Wikiversity

כ-31 לווייני הממח"ע (GPS) כגון זה שוגרו למסלול סביב כדור הארץ החל משנת 1978

מערכת איכּוּן עולמית (שמות מקובלים נוספים: מערכת מיקום גלובלית (ממ"ג) או מערכת מיקום חובקת-עולם (ממח"ע); באנגלית: Global Positioning System ובקיצור - GPS - גִ'י פִּי אֶס. בעברית מכונה: נַוְטָן) היא מערכת ניווט לוויינית המתבססת על כמה עשרות לוויינים (בתצורה של מערך לוויינים) ייעודיים ששיגרה מחלקת ההגנה של ארצות הברית. הלוויינים סובבים סביב כדור הארץ ומשדרים אותות זמן מדויקים המבוססים על שעונים אטומיים שהם נושאים^[1].

אותות אלה נקלטים על ידי מכשירים שונים רבים מספור, ומשמשים בדרך-כלל לקביעת המיקום המדויק של המכשיר לצורכי ניווט.

השם GPS משמש גם כשם כללי למערכת ניווט (נווטן) שמספקת מעבר למיקום גם מפות והכוונה לנקודות יעד.

היסטוריה

פרויקט ה-GPS יצא לדרך בארצות הברית בשנת 1973 על מנת להתגבר על המגבלות של מערכות הניווט הקודמות, תוך כדי שילוב רעיונות מהמערכות הקודמות, כולל מספר מחקרים הנדסיים מסווגים משנות השישים. מחלקת ההגנה של ארצות הברית פיתחה את המערכת, שהשתמשה במקור ב-24 לוויינים. תחילה המערכת פותחה עבור צבא ארצות הברית^[1] ובשנת 1995 החלה לפעול באופן מלא^[1]. המערכת הותרה לשימוש אזרחי כבר בשנות השמונים. פיתוח ה־GPS והמצאתו מיוחסים לרוג'ר ל' איסטון ממעבדת המחקר של חיל הים האמריקאי(אנ'), לאיוואן א' גטינג מהתאגיד (The Aerospace Corporation) ולברדפורד פרקינסון ממעבדת הפיזיקה על שם ג'ון הופקינס.

תכנון ה-GPS מבוסס חלקית על מערכות ניווט-רדיו קרקעיות, כגון LORAN ומערכת הניווט "דֵקָה"(אנ'), אשר פותחו בשנות הארבעים המוקדמות והיו בשימוש הצי המלכותי הבריטי במלחמת העולם השנייה.

הפיזיקאי הגרמני-אמריקאי פרידוורט וינטרברג, הציע לבחון את תורת היחסות הכללית ולבדוק האם זמן אכן מאט בשדה כבידתי חזק. בניסוי הוא השתמש בשעונים אטומיים מדויקים אשר הוכנסו לתוך לוויינים שחגו סביב כדור הארץ. תורת היחסות הכללית והפרטית מנבאת כי למתבוננים בכדור הארץ, שעונים בלוויינים יזוזו 38 מיקרו-שניות יותר מהר כל יום וחישובי מיקום ה-GPS יטעו בשגיאה מצטברת של כ-10 ק"מ בכל יום. תאוריות אלה התבררו כנכונות^[2].

חלק מלווייני המערכת כוללים ציוד של מערכת Cospas-Sarsat.

מערכת ה-GPS

לווייני הממח"ע (GPS)

התכנון המקורי של המערכת התבסס על 24 לוויינים שיקיפו את כדור הארץ בשלושה מסלולים שונים, אך לבסוף אומץ מודל של שישה מסלולים שונים שבכל אחד ארבעה לוויינים. בשנות האלפיים, מספר הלוויינים גדול יותר. בשנת 2008 פעלו כבר 31 לוויינים, כך שעל-פי-רוב, ניתן לראות כתשעה לוויינים מכל נקודה בקרקע בכל רגע נתון, מה שמשפר את דיוק האיכון.

בתרשים ניתן לראות את לוויני המערכת מסודרים בשישה מסלולים. מיקום המסלולים קבוע ביחס לגרמי השמיים, אבל ניתן לראות כי כדור הארץ מסתובב ביחס אליהם. מקלט על פני כדור הארץ (בכחול בהיר) מסוגל לקלוט אותות רק מהלווינים שהוא יכול "לראות"; אלו מסומנים בכחול. הלוויינים האחרים מסומנים באדום.

הלוויינים חגים בגובה של כ-20,200 קילומטר, ומשלימים הקפה כל 11 שעות ו-58 דקות.

המסלול של כל הלוויינים במערכת מפורסם, ומאוחסן בכל מקלט ברשימה שנקראת "אלמנך GPS". כיוון שידיעת המיקום של כל לוויין חיונית לתהליך האיכון, משרד ההגנה האמריקאי עוקב אחר הלוויינים בדיוק רב בעזרת מערכת תחנות עקיבה. תחנות העקיבה כוללות מקלטי GPS מדויקים הפועלים בשני תדרי הקליטה (L1 ו-L2, למטה), וממוקמות כך שכל לוויין ייראה על ידי שתי תחנות עקיבה לפחות. מיקומם המדויק של הלוויינים מחושב, והאלמנך המעודכן מופץ ללוויינים (ודרכם - למקלטים) דרך ארבעה מוקדי שידור. עדכון כזה מתבצע בדרך כלל לפחות פעם ביום.

כל לוויין משדר אות זמן, המקודד בסדרה פסאודו אקראית המשמשת לזיהוי הלוויין.

האות המשודר

ערך מורחב – אותות GPS

כל לווייני ה-GPS משדרים בתדר 1.57542 גה"צ (הנקרא L1) ובתדר 1.2276 גה"צ (הנקרא L2). הנתונים נשלחים בקצב של 50 סל"ש, בטכניקת CDMA. הנתונים המשודרים הם:

אות הזיהוי של הלוויין.
המיקום המסלולי (האורביטלי, orbital) של הלוויין.
הזמן לפי שעון אטומי.

קביעת המיקום של מקלט ה-GPS נעשית על ידי חישוב מרחקו של המקלט מכל אחד מלווייני ה-GPS שבקו הראייה. החישוב מתבסס על הזמן שלקח לאות להגיע מהלוויין למקלט, המחושב לפי שעת קליטת האות הלוויני במקלט ה-GPS, לפי השעון שבמקלט, פחות שעת שידור האות בלוויין, לפי השעון האטומי של הלוויין (כלול כאמור במידע המשודר), כפול מהירות אות הרדיו (מהירות האור).

דיוק בררני (סלקטיבי)

בעבר האות שהיה זמין לניווט לווייני בשימושים אזרחיים הוגבל בדיוקו, במכוון. אות בדיוק משופר היה זמין לצבא ארצות הברית ולשימושים מיוחדים של ממשל ארצות הברית. ב-1 במאי 2000 הודיע נשיא ארצות הברית, ביל קלינטון, שהדיוק הסלקטיבי יבוטל עד 2006 כך שכל משתמשי המערכת יזכו לדיוק הגבוה יותר. הביטול בוצע בפועל ב-2 במאי 2000. ב-2007 הודיע נשיא ארצות הברית דאז, ג'ורג' בוש, כי הדור החדש של לווייני GPS כלל לא יכלול את האפשרות לשיבוש בררני של האות לשימוש אזרחי^[3].

דיוק קביעת המיקום על ידי מקלטי ה-GPS

לווייני ה-GPS שבפעולה, (נכון לשנת 2012), לוויינים מסוג "בלוק 2" (בשילוב עם מקלט איכותי), מבטיחים דיוק מיקום של 5 מטרים בציר האנכי ו-3 מטרים בשימוש באות האזרחי ב-95% מהזמן^[4] - לפני חישוב השגיאה הנובעת (בעיקר) מהיונוספרה. מעשית, דיוק העולה על כ-10 מטרים דורש תיקון השפעות היונוספרה. מקלטי GPS בשימוש הצבא האמריקאי יכולים לפרש את שני תדרי השידור של הלוויינים, ולנטרל את השפעת היונוספרה בהסתמך על ההבדלים בין שני האותות. מכיוון שבתדר L2 אין (כרגע) אות המובן למקלטי GPS אזרחיים, מקלטים אזרחיים בדיוק גבוה מסתמכים על מערכות DGPS או על הפקת מידע חלקי מהאות הצבאי בתדר L2 לשם שיפור הדיוק.

הרחבות

תחנות קרקעיות - ממח"ע (DGPS)

תחנות קרקעיות שמיקומן הגאוגרפי בעולם ידוע בדיוק גבוה מאוד. התחנה הקרקעית מקבלת מהלוויינים את המיקום המשוער של אותה תחנה והיות שמיקום התחנה ידוע בדיוק רב יותר, ניתן לדעת מה הסטייה שתתקבל על ידי מערכת הממח"ע (GPS) הרגילה. אותה תחנה קרקעית משדרת "תיקון" למכשיר הממח"ע (GPS) בהתאם לסטייה ובכך מאפשרת הגברת דיוק הלוויינים.

לשיטה זו קוראים ממחע"ד (ראשי תיבות של מערכת מיקום חובקת-עולם דִּיפֶרֶנְצְיָאלִית או באנגלית Differential Global Positioning System). בהסתמך על תחנות אלו אפשר להגיע לדיוק גבוה של כ-1–2 ס"מ, הדרוש למודדים מקצועיים. בישראל מפוזרות 23 תחנות כאלו שניתן להתעדכן במדידות שלהן דרך האינטרנט^[5]. בעתיד מתוכנן שתחנות אלה תספקנה מידע בזמן אמת, ובכך תאפשרנה להגיע לחישובים מדויקים ובכך לוותר על נקודות שילוש (הטריאנגולציה) הקיימות בשטח.

כמו כן, קיימות בעולם מספר מערכות של רשתות תחנות קרקע המשדרות את נתוני הסטייה למספר לוויינים גאוסינכרוניים, שבתורם משדרים נתונים אלו למקלטי ה-GPS רגילים המאופשרים DGPS, ובכך מעלים את רמת הדיוק האופקי והאנכי של אותות ה-GPS לטווח שבין מטר לשלושה בהתאם למערכת. קיימות היום ארבע מערכות גלובליות עיקריות: WAAS הפועלת בצפון אמריקה, EGNOS הפועלת באירופה, MSAS היפנית הפועלת במזרח אסיה, ו-GAGAN ההודית הפועלת במרכז אסיה. מערכות אלו משמשות כמערכות עזר להנחתת מטוסים.

AGPS

AGPS היא מערכת עזר המשמשת להשגת מיקום ראשוני מהיר יותר, באמצעות תקשורת עם שרת-עזר, בנוסף ל-24 הלוויינים המשמשים את שירות ה-GPS הרגיל.

קביעת המיקום על סמך אותות הלוויין

חישוב באמצעות שלושה לוויינים ושעון מדויק

נניח תחילה שאנו יודעים למדוד את השעה בדיוק. במקרה כזה, די לנו לקלוט אותות משלושה לוויינים, B, A ו-C, על מנת לקבוע את מיקומנו. נתאר את התהליך בשלבים, כאשר בכל פעם נוסיף פיסת מידע נוספת ונראה כיצד היא מצמצמת את האפשרויות למיקום.

אנו יודעים מתי שודר האות מלוויין A, ומתי הוא נקלט. כלומר, אנחנו יודעים מה משך הזמן שלקח לאות להגיע מהלוויין אלינו, וכיוון שהאות נע במהירות האור, נוכל לחשב את המרחק $R_{A}$ ביננו לבין הלוויין, A. אוסף כל הנקודות שהן במרחק זה מ-A הוא ספירה שמרכזה A. המיקום שלנו הוא נקודה כלשהי על ספירה זו.
באופן דומה, נוכל לחשב את המרחק $R_{B}$ ביננו לבין הלוויין השני, B. ושוב, פיסת מידע זו מגדיר ספירה נוספת, שמרכזה B. החיתוך של שני הספירות הוא מעגל - ואנו יודעים שהמיקום שלנו הוא באחת מנקודות המעגל הזה.
המרחק ללוויין השלישי, $R_{C}$ מגדיר ספירה שלישית, שמרכזה C. ספירה זו נחתכת עם המעגל (כלומר, עם זוג הכדורים הקודמים) בזוג נקודות. בדרך-כלל, רק אחת מהנקודות הללו מייצגת פתרון הגיוני (למשל, ייתכן שהנקודה האחרת נמצאת הרחק בחלל או במעבי האדמה) - וזהו המיקום שלנו.

כל אות נותן לנו משוואה אחת על המיקום שלנו. בדרך-כלל כל משוואה מורידה את הממד של מרחב הפתרונות (כלומר, המיקומים האפשריים) באחד. ואכן, ללא שום אות אנחנו יכולים להיות בכל נקודה במרחב התלת-ממדי. אות אחד מצמצם את המיקומים האפשריים למעטפת כדור, שהיא דו-ממדית. האות השני מצמצם את המיקומים האפשריים למעגל חד-ממדי. לבסוף, האות השלישי מצמצם את מרחב הפתרונות לזוג נקודות, שהיא קבוצה אפס ממדית.

מהירות האור היא כ-300,000 קילומטר בשנייה. מכאן שאפילו טעות של מיליונית השנייה בקביעת השעה יוצרת שגיאות של כ-300 מטר בחישוב המרחקים מהלוויינים, שמתרגמת לשגיאה בסדר גודל של קילומטר בקביעת המיקום. שעונים רגילים צוברים שגיאה גדולה פי כמה מזה בכל שנייה ושנייה, מה שהופך את השיטה שתיארנו ללא ישימה.

משוואה עבור לוויין מסוים בהזנחת כל מקורות השגיאה (כולל שגיאות שעון):

$T_{s}$ - זמן המערכת בו עזב האות את הלוויין (ידוע מאחר שהוא משודר כחלק מביטי הניווט של האות)

$T_{u}$ - זמן המערכת בו הגיע האות למקלט של המשתמש (ידוע מאחר שהוא מחושב על ידי פונקציית עיבוד האות של המקלט)

$C$ - מהירות האור בריק (קבוע פיזיקלי ידוע)

$P_{s}(x_{s},y_{s},z_{s})$ - מיקום הלוויין בעת עזיבת האות את הלוויין (ידוע מאחר שניתן לחשב אותו על ידי נתוני אפמריס וזמן השידור שמשודרים כחלק מביטי הניווט של האות)

$P_{u}(x_{u},y_{u},z_{u})$ - מיקום המקלט בעת בו הגיע האות למקלט (אינו ידוע, זהו הנעלם שיש למצוא, למעשה 3 נעלמים של מיקום תלת־ממדי)

אזי מתקבל:

$(T_{u}-T_{s})C=||P_{s}-P_{u}||$

$(T_{u}-T_{s})C={\sqrt {{(x_{s}-x_{u})}^{2}+{(y_{s}-y_{u})}^{2}+{(z_{s}-z_{u})}^{2}}}$

במשוואה זו יש 3 נעלמים, והם המיקום של המקלט. כך שעבור 3 לוויינים ניתן לקבל 3 משוואות כנ"ל ולפתור את מיקום המקלט:

$(T_{u}-T_{s1})C={\sqrt {{(x_{s1}-x_{u})}^{2}+{(y_{s1}-y_{u})}^{2}+{(z_{s1}-z_{u})}^{2}}}$

$(T_{u}-T_{s2})C={\sqrt {{(x_{s2}-x_{u})}^{2}+{(y_{s2}-y_{u})}^{2}+{(z_{s2}-z_{u})}^{2}}}$

$(T_{u}-T_{s3})C={\sqrt {{(x_{s3}-x_{u})}^{2}+{(y_{s3}-y_{u})}^{2}+{(z_{s3}-z_{u})}^{2}}}$

נהוג לפתור את המשוואות על ידי ליניאריזציה של המשוואות (קירוב מסדר ראשון) כך שמתקבלת מערכת של 3 משוואות ליניאריות עם 3 משתנים הניתנת לפתרון בקלות.

חישוב באמצעות ארבעה לוויינים וללא שעון מדויק

הדרך להתמודד עם בעיה זו היא להתייחס לזמן המדויק כנעלם נוסף בבעיה. הבעיה הופכת לארבע-ממדית, מה שמצריך הוספת משוואה למציאת הפתרון. משוואה כזו יכולה להתקבל ממידע נוסף על המסלול (נניח, אם ידוע שאנחנו בגובה פני הים) או באמצעות אות מלוויין נוסף.

דרך אחת להשתמש באות מלוויין רביעי היא כדלהלן: משתמשים בשלושה לוויינים ובמדידת הזמן המקורבת של השעון הפנימי של המקלט כדי לחשב את המיקום, כפי שתארנו לעיל. הלוויין הרביעי מגדיר כדור נוסף, רביעי; אלמלא שגיאות המדידה, המיקום שחישבנו היה על הכדור הזה. בפועל, ניתן להשתמש במרחק של המיקום שחישבנו מהכדור כדי לאמוד את השגיאה של השעון הפנימי שלנו מהזמן האמיתי, ולכוון אותו מחדש בכל מדידה (ר' תרשים). כך שלמעשה, המקלט לא רק מחשב את המיקום, אלא גם את השעה בדיוק קרוב לזה של השעונים האטומיים על הלויינים עצמם.

בפועל, כיוון שבכל רגע ניתן לקלוט כתשעה אותות לוויין, כדאי לנצל את המידע מכל האותות. כל אות מגדיר משוואה; בדרך כלל אין דרך לפתור במדויק את כל המשוואות (גם אם מתייחסים לזמן כנעלם נוסף, בשל שגיאות אחרות) אבל ניתן למצוא את ערכי המיקום והזמן שיגרמו למשוואות להתקיים עם שגיאות קטנות ככל האפשר.

כאשר בפתרון משתמשים ביותר מארבע לוויינים, יש אפשרות לבצע שפיות מסוימת על פתרון המיקום. אלגוריתם זה נקרא RAIM,ראשי תיבות של Receiver Autonomous Integrity Monitoring.^[6]

כאשר בפתרון משתמשים בשישה לוויינים, ומזהים שהפתרון לא שפוי, אזי יש אפשרות מסוימת למצוא את הלוויין שהמדידה שלו לא תקינה ולפתור שוב ללא המדידה מהלוויין הזה (במידה ויש רק לוויין אחד עם מדידה לא תקינה), כל לוויין נוסף שמשתתף בפתרון מאפשר זיהוי של לוויין נוסף עם מדידה לא תקינה. אלגוריתם זה נקרא FDE ,ראשי תיבות של Fault Detection and Exclusion.^[6]

מקורות שגיאה נוספים

בקביעת המיקום הנחנו שהאות נע בקו ישר מהלוויין למקלט ואורכו כמרחק בין המקלט ללוויין. הנחה זו אינה נכונה בשל השפעות אטמוספיריות וקרקעיות, היכולות לגרום לאות לנוע במסלול עקום או שבור, ואף בכמה מסלולים שונים שלכל אחד אורך משלו.

ככל שזווית ההגבהה (יחסית לאופק) של הלוויין הנקלט יותר נמוכה, כך השגיאה כתוצאה מההשפעות האטמוספיריות יותר גדולה.

מקורות נוספים לשגיאה הם: אי-דיוקים במדידת מיקום הלוויינים, שגיאות במדידת זמן ההגעה של האותות, ושגיאות נומריות. ככל שיחס האות לרעש של הלוויין הנקלט יותר גדול, כך שגיאות מדידת זמן ההגעה יותר קטנות.

השגיאה בקביעת המיקום מושפעת גם מהגאומטריה של הלוויינים הנקלטים, ה-GDOP.

התמרה

נתוני האלמנך וחישובי המיקום מבוצעים במערכת צירים קרטזית, מערכת ECEF, שראשיתה במרכז הכובד של כדור הארץ והצירים שלה הם ציר הסיבוב של כדור הארץ והקווים המחברים את מרכז כדור הארץ לקו המשווה בקווי האורך אפס (גריניץ') ותשעים. לצורך תצוגה מתורגמים הנתונים לקואורדינטות כדוריות המוכרות של קו אורך, קו רוחב וגובה מעל פני הים. מכיוון שכדור הארץ אינו בדיוק כדור המערכת משתמשת במערכת ייחוס הקרויה WGS84, שבחישוביה קרובה למשטח הגיאואיד (פני הים) ברוב פני כדור הארץ. כדי להתאים מקלט GPS למערכת הייחוס של רשת ישראל צריך לבצע התמרה בין דאטומים, שבה מזינים למכשיר פרמטרים להתאמה בין שתי מערכות הייחוס הללו. במדינת ישראל אחראי המרכז למיפוי ישראל על חלוקת הפרמטרים הללו.

קביעת המהירות על סמך אותות הלוויין

בנוסף למיקום, ניתן גם לחשב את מהירות המקלט בהתבסס על השפעת תוצא דופלר על אותות הלוויין. אם למקלט יש שעון מדויק, אזי מספיקים 3 לוויינים. במקלט סטנדרטי, בו אין שעון מדויק, מספיקים 4 לוויינים לחישוב המהירות.^[6]

שימושים

בעבר היה מחירם של מקלטי הממח"ע (GPS) גבוה, והם שימשו לצרכים צבאיים בלבד כניווט טילים והנחייתם. משרד ההגנה האמריקאי גם מנע שימוש אזרחי בניווט מונחה לוויינים בעל דיוק רב על ידי הצפנת האותות הדרושים לכך.

בשנות התשעים הוזלו מחירי המקלטים, וכיום זמינים מעגלים מודפסים המאפשרים ניווט בדיוק של מטרים בודדים ופחות מכך. בעקבות זאת נוספו לניווט מונחה הלוויינים שימושים אזרחיים כמערכות ניווט והתמצאות למכוניות פרטיות, מכשירי ניווט ניידים למטיילים בשטח ושירותים מבוססי מיקום. מכשירי GPS צבאיים כוללים מודול SAASM שמגדיל דיוק השרות.

לוויינים

בלוק I‏,1978-1996
תאריך שיגור	שם חללית	אזור שיגור	משגר	סטטוס נוכחי
22 בפברואר 1978	OPS 5111	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-17 ביולי 1985
13 במאי 1978	OPS 5112	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-16 ביולי 1981
7 באוקטובר 1978	OPS 5113	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-18 במאי 1992
11 בדצמבר 1978	OPS 5114	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-14 באוקטובר 1989
9 בפברואר 1980	OPS 5117	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-28 בנובמבר 1983
26 באפריל 1980	OPS 5118	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-6 במרץ 1991
19 בדצמבר 1981	-	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	שיגור כושל
14 ביולי 1983	OPS 9794	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-4 במאי 1993
13 ביוני 1984	USA-1	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-20 ביוני 1994
8 בספטמבר 1984	1984-097A USA-5	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-15 במרץ 1996
9 באוקטובר 1985	1985-093A USA-10	בסיס חיל החלל ונדנברג, כן שיגור SLC-3E	אטלס E/F	סיים פעילות ב-13 באפריל 1994

בלוק II‏,1989-2006
תאריך שיגור	שם חללית	אזור שיגור	משגר	סטטוס נוכחי
14 בפברואר 1989	USA-35	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-26 במרץ 2000
10 ביוני 1989	USA-38	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-22 בפברואר 2004
18 באוגוסט 1989	USA-42	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-13 באוקטובר 2000
21 באוקטובר 1989	USA-47	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-16 במרץ 2001
11 בדצמבר 1989	USA-49	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	סיים פעילות ב-23 בפברואר 2005
24 בינואר 1990	USA-50	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-18 באוגוסט 2000
26 במרץ 1990	USA-54	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-21 במרץ 1996
2 באוגוסט 1990	USA-63	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-25 בספטמבר 2002
1 באוקטובר 1990	USA-64	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-17 בנובמבר 2006

בלוק IIA‏,1990-2019
תאריך שיגור	שם חללית	אזור שיגור	משגר	סטטוס נוכחי
26 בנובמבר 1990	USA-66	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-25 בינואר 2016
4 ביולי 1991	USA-71	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-30 בספטמבר 2011
23 בפברואר 1992	USA-79	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	סיים פעילות ב-18 בדצמבר 2009
10 באפריל 1992	USA-80	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	סיים פעילות ב-15 באוגוסט 1997
7 ביולי 1992	USA-83	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	סיים פעילות ב-6 בינואר 2015
9 בספטמבר 1992	USA-84	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-10 באוגוסט 2011
22 בנובמבר 1992	USA-85	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-17 במרץ 2008
18 בדצמבר 1992	USA-87	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-23 באוקטובר 2007
3 בפברואר 1993	USA-88	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-3 בדצמבר 2002
30 במרץ 1993	USA-90	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-24 באוקטובר 2005
13 במאי 1993	USA-91	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-18 במרץ 2016
26 ביוני 1993	USA-92	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-19 במאי 2014
30 באוגוסט 1993	USA-94	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	סיים פעילות ב-1 במאי 2013
26 באוקטובר 1993	USA-96	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	סיים פעילות ב-9 באוקטובר 2019
10 במרץ 1994	USA-100	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-21 בפברואר 2014
28 במרץ 1996	USA-117	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	סיים פעילות ב-2 באוגוסט 2014
26 ביולי 1996	USA-126	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-11 במרץ 2016
12 בספטמבר 1996	USA-128	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-20 ביולי 2011
6 בנובמבר 1997	USA-135	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-9 באוקטובר 2019

בלוק IIR‏,1997-
תאריך שיגור	שם חללית	אזור שיגור	משגר	סטטוס נוכחי
6 בנובמבר 1997	USA-132	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	פעיל
7 באוקטובר 1999	USA-145	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-10 בנובמבר2020
7 באוקטובר 1999	USA-145	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-10 בנובמבר 2020
11 במאי 2000	USA-150	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-23 ביוני 2021
10 בנובמבר 2000	USA-154	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-25 בינואר 2023
30 בינואר 2001	USA-156	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-5 במרץ 2018
29 בינואר 2003	USA-166	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	פעיל
31 במרץ 2003	USA-168	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	פעיל
21 בדצמבר 2003	USA-175	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	סיים פעילות ב-18 בינואר 2022
20 במרץ 2004	USA-177	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	פעיל
22 ביוני 2004	USA-178	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17B	דלתא 2	סיים פעילות ב-2 במרץ 2020
6 בנובמבר 2004	USA-180	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	פעיל

בלוק IIRM‏,2004-
תאריך שיגור	שם חללית	אזור שיגור	משגר	סטטוס נוכחי
26 בספטמבר 2006	USA-183	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	פעיל
17 בנובמבר 2006	USA-192	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	פעיל
17 באוקטובר 2007	USA-196	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	פעיל
20 בדצמבר 2007	USA-199	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	פעיל
15 במרץ 2008	USA-201	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	פעיל
24 במרץ 2009	USA-203	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	בעתודה
17 באוגוסט 2009	USA-206	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-17A	דלתא 2	פעיל

בלוק IIF‏,2010-
תאריך שיגור	שם חללית	אזור שיגור	משגר	סטטוס נוכחי
28 במאי 2010	USA-213	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-37B	דלתא 4	פעיל
16 ביולי 2011	USA-232	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-37B	דלתא 4	פעיל
4 באוקטובר 2012	USA-239	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-37B	דלתא 4	פעיל
15 במאי 2013	USA-242	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-41	אטלס 5	פעיל
21 בפברואר 2014	USA-248	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-37B	דלתא 4	פעיל
17 במאי 2014	USA-251	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-37B	דלתא 4	פעיל
2 באוגוסט 2014	USA-256	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-41	אטלס 5	פעיל
29 באוקטובר 2014	USA-258	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-41	אטלס 5	פעיל
25 במרץ 2015	USA-260	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-37B	דלתא 4	פעיל
15 ביולי 2015	USA-262	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-41	אטלס 5	פעיל
31 באוקטובר 2015	USA-265	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-41	אטלס 5	פעיל
5 בפברואר 2016	USA-266	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור LC-41	אטלס 5	פעיל

בלוק III‏,2018-
תאריך שיגור	שם חללית	אזור שיגור	משגר	סטטוס נוכחי
23 בדצמבר 2018 Vespucci	USA-289	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור SLC-40	פאלקון 9 בלוק 5	פעיל
22 באוגוסט 2019 Magellan	USA-293	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור SLC-37B	דלתא 4	פעיל
5 בנובמבר 2020 Sacagawea	USA-309	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור SLC-40	פאלקון 9 בלוק 5	פעיל
17 ביוני 2021 Neil Armstrong	USA-319	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור SLC-40	פאלקון 9 בלוק 5	פעיל
18 בינואר 2023 Amelia Earhart	USA-343	נמל החלל קייפ קנוורל, כן שיגור SLC-40	פאלקון 9 בלוק 5	פעיל

ראו גם

שירות מבוסס מיקום
רשת UTM
מערכות ניווט נוספות:
- גלונאס - מערכת ניווט רוסית
- גלילאו - מערכת ניווט של האיחוד האירופאי
- BeiDou - מערכת ניווט סינית
- QZSS - מערכת ניווט של יפן. פעילות אזורית באסיה ואוקיאניה
- IRNSS - מערכת ניווט של הודו. פעילות אזורית באוקיינוס ההודי.

קישורים חיצוניים

אתר האינטרנט הרשמי של GPS (באנגלית)
טכנולוגיית ה-GPS בעידן הפוסט מודרני, מצגת מאת יוסי מלצר באתר המרכז למיפוי ישראל
סרטון המחשה, באתר הטכניון
הסבר על הממח"ע (GPS)
כיצד פועל מכשיר GPS - מצגת פלאש, אתר הכיתה האינטראקטיבית
עידו גנדל, איך זה עובד: GPS, באתר ynet, 13 בפברואר 2013
מעיין קרלינסקי צור, איך GPS עובד - ומה גורם לו להשתבש?, באתר ynet, 24 בנובמבר 2023
ניצן סדן, שיבושי ה-GPS בישראל: איך הם חוסמים נשק איראני מדויק?, באתר כלכליסט, 12 באפריל 2024
מערכת איכון עולמית, דף שער בספרייה הלאומית

הערות שוליים

^ ¹ ² ³ ניצן סדן, הקברניט ניווט קטלני: מרחץ הדמים המעופף שבזכותו יש לנו GPS, באתר כלכליסט, 28 ביולי 2018
^ לי פלג, מדוע הזמן טס יותר מהר בחלל?, באתר ynet, 23 ביוני 2017
^ הצהרה של הבית הלבן בנושא
^ GLOBAL POSITIONING SYSTEM STANDARD POSITIONING SERVICE
^ למפת מיפוי התחנות ונתונים נוספים, באתר המרכז הישראלי למיפוי
^ ¹ ² ³ Elliott D Kaplan, Christopher J. Hegarty, Understanding GPS/GNSS THIRD EDITION, Artech House, 2017

[סדן-1] ¹ ² ³ ניצן סדן, הקברניט ניווט קטלני: מרחץ הדמים המעופף שבזכותו יש לנו GPS, באתר כלכליסט, 28 ביולי 2018

[2] לי פלג, מדוע הזמן טס יותר מהר בחלל?, באתר ynet, 23 ביוני 2017

[3] הצהרה של הבית הלבן בנושא

[4] GLOBAL POSITIONING SYSTEM STANDARD POSITIONING SERVICE

[5] למפת מיפוי התחנות ונתונים נוספים, באתר המרכז הישראלי למיפוי

[:0-6] ¹ ² ³ Elliott D Kaplan, Christopher J. Hegarty, Understanding GPS/GNSS THIRD EDITION, Artech House, 2017

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

מערכות ניווט לווייניות
סוגי מערכות ניווט לווייניות	ארצות הברית טרנזיט • ארצות הברית GPS‏ • רוסיה גלונאס • האיחוד האירופי גלילאו • BeiDou ‏ • הודו IRNSS ‏
אוגמנטציה (תוספות)	ארצות הברית WAAS‏ • ארצות הברית LAAS‏ • ארצות הברית JPALS‏ • האיחוד האירופי EGNOS‏ • הודו GAGAN‏ • יפן MSAS‏ • יפן QZSS‏