e Bashkuara - pas lëshimit të satelitit të parë artificial të Tokës në BRSS, inxhinierët amerikanë vendosën të përshtatnin hapësirën për të përmbushur nevojat e lundrimit (me karakteristikën praktike të Yankees). Në Laboratorin e Fizikës së Aplikuar (APL) të Universitetit Johns Hopkins, bashkëpunëtorët WG Guyer dhe J. C. Wiffenbach studiuan sinjalin e radios nga Sputnik 1 sovjetik dhe tërhoqën vëmendjen në zhvendosjen e fortë të frekuencës Doppler të sinjalit të lëshuar nga një satelit që kalonte. Kur të parëlindurit tanë në hapësirë u afruan, frekuenca e sinjalit u rrit, dhe ai që tërhiqej lëshoi sinjale radio me frekuencë në rënie. Studiuesit arritën të zhvillojnë një program kompjuterik për të përcaktuar parametrat e orbitës së një objekti kalues nga sinjali i tij i radios në një kalim. Natyrisht, parimi i kundërt është gjithashtu i mundur - llogaritja e parametrave tashmë të njohur të orbitës duke përdorur të njëjtën zhvendosje frekuence të koordinatave të panjohura të marrësit të radios tokësore. Kjo ide erdhi në kokën e punonjësit të APL F. T. McClure dhe ai, së bashku me drejtorin e laboratorit, Richard Kershner, bashkuan një grup studiuesish për të punuar në një projekt të quajtur Transit.
Richard Kershner (majtas) është një nga etërit themelues të Sistemit Amerikan të Pozicionimit Global. Burimi: gpsworld.com
Nëndetësja bërthamore "George Washington" është përdoruesi i parë i sistemit Transit. Burimi: zonwar.ru
Orbitat operacionale të plejadës Transit. Burimi: gpsworld.com
Klienti kryesor ishte Marina Amerikane, e cila kishte nevojë për mjete navigimi të sakta për nëndetëset e reja të pajisura me raketa Polaris. Nevoja për të përcaktuar me saktësi vendndodhjen e nëndetëseve të tilla si "George Washington" ishte jashtëzakonisht e nevojshme për risinë e atëhershme - lëshimin e raketave me koka bërthamore nga kudo në oqeane.
Pajisjet marrëse të tranzitit për nëndetëset. Burimi: timeandnavigation.si.edu
Deri në vitin 1958, amerikanët ishin në gjendje të paraqisnin prototipin e parë eksperimental të satelitit Transit, dhe më 17 shtator 1959, ai u dërgua në hapësirë. Infrastruktura tokësore u krijua gjithashtu - në kohën e fillimit, kompleksi i pajisjeve të navigimit të përdoruesit, si dhe stacionet e përcjelljes tokësore ishin gati.
Inxhinierët e Universitetit Hopkins që montojnë dhe testojnë anijen kozmike Transit. Burimi: timeandnavigation.si.edu
Amerikanët punuan në një projekt navigimi satelitor në mënyrë të plotë pas djegies: deri në vitin 1959, ata kishin ndërtuar deri në pesë lloje të satelitëve Transit, të cilët më vonë të gjithë u lansuan dhe u testuan. Në modalitetin e funksionimit, navigimi amerikan filloi të funksionojë në Dhjetor 1963, domethënë, në më pak se pesë vjet, ishte e mundur të krijohej një sistem i zbatueshëm me saktësi të mirë për kohën e tij-gabimi rrënjë-mesatar katror (RMS) për një objekt të palëvizshëm ishte 60 m.
Model Satelitor Transit 5A 1970. Burimi: timeandnavigation.si.edu
Një marrës Transit i instaluar në një makinë të përdorur nga gjeologu Smithsonian Ted Maxwell në shkretëtirën egjiptiane në 1987. Kali i punës i studiuesit doli të ishte …
… "Niva" sovjetike! Burimi: gpsworld.com [/center]
Përcaktimi i koordinatave të një nëndetëseje që lëvizte në sipërfaqe ishte më problematike: nëse bëni një gabim me vlerën e shpejtësisë me 0.5 km / orë, atëherë RMS do të rritet në 500 m. Prandaj, ishte më e përshtatshme që t'i drejtoheshim satelitit për ndihmë në një pozicion të palëvizshëm të anijes, e cila përsëri nuk ishte e lehtë. Transiti me orbitë të ulët (1100 km lartësi) u miratua nga Marina Amerikane në mesin e vitit 64, si pjesë e katër satelitëve, duke rritur më tej grupimin orbital në shtatë automjete, dhe nga 67, navigimi u bë i disponueshëm për njerëzit e thjeshtë. Për momentin, plejada satelitore Transit përdoret për të studiuar jonosferën. Disavantazhet e sistemit të parë të navigimit satelitor në botë ishin paaftësia për të përcaktuar lartësinë e pozicionit të përdoruesit të tokës, kohëzgjatjen e konsiderueshme të vëzhgimit dhe saktësinë e pozicionimit të objektit, i cili përfundimisht u bë i pamjaftueshëm. E gjithë kjo çoi në kërkime të reja në industrinë hapësinore amerikane.
Koha e anijes kozmike. Burimi: timeandnavigation.si.edu
Sistemi i dytë i navigimit satelitor ishte Timation from the Naval Research Laboratory (NRL), i cili drejtohej nga Roger Easton. Brenda kuadrit të projektit, u mblodhën dy satelitë, të pajisur me orë ultra të sakta për transmetimin e sinjaleve të kohës tek konsumatorët tokësorë dhe përcaktimin e saktë të vendndodhjes së tyre.
Sateliti eksperimental Timation NTS-3, i pajisur me një orë rubidium. Burimi: gpsworld.com
Në Timation, u formulua parimi themelor i sistemeve të ardhshme GPS: një transmetues po funksiononte në satelit, duke lëshuar një sinjal të koduar, i cili regjistroi pajtimtarin tokësor dhe mati vonesën e kalimit të tij. Duke ditur vendndodhjen e saktë të satelitit në orbitë, pajisjet llogaritën lehtësisht distancën deri në të dhe, bazuar në këto të dhëna, përcaktuan koordinatat e veta (ephemeris). Sigurisht, kjo kërkon të paktën tre satelitë, dhe mundësisht katër. Timacionet e para hynë në hapësirë në vitin 1967 dhe bartën orë kuarci në fillim, dhe më vonë orë atomike ultra të sakta - rubidium dhe cezium.
Forcat Ajrore të Shteteve të Bashkuara operuan në mënyrë të pavarur nga Marina në sistemin e tyre të pozicionimit global të quajtur Forca Ajrore 621B. Tre-dimensionale është bërë një risi e rëndësishme e kësaj teknike-tani është e mundur të përcaktohet gjerësia, gjatësia dhe lartësia e shumëpritur e një objekti. Sinjalet satelitore u ndanë sipas një parimi të ri kodimi bazuar në një sinjal të ngjashëm me zhurmën pseudo të rastit. Kodi pseudo-i rastësishëm rrit imunitetin e zhurmës së sinjalit dhe zgjidh çështjen e kufizimit të qasjes. Përdoruesit civilë të pajisjeve të navigimit kanë qasje vetëm në kodin e hapur, i cili mund të modifikohet nga qendra e kontrollit tokësor në çdo kohë. Në këtë rast, të gjitha pajisjet "paqësore" do të dështojnë, duke përcaktuar koordinatat e veta me një gabim të rëndësishëm. Kodet e kyçura ushtarake do të mbeten të pandryshuara.
Testet filluan në 1972 në një vend testimi në New Mexico, duke përdorur transmetues në balona dhe aeroplanë si imitues të satelitëve. "Sistemi 612B" tregoi saktësi të jashtëzakonshme të pozicionimit prej disa metrash dhe ishte në atë kohë që lindi koncepti i një sistemi lundrimi global me orbitë të mesme me 16 satelitë. Në këtë version, një grup prej katër satelitësh (ky numër është i nevojshëm për navigim të saktë) siguroi mbulim 24-orësh të të gjithë kontinentit. Për disa vjet, "Sistemi 612B" ishte në rangun eksperimental dhe nuk ishte veçanërisht i interesuar për Pentagonin. Në të njëjtën kohë, disa zyra në Shtetet e Bashkuara po punonin mbi një temë "të nxehtë" lundrimi: Laboratori i Fizikës së Aplikuar po punonte në një modifikim të Transitit, Marina po "përfundonte" Timation, dhe madje edhe forcat tokësore ofruan të tyren SECOR (Korrelacioni Sekuencial i Gama, llogaritja sekuenciale e diapazoneve). Kjo nuk mund të shqetësonte Ministrinë e Mbrojtjes, e cila ishte në rrezik të përballej me formate unike lundrimi në secilin lloj trupash. Në një moment të caktuar, njëri prej luftëtarëve amerikanë përplas dorën në tryezë dhe lindi një GPS, duke përfshirë të gjitha më të mirat e paraardhësve të tij. Në mesin e viteve '70, nën kujdesin e Departamentit Amerikan të Mbrojtjes, u krijua një komitet i përbashkët trepalësh i quajtur NAVSEG (Grupi Ekzekutiv i Satelitit të Navigacionit), i cili përcaktoi parametrat e rëndësishëm të sistemit të ardhshëm - numrin e satelitëve, lartësitë e tyre, sinjalin kodet dhe metodat e modulimit. Kur arritën në shifrën e kostos, ata vendosën që menjëherë të krijonin dy mundësi - ushtarake dhe tregtare me një gabim të paracaktuar në saktësinë e pozicionimit. Forcat Ajrore luajtën një rol udhëheqës në këtë program, pasi Forca Ajrore 621B ishte modeli më i sofistikuar i sistemit të ardhshëm të navigimit, nga i cili GPS huazoi teknologji praktikisht të pandryshuar të zhurmës pseudo-të rastësishme. Sistemi i sinkronizimit të sinjalit u mor nga projekti Timtation, por orbita u ngrit në 20 mijë kilometra, gjë që siguroi një periudhë orbitale 12-orëshe në vend të 8-orëshit të paraardhësit të tij. Një satelit me përvojë u lëshua në hapësirë tashmë në 1978 dhe, si zakonisht, e gjithë infrastruktura e nevojshme tokësore u përgatit paraprakisht - u shpikën vetëm shtatë lloje të pajisjeve marrëse. Në 1995, GPS u vendos plotësisht - rreth 30 satelitë janë vazhdimisht në orbitë, pavarësisht nga fakti se për funksionimin e tij janë të mjaftueshëm 24. Avionët orbitalë për satelitët janë ndarë gjashtë, me një prirje 550… Për momentin, aplikacionet e anketimit GPS ju lejojnë të përcaktoni pozicionin e konsumatorit me një saktësi prej më pak se një milimetër! Që nga viti 1996, janë shfaqur satelitët Block 2R, të pajisur me sistemin navigues autonom AutoNav, i cili lejon që automjeti të veprojë në orbitë kur stacioni i kontrollit tokësor të shkatërrohet për të paktën 180 ditë.
Deri në fund të viteve 1980, përdorimi luftarak i GPS ishte sporadik dhe i parëndësishëm: përcaktimi i koordinatave të fushave të minuara në Gjirin Persik dhe eliminimi i papërsosmërive në harta gjatë pushtimit të Panamasë. Një pagëzim i plotë i zjarrit ndodhi në Gjirin Persik në 1990-1991 gjatë Stuhisë së Shkretëtirës. Trupat ishin në gjendje të manovronin në mënyrë aktive në një zonë të shkretë, ku është e vështirë të gjesh monumente të pranueshme, si dhe të kryejnë zjarr artilerie me saktësi të lartë në çdo kohë të ditës në kushtet e stuhive të rërës. Më vonë, GPS u tregua i dobishëm në operacionin paqeruajtës në Somali në 1993, në zbarkimin amerikan në Haiti në 1994 dhe, më në fund, në fushatat afgane dhe irakene të shekullit 21.
