Kuidas GPS tegelikult toimib
Me elame juba tulevikus. Meil on pihuarvutid, mis kasutavad satelliite, et täpselt tuvastada meie täpset asukohta peaaegu kõikjal planeedil. Aga kas te olete kunagi mõelnud, kuidas GPS töötab?
GPS-seadmed ei kontakteeru tegelikult satelliitidega ja edastavad neile teavet. Nad saavad andmeid ainult satelliitidelt - andmeid, mida alati edastatakse. GPS ei ole siiski ainus viis teie asukoha määramiseks.
Pildikrediit: NASA
Satelliitidest kuni käe palmini
Globaalne positsioneerimissüsteem loodi algselt Ameerika Ühendriikide poolt sõjaliseks kasutamiseks, kuid lõpuks avati see tsiviilkasutusele. Vähemalt 24 GPS-satelliiti on alati Maa peal ringi ja nad edastavad pidevalt andmeid.
Satelliidid on paigutatud orbiidile, nii et neljast satelliidist on taevas nähtav mistahes Maa peal. (Sa ei saa neid tegelikult näha, kuid raadiosaates on otsene tee.) See tähendab, et GPS ei tööta, kui signaalid blokeeritakse - sa tahad üsna otsest teed sinu ja taeva vahel. Maa-aluses punkris või mäe all asuvas koobas see ei tööta.
GPS-satelliidid edastavad pidevalt raadiosignaale Maa poole. Iga edastamine sisaldab GPS-satelliidi asukohta ja signaali saatmise aega. Igal satelliidil on aatomkell, nii et aeg on väga täpne.
Pildi krediit: Cliff on Flickr
Kuidas GPS määrab teie asukoha
Sisseehitatud GPSiga seade - kas see on spetsiaalne auto GPS-navigatsiooniseade või nutitelefon - toimib ainult GPS-vastuvõtjana. GPS-seadmega ei ole tegelikult tegeletud satelliitidega selle asukoha kindlaksmääramiseks. Selle asemel kuulatakse ainult neid raadiosignaale, mida need satelliidid kogu aeg edastavad.
GPS-vastuvõtja „kuulab” nelja või enama satelliidi signaale. Lähemate satelliitide signaalid saabuvad varem, samal ajal kui kaugemate satelliitide signaalid saabuvad hiljem. (Tegelik aja erinevus on väga väike, kuid seda saab tuvastada GPS-vastuvõtja.) Võrreldes signaali edastamise aega ja signaali saabumise aega, saab vastuvõtja hinnata selle suhtelist kaugust kõigist neljast satelliidist. Trilateratsiooni abil saab vastuvõtja seejärel kindlaks määrata selle asukoha.
Trilateratsioon võib tunduda veidi keerulisem, kuid see on tegelikult üsna lihtne. Kujutage ette, kui keegi teile ütleb, et oled New Yorkist 500 miili kaugusel, Miami kaugusel 800 miili ja Kansas Cityst 700 miili kaugusel. Selle teabe abil saate määrata piirkonna, mis on õige kaugus kõigist nendest linnadest ja hinnata oma praegust asukohta. Kui me rääkisime teie kaugusest neljandast linnast, võiksite oma asukohta täpsemalt hinnata. See on lühikokkuvõte ja see, mida GPS-vastuvõtjad teevad, kui neid kasutate.
Pildikrediit: Alfa Flickris
GPS-i alternatiivid
GPS ei ole ainus viis, kuidas seadmed teie praegust asukohta hinnata. 911 teenus kasutab mobiiltelefonide asukoha kolmnurkseks muutmiseks raku torni tugevust. See toimib sarnaselt - mõõtes signaali tugevuse erinevusi mitmete rakutornide vahel, saab teie seade teie praegust asukohta hinnata.
Mõned seadmed võivad kasutada ka nende asukoha määramiseks Wi-Fi-põhist positsioneerimissüsteemi (WPS). Google'i tänavavaate veokid sõidavad ringi, jäädvustades lähedalasuvate pöörduspunktide nimed ja nende suhtelised tugevused teatud kohtades. Teie nutitelefon otsib lähedal asuvaid traadita võrke, saadab seejärel nende nimede ja signaalitugevuste nimekirja Google'i serveritele. Google kasutab oma andmebaasi ja hinnanguid, kus sa oled. (Google ei ole ainus Wi-Fi-põhise positsioneerimissüsteemi andmete pakkuja, kuid see on see, mida enamik inimesi tunneb.) See võib olla eriti mugav siseruumides. GPS-signaalid ei jõua.
GPS-süsteem ei ole ainus satelliitide võrgustik, mida saab kasutada ka positsioneerimiseks. Venemaal on oma GLONASS süsteem ja Hiinal on BDS. Euroopa töötab ka oma alternatiivina GPS-ile, tuntud kui Galileo. GPS-i saab sõja või konflikti ajal sulgeda või piirata, nii et riigid tahavad oma satelliite oma iseseisvalt.
Image Credit: Richard Smith Flickril
GPS iseseisvalt ei ole privaatsuse probleem - näiteks kui teil on auto jaoks GPS-seade, ei ole see tõenäoliselt teie asukoha edastamiseks võimeline. GPS võib siiski olla eraelu puutumatuse probleem, kui see on kombineeritud edastustehnoloogiaga. GPS jälgimisseadmed ei kasuta ainult GPS-vastuvõtjaid - nad salvestavad GPS-andmeid hilisemaks allalaadimiseks või GPS-andmete edastamiseks.
