GPSohjaukseen

GPSohjaukseen viittaa ohjausjärjestelmiin, jotka hyödyntävät Global Positioning System -satelliittinavigaation signaaleja. Tällaiset järjestelmät voivat määrittää käyttäjän tai laitteen tarkan paikan, suunnan ja nopeuden sekä käyttää tätä tietoa ohjauksen säätöihin. GPSohjauksen ensisijainen tarkoitus on tarjota luotettavaa, reaaliaikaista paikkatietoa, jota voidaan hyödyntää automaattiseen tai avustettuun ohjaukseen eri sovelluksissa.

Keskeisiä komponentteja ovat GNSS-vastaanotin (GPS sekä muut GNSS-konstellaatioihin kytkeytyvät vastaanottimet), paikkatietojärjestelmät sekä sulautetut ohjausjärjestelmät. Usein käytetään lisäksi inertiamittausyksikköä (IMU) ja ohjaustoimilaitteita. Sensorisotku ja Kalman-suodatus ovat tavallisia menetelmiä liikkuvien kohteiden tarkkuuden parantamiseksi ja signaalin häiriöihin sopeutumiseksi.

Toimintaperiaate perustuu siihen, että satelliitit lähettävät signaaleja, joista vastaanotin voi määrittää tarkan sijainnin ja nopeuden. Näin saatuja mittaustietoja voidaan yhdistää muiden sensoreiden dataan, ja ohjauslogiikka muuntaa tämän tiedon liikkeen säätöparametreiksi. Tämä mahdollistaa reittivalvonnan, autopilotoinnin sekä autonomiset ratkaisut muun muassa ajoneuvoissa, laivoissa ja kartoituksessa.

GPSohjaus tarjoaa etuja kuten tarkkuus, toistettavuus ja automaatio, mutta siihen liittyy rajoitteita. Signaalin heikentyminen kaupunkikeskuksissa, rakennusten aiheuttamat heijastukset sekä mahdolliset spoofing- ja jamming-huijaukset voivat heikentää luotettavuutta. Tämän vuoksi kriittisissä toiminnoissa käytetään redundanssia ja augmentaatiota.

Käytännössä ratkaisuissa hyödynnetään GNSS-augmentaatiota (esim. WAAS, EGNOS, MSAS) sekä useita GNSS-konstellaatioita parempaan tarkkuuteen ja luotettavuuteen. Tulevaisuuden kehitys painottuu monimuotoiseen sensorin yhdistämiseen, robustimpaan vastustamiseen sekä yhä suurempaan automaatioon eri teollisuudenaloilla.