Kuidas GPS töötab [MakeUseOf Explains]

Reklaam

Avid mängumehena imestavad mind kaasaegsete videomängude GPS-i sarnaste funktsioonide ja GPS-i tehnoloogia leviku vahel igapäevases elus korrelatsioon. Kui olin laps, olid paberkaardid ja kartograafia endiselt levinud; kui eksisid, kannatasid selle läbi ja leidsid oma tee sihtkohta. Tänapäeval on meil tehtud GPSi imesid, et meid sinna ja tagasi suunata.

Olen alles 24-aastane, nii et ma ei taha kõlada nii, nagu oleks GPS-eelne ajastu olnud kuldajastu või midagi sellist. Hindan GPS-i mugavust ja see on mu tagumiku päästnud enam kui tosinal korral. Kuid nagu palju tehnoloogiat, kipume ka seda iseenesestmõistetavaks pidama. Ma tean, et teen.

Mida on GPS? Kas sa tead, kuidas GPS töötab? Mis on selle pakutava täpsusega peaaegu täpsuse saladus? Jätkake lugemist, et õppida muljetavaldavast mõttest, mis selle suurepärase navigatsioonisüsteemi ehitamisele läks.

Mis on tuumaenergia ühine punkt, Internet Internet ja Internet ei ole sama asi [MakeUseOf Explains]Mõlemat terminit "Internet" ja "Veebivõrk" on kasutatud vaheldumisi sellest ajast, kui Internetist sai majapidamise "utiliit", mis on sama levinud kui elekter või kaabeltelevisioon. Inimesed räägivad "veebis surfamisest" ja ...

Loe rohkem ja GPS? Kõik nad algasid projektidena, mille eesmärk oli tugevdada USA tehnoloogilist eelist ülejäänud maailma ees. Täpsemalt nende tehnoloogiline eelis sõjaväelased. Internet võimaldaks kiiret suhtlemist pikkade vahemaade tagant; tuumaenergia võib olla nii hävitav kui ka energiat genereeriv; ja GPS tähendas sõjavägede navigeerimise lihtsust võõra maastiku kaudu.

GPS, mis tähistab globaalne positsioneerimissüsteemon tegelikult 27 inimese loodud satelliidist koosnev võrk, mis tiirleb ümber Maa. Neist 27 satelliidist on praegu kasutusel 24 ja ülejäänud kolm on tõrkeseifid iga 24 tõrke korral. Nende satelliitide paigutuse põhjal on vähemalt neli neist satelliitidest igal ajal taevas nähtavad.

Koos orbiidil liikuvate satelliitidega on Maa pinnal viis seirejaama: põhijaam (Colorados) ja neli mehitamata jaama, mis on paigutatud võimalikult kaugele ekvaatori lähedale (Hawaii on üks neist asukohad). Need mehitamata jaamad koguvad andmeid satelliitidelt ja edastavad need jaamale, kes enne õigete andmete GPS-satelliitidele tagasi saatmist tõlgendab ja teeb muudatusi.

Ehkki see süsteem oli algselt ette nähtud sõjaliseks kasutamiseks, avas USA selle süsteemi 1983. aastal tsiviilotstarbel, mistõttu saame neid satelliite täna kasutada oma lähimate Starbuckside leidmiseks sõrmed.

Olgu, nii et meil on see satelliitide jaamade globaalne süsteem, mis Maa atmosfääris pidevalt liiguvad ja andmeid edasi-tagasi edastavad. Kuidas meie mobiilseadmed ja autojälgijad süsteemi sisenevad, et aru saada, kus me täpselt oleme? Ja kui seal ümber hõljub nii palju satelliite, siis miks teie GPS-signaal mõnikord ebaõnnestub Kas teie GPS-i rakenduse andmesideühendus on halb? Proovige 3 värskendatud võrguühenduseta kaarti [Android]Hiljuti hõlmas Chris kolme parimat võrguühenduseta GPS-i rakendust, mis on saadaval Androidis. Pärast seda on paljud teised GPS-rakendused välja andnud või saanud suuri värskendusi. Kas neid uustulnukaid saab soodsamalt võrrelda ... Loe rohkem ?

Mõelge sellele, mida kasutate GPS-i navigeerimiseks. Kas see on TomTomi armatuurlaua kinnitus või Google'i rakendus Maps Kuidas Google Maps töötab?Google Mapsi kasutavad miljonid inimesed iga päev ja võite olla üks neist, kuid kuidas see tegelikult töötab ja kuidas Google nii täpselt oma täpsust säilitab? Loe rohkem , idee on sama: teie seade on GPS-vastuvõtja. Teisisõnu, teie seade võtab vastu andmeid GPS-satelliitidelt pea kohal. Milliseid andmeid? Lihtsamalt öeldes näitab iga satelliit teie seadmele teie ja selle satelliidi vahelist kaugust.

Sel hetkel võite olla pisut segaduses, kuna arvate, et vajate oma täpse asukoha määramiseks objektist rohkem kui kaugust. Ja teil oleks õigus! Kasutades iga satelliidi kaugust, saab teie GPS-seade kasutada tehnikat, mida nimetatakse trileratsioon leida, kus sa oled.

Kujutage ette, et olete kõrbes kadunud. Kui helistaksite oma sõbrale Philadelphias ja ta võluväel teaks täpselt, kui kaugel temast olete, siis ütleks ta teile, et olete Philadelphiast 400 miili kaugusel. Teadmisest sellest siiski ei piisa, sest see kaugus ühest punktist võib tähendada mis tahes punkti 400 miili raadiuses ringi selle punkti ümber.

Nii et helistate teisele sõbrale New Yorgis ja ta ütleb, et olete 300 miili kaugusel. Nüüd on teil kaks vahemaa ringi ja iga punkt mööda neid ringe on potentsiaalne koht, kus te võiksite sellel hetkel olla. Nagu näete, ristuvad kaks ringi kahes punktis: vahemaa andmete põhjal teate, et asute mõlemas neist punktidest.

Ja kui helistaksite kolmandale sõbrale ja ta ütleks teile, et asusite Newarkist 200 miili kaugusel, oleks teil kolm asukohta, mis ristuvad. Kus sa oled.

Sama tehnikat kasutab GPS, kus iga satelliiti saab ülaltoodud näites vaadelda kui ühte oma sõpra. Kuid kuna satelliidid töötavad 3D-ruumis, peaksite kujutlema ringide asemel sfääride ristmikku. Kombineerige need vahemaa andmed tõsiasjaga, et peate seisma Maa pinnal (see toimib neljanda sfäärina) ja seda on üsna lihtne leida, kus te olete.

Täpse GPS-teabe saamiseks proovib enamik seadmeid luua ühenduse vähemalt nelja satelliidiga. See on ka põhjus, miks mõnikord kulub teie seadmel GPS-i asukohtade värskendamine kaua. See on ka põhjus, miks teil mõnikord pole signaali: võite olla ühendatud ühe või kahe satelliidiga, kuid sellest ei piisa.

Muidugi on GPS-i toimimise taga palju rohkem matemaatikat ja teadust. Näiteks satelliidi ja vastuvõtja vahelise signaali viivituse kompenseerimine (raadiolained liiguvad ainult nii kiiresti). Kunagi mõelnud miks GPS tapab teie telefoni aku 10 tõestatud ja testitud näpunäidet aku kestvuse pikendamiseks AndroidisKas kannatate Androidi kehva akukestvuse pärast? Järgige neid näpunäiteid, et oma Android-seadme akust rohkem mahla saada. Loe rohkem ? Põhjus on see, et teie telefon peab arvutusvead pidevalt parandama.

Loodetavasti õppisite natuke GPS-i ja selle toimimist. Ma tegelikult ei teadnud ma, kuidas see kõik töötab, kuni tegin selle artikli jaoks uurimistööd ja selle idee on nii põnev kui kaval. Kui te ikkagi ei saa sellest aru, siis võib-olla ei selgitanud ma seda piisavalt hästi; sel juhul kutsun teid üles esitama kommentaarides selgituse saamiseks küsimusi.

Pildikrediidid: GPS-võrk Shutterstocki kaudu, GPS-telefon Shutterstocki kaudu, GPS-satelliit Shutterstocki kaudu