A műholdas helymeghatározás alapjai

körzeten belül használjuk a vevőt). Minden műhold az összes többiről „tudja”, hogy az működőképes-e
vagy sem s ezt az információt is továbbítja. A navigációs üzeneteket természetesen
nem a műholdak „tudják”, hanem ezt az információt egy földi irányító központ juttatja fel a
fedélzetre.
Az amerikai GPS műholdak hat darab, közel kör alakú pályán keringenek a Föld körül,
mindegyik pályasík 55º-os hajlásszöget zár be az Egyenlítő síkjával, a keringési idő négy perc
híján 12 óra. A tervek szerint egy-egy pályán négy hold keringene, de jelenleg összesen 29
működő holdja van az amerikai rendszernek. Az első műholdakon egy-egy cézium és rubídium
atomórát (frekvenciaetalont) helyeztek el. A legújabb GPS holdakon három rubídium
atomóra van ezek nagyságrenddel pontosabbak, mint elődeik.
Mi a vezérlő alrendszer szerepe?
A vezérlő alrendszer földi követő állomásokat jelent, és a helymeghatározás fordított
feladatát kell megoldania. Nem a műholdak alapján a saját helyét kell meghatároznia, hanem
saját helyének ismeretében a műholdak helyzetét, a műholdpályák paramétereit kell megadnia.
A követőállomások a WGS84 koordináta-rendszerben ismert pontokon folyamatosan
üzemelő GPS-vevők. A mérési eredményeket egy vezérlő központba továbbítják, ahol kiszámítják
a műholdak pályaadatait, meghatározzák a műholdak órahibáit és más egyéb adatokkal
együtt ezeket feljuttatják a műholdakra. Így megkülönböztetünk injektáló állomást, vezérlőállomást
és egyszerű követőállomást.
5. ábra. A NAVSTAR GPS vezérlő alrendszere.
Az eredeti öt földi követőállomást nagyobb háromszög jelöli.
Az amerikai GPS rendszernek kezdetben öt követő állomása volt, mindegyik amerikai
katonai támaszponton helyezkedett el. Jelenleg 15 állomás alkotja a vezérlő alrendszert, ezeket
az amerikai légierő és az amerikai katonai térképészeti szolgálat tartja fenn. A vezérlő
állomás Colorado Springs-ben van egy légitámaszponton. A földi követő állomások valósítják
meg a gyakorlatban a WGS84 vonatkoztatási rendszert.
A vezérlő alrendszer feladata tehát a műholdak adatokkal való ellátása. Itt talán érdemes
megjegyezni, hogy nemcsak „helyes” hanem „helytelen” adatok is származtak a vezérlő központból.
Az amerikai GPS kiépítése ugyanis „túl jó sikerült”, legalábbis ezt állapították meg
az első, az 1980-as években végzett tesztek alapján: a helymeghatározás pontossága akkor 20
m-en belül volt s ezt a bárki által elérhető pontosságot akkor „veszélyesnek” ítélték. Ezért a
műholdak második generációját úgy tervezték meg, hogy a műholdórák hibáját és a pályaadatokat
szándékosan torzítva, hibásan továbbíthassák. Ezt nevezték el „korlátozott hozzáférés”-
nek (Selective Availability–SA). Ez a technikai-műszaki lehetőségeket szándékosan rontó politika
1990-től 2000-ig volt érvényben és kiváltotta a polgári felhasználók rosszallását.
6