Idag ska vi prata om vad GPS är, hur det här systemet fungerar. Låt oss uppmärksamma utvecklingen av denna teknik, dess funktionella egenskaper. Vi kommer också att diskutera vilken roll interaktiva kartor spelar i systemet.
The History of GPS
Historien om uppkomsten av ett glob alt positioneringssystem, eller bestämmande av koordinater, började i USA på det avlägsna 50-talet när den första sovjetiska satelliten sköts upp i rymden. Ett team av amerikanska forskare som övervakade uppskjutningen märkte att när satelliten flyttade iväg ändrade den sin signalfrekvens jämnt. Efter en djupgående analys av data kom de till slutsatsen att med hjälp av en satellit, mer detaljerat, dess plats och den emitterade signalen, är det möjligt att exakt bestämma platsen och hastigheten för en person på jorden, liksom som vice versa, hastigheten och platsen för en satellit i omloppsbana när man bestämmer den exakta personens koordinater. I slutet av sjuttiotalet lanserade det amerikanska försvarsdepartementet GPS-systemet för sina egna syften, och några år senare blev det tillgängligt för civilt bruk. Hur fungerar GPS-systemet nu? Precis som det fungerade på den tiden, enligt samma principer och grunder.
satellitnätverk
Mer än tjugofyra satelliter i jordens omloppsbana sänder radioankare. Antalet satelliter varierar, men det finns alltid rätt antal i omloppsbana för att säkerställa smidig drift, plus att några av dem är i reserv så att om den första misslyckas kommer de att ta över deras funktioner. Eftersom livslängden för var och en av dem är cirka 10 år lanseras nya, uppgraderade versioner. Satelliter roterar i sex banor runt jorden på en höjd av mindre än 20 tusen km, det bildar ett sammankopplat nätverk, som styrs av GPS-stationer. De senare är belägna på tropiska öar och är anslutna till det huvudsakliga koordinationscentret i USA.
Hur fungerar en GPS-navigator?
Tack vare detta nätverk kan du ta reda på platsen genom att beräkna fördröjningen av signalen från satelliterna och använda denna information för att bestämma koordinaterna. Hur fungerar GPS-systemet nu? Som alla navigationsnätverk i rymden är det helt gratis. Den fungerar med hög effektivitet i alla väderförhållanden och när som helst på dygnet. Det enda köpet du bör ha är själva GPS-navigatorn eller en enhet som stöder GPS-funktioner. Egentligen är principen för navigatorns funktion baserad på ett länge använt enkelt navigeringsschema: om du vet exakt platsen där markörobjektet är beläget, vilket är mest lämpligt för rollen som ett landmärke och avståndet från det till du, rita en cirkel som markerar din punkt med en prick.plats. Om cirkelns radie är stor, ersätt den med en rak linje. Rita flera sådana remsor från din möjliga plats mot markörerna, skärningspunkten för linjerna kommer att indikera dina koordinater på kartan. Ovanstående satelliter i detta fall spelar bara rollen som dessa markörobjekt med ett avstånd på cirka 18 tusen km från din plats. Även om de kretsar i hög hastighet övervakas deras position ständigt. Varje navigator har en GPS-mottagare, som är programmerad till önskad frekvens och är i direkt interaktion med satelliten. Varje radiosignal innehåller en viss mängd kodad information, som inkluderar uttalanden om satellitens tekniska tillstånd, dess placering i jordens omloppsbana och tidszonen (exakt tid). Förresten, information om den exakta tiden är den mest nödvändiga för att få data om dina koordinater: den pågående beräkningen av tidslängden mellan återkomst och mottagning av radiosignalen multipliceras med hastigheten på själva radiovågen och, med korttidsberäkningar, avståndet mellan din navigationsenhet och satelliten i omloppsbana beräknas.
Synkroniseringsproblem
Baserat på denna navigeringsprincip kan det antas att för att exakt bestämma dina koordinater behöver du kanske bara två satelliter, baserat på signalerna för vilka det blir lätt att hitta skärningspunkten, och i slutändan - platsen där du är. Men tyvärr kräver tekniska skäl att en annan satellit används som markör. Hemproblemet ligger i GPS-mottagarens klocka, som inte tillåter tillräcklig synkronisering med satelliterna. Anledningen till detta är skillnaden i tidsvisning (på din navigator och i rymden). Satelliter har dyra högkvalitativa atombaserade klockor, vilket gör att de kan hålla tiden med extrem noggrannhet, medan konventionella mottagare helt enkelt inte kan använda sådana kronometrar, eftersom dimensionerna, kostnaden och komplexiteten för driften inte skulle tillåta dem att användas överallt. Även ett litet fel på 0,001 sekunder kan förskjuta koordinaterna med mer än 200 km!
Tredje markör
Så utvecklarna bestämde sig för att lämna kvar den vanliga tekniken med kvartsklockor i GPS-navigatorer och ta en annan väg, för att vara mer exakt - använd tre respektive samma antal linjer för den efterföljande korsningen istället för två satellitlandmärken. Lösningen på problemet är baserad på en genialiskt enkel utväg: när alla linjer från de tre angivna markörerna skär varandra, även med möjliga felaktigheter, skapas en zon i form av en triangel, vars centrum tas som mitten. - din plats. Det låter dig också upptäcka skillnaden i tid mellan mottagaren och alla tre satelliterna (för vilka skillnaden kommer att vara densamma), vilket gör att du kan korrigera skärningen av linjerna exakt i mitten, med andra ord - detta bestämmer din GPS-koordinater.
Enkelfrekvens
Det bör också noteras att alla satelliter skickar information till din enhet på samma frekvens, och detta är ganska ovanligt. Hurfungerar en GPS-navigator och hur uppfattar den all information korrekt om alla satelliter kontinuerligt och samtidigt skickar information till den? Allt är ganska enkelt. För att bestämma sig själva skickar sändarna på satelliten även standardinformation i radiosignalen som innehåller en krypterad kod. Den rapporterar satellitens maximala egenskaper och läggs in i din enhets databas, som sedan låter dig kontrollera data från satelliten med navigatorns databas. Även med ett stort antal satelliter inom räckvidd kan de identifieras mycket snabbt och enkelt. Allt detta förenklar hela systemet och tillåter användning av mindre och svagare mottagningsantenner i GPS-navigatorer, vilket minskar kostnaderna och minskar design och dimensioner på enheter.
GPS-kartor
GPS-kartor laddas ner till din enhet separat, eftersom du själv påverkar valet av det område dit du vill flytta. Systemet fastställer bara dina koordinater på planeten, och kartornas funktion är att på skärmen återskapa en grafisk version på vilken koordinaterna appliceras, vilket gör att du kan navigera i terrängen. Hur fungerar GPS i det här fallet? Gratis, det fortsätter att vara i denna status, kort i vissa onlinebutiker (och inte bara) betalas fortfarande. Ofta skapas separata applikationer för att arbeta med kartor för en enhet med en GPS-navigator: både betalda och gratis. Mångfalden av kartor överraskar glatt och låter dig lägga upp vägen från punkt A till punkt B så informativt som möjligt och med alla bekvämligheter: vilka sevärdheter du kommer att passera, den kortaste vägentill destinationen, röstassistent som visar riktningen och andra.
Ytterligare GPS-utrustning
GPS används för mer än att bara peka dig i rätt riktning. Den låter dig spåra ett objekt, som kan innehålla en så kallad beacon, eller en GPS-spårare. Den består av själva signalmottagaren och en sändare baserad på gsm, 3gp eller andra kommunikationsprotokoll för att överföra information om ett objekts placering till servicecenter som utövar kontroll. De används i många branscher: säkerhet, medicinsk, försäkring, transport och många andra. Det finns även bilspårare som ansluter exklusivt till bilen.
Resa utan problem
För varje dag som går går värdena på kartan och den permanenta kompassen längre och längre in i det förflutna. Modern teknik tillåter en person att bana väg för sin resa med minimal förlust av tid, ansträngning och pengar, samtidigt som han ser de mest spännande och intressanta platserna. Det som var en fantasi för ungefär ett sekel sedan har blivit verklighet idag, och nästan alla kan dra nytta av det: från militären, sjömän och flygpiloter till turister och kurirer. Nu blir användningen av dessa system för kommersiella, underhållnings-, reklamindustrier stor popularitet, där varje entreprenör kan peka sig själv på den globala kartan över världen, och det kommer inte att vara svårt att hitta honom alls. Vi hoppas att den här artikeln har hjälpt alla som är intresserade av GPS - hur det fungerar, på vilken grund koordinaterna bestäms, vaddess styrkor och svagheter.
