Skip to main content

Kaip GPS faktiškai veikia

Kaip GPS faktiškai veikia

Geoffrey Carr

Mes jau gyvename ateityje. Turime rankinius prietaisus, kurie naudoja palydovus, kad galėtume tiksliai nurodyti mūsų tikslines vietas beveik bet kurioje planetos vietoje. Bet ar kada nors susimąstėte, kaip veikia GPS?

GPS įrenginiai iš tikrųjų nesusiję su palydovais ir neperduoda jiems informacijos. Jie gauna duomenis tik iš palydovų - duomenų, kuriuos visada perduoda. Tačiau GPS nėra vienintelis būdas, kuriuo įrenginiai gali nustatyti jūsų buvimo vietą.

Nuo palydovų iki jūsų rankos delno

Jungtines Valstijas iš pradžių sukūrė pasaulinė padėties nustatymo sistema kariniam naudojimui, tačiau galiausiai ji buvo atvira civiliniams tikslams. Mažiausiai 24 GPS palydovai visada orbitoje aplink Žemę, ir jie nuolat transliuoja duomenis.

Palydovai yra orbitoje įrengti taip, kad danguje būtų matomi keturi palydovai iš bet kurio pasaulio taško. (Jūs jų negalite pamatyti, tačiau radijo laidų yra tiesioginis kelias.) Tai reiškia, kad GPS neveiks, jei signalai bus užblokuoti - norėsite gana tiesioginio kelio tarp jūsų ir dangaus. Požeminiame bunkeryje arba urve po kalnu, jis neveiks.

GPS palydovai nuolat siunčia radijo signalus į Žemę. Kiekviena transmisija apima GPS palydovo vietą ir signalo siuntimo laiką. Kiekvienas palydovas turi atominį laikrodį, todėl laikas yra labai tikslus.

Kaip GPS nustato jūsų vietą

Prietaisas su įmontuotu GPS - ar tai yra skirta automobilinio GPS navigacijos įrenginyje, ar išmanusis telefonas - veikia tik kaip GPS imtuvas. Įrenginys su GPS iš tikrųjų nėra "susisiekti" su palydovais, kad nustatytų jo vietą. Vietoj to, tiesiog klausydamiesi radijo signalų, kurie visą laiką transliuojami iš šių palydovų.

GPS imtuvas "klauso" signalus iš keturių ar daugiau palydovų. Greitesnius signalus iš arčiau palydovų atvyks anksčiau, o vėliau iš tolimiausių palydovų pasirodys signalai. (Tikrasis laiko skirtumas yra labai mažas, tačiau jį gali aptikti GPS imtuvas.) Lyginant signalo transliavimo laiką ir signalo atvykimo laiką, imtuvas gali įvertinti jo santykinį atstumą nuo visų keturių palydovų. Naudodamas trilateriją, imtuvas gali nustatyti jo vietą.

Trilateration gali atrodyti šiek tiek sudėtingas, tačiau tai iš tikrųjų gana paprasta. Įsivaizduokite, jei kažkas jums pasakė, kad esate už 500 mylių nuo Niujorko, 800 mylių nuo Majamio ir 700 mylių nuo Kansas City. Naudodamiesi šia informacija galite nustatyti regioną, kuris yra teisingas atstumas nuo visų šių miestų, ir apskaičiuoti savo dabartinę vietą. Jei mes sakėme tavo atstumą nuo ketvirto miesto, galėtum tiksliau įvertinti savo buvimo vietą. Tai trilateration trumpai, ir tai, ką GPS imtuvai daro, kai jūs naudojate juos.

GPS alternatyvos

GPS nėra vienintelis būdas, kuriuo įrenginiai gali įvertinti jūsų dabartinę buvimo vietą. "911" paslauga naudoja ląstelių bokšto stiprumo informaciją, kad trianguliautų mobiliųjų telefonų padėtį. Tai veikia panašiai - matuojant signalų stiprumo skirtumus tarp kelių baterijų, jūsų prietaisas gali įvertinti jūsų dabartinę buvimo vietą.

Kai kurie įrenginiai taip pat gali naudoti "Wi-Fi" pagrįstą padėties nustatymo sistemą (WPS), kad nustatytų jų dabartinę vietą. "Google" gatvės vaizdų sunkvežimiai važiuoja aplink, fiksuojantys netoliese esančių prieigos taškų pavadinimus ir jų santykines pranašumus tam tikrose vietose. Jūsų išmanusis telefonas nuskaito netoliese esančius belaidžius tinklus, o tada siunčia jų vardų ir signalų sąrašą į "Google" serverius. "Google" naudoja savo duomenų bazę ir apskaičiuoja, kur esate. ("Google" nėra vienintelis "Wi-Fi" padėties nustatymo sistemos duomenų teikėjas, tačiau tai yra tas, kurį dauguma žmonių bus susipažinę su.) Tai gali būti ypač patogu patalpų vietose, GPS signalai negali pasiekti.

GPS sistema yra ne vienintelis palydovų tinklas, kurį galima naudoti ir padėčiai nustatyti. Rusija turi savo GLONASS sistemą, o Kinija turi BDS. Europa taip pat dirba su savo alternatyva GPS, žinoma kaip "Galileo". GPS gali būti uždarytas ar apribotas karo ar konflikto metu, taigi šalys nori, kad jų palydovai būtų savarankiški.


GPS savarankiškai nėra privatumo problema - pavyzdžiui, jei jūsų automobiliui yra senas GPS įrenginys, greičiausiai jis negali perduoti jūsų buvimo vietos. Tačiau, GPS kartu su perdavimo technologija gali būti privatumo problema. GPS sekimo įrenginiai ne tik naudoja GPS imtuvus - jie saugo GPS duomenis, norėdami vėliau rinkti arba perduoti GPS duomenis.

Link
Plus
Send
Send
Pin