28Aug
Me juba elame tulevikus. Meil on pihuarvutid, mis kasutavad satelliite, et täpselt määrata meie täpsed asukohad peaaegu kõikjal planeedil. Aga kas olete kunagi mõelnud, kuidas GPS toimib?
GPS-seadmed ei puuduta tegelikult satelliite ega edasta neile teavet. Nad saavad andmeid ainult satelliitidelt - andmed, mida alati edastatakse. Kuid GPS pole ainus viis, kuidas seadmed saavad teie asukohta määrata.
Image Credit: NASA
Satelliitidelt oma käe Palmile
Globaalset positsioneerimissüsteemi loodi Ameerika Ühendriikide poolt sõjaliseks kasutuseks, kuid lõpuks avanes see tsiviilkasutuseks. Vähemalt 24 GPS-satelliiti on alati Maa ümber orbiidil ja nad edastavad pidevalt andmeid.
Satelliidid on paigutatud orbiidile selliselt, et neli satelliiti on kõikjal Maalt taevas nähtavad.(Te ei saa neid tegelikult näha, kuid raadiosaatjate jaoks on otsene tee). See tähendab, et GPS ei tööta, kui signaalid blokeeritakse - te soovite suhteliselt otsest teed teie ja taeva vahel. Maa-aluses punkris või mäestiku all olevas koobas see ei toimi.
GPS-satelliidid edastavad pidevalt raadiosignaale Maa poole. Iga edastus sisaldab GPS-satelliidi asukohta ja signaali saatmise aega. Igal satelliidil on aatomkell pardal, nii et aeg on väga täpne.
Image Credit: Cliff on Flickr
Kuidas GPS määrab teie asukoha
Seade, millel on sisseehitatud GPS - kas see on spetsiaalne GPS-navigatsiooniseade või nutitelefon - toimib vaid GPS-vastuvõtjana. GPS-i seade ei määra selle asukoha kindlakstegemiseks tegelikult satelliite. Selle asemel kuuleb see raadiosignaale, mida neid satelliite kogu aeg edastatakse.
A GPS-vastuvõtja "kuulab" signaale neljast või enamast satelliidist. Suuremate satelliitide signaalid saabuvad varem, samas kui kaugemal asuvate satelliitide signaalid saabuvad hiljem.(Tegelik ajavahe on väga väike, kuid GPS-vastuvõtja saab seda tuvastada.) Võrreldes signaali edastamise aega ja signaali saabumise aega, saab vastuvõtja hinnata selle suhtelist kaugust kõigist neljast satelliidist. Trilateraati kasutades saab vastuvõtja määrata selle asukoha.
Trilateration võib tunduda natuke keeruline, kuid see on tegelikult üsna lihtne. Kujutage ette, kui keegi ütleb sulle, et olete New Yorgist 500 miili, Miami 800 miili ja 700 km kaugusel Kansas Cityist. Selle teabe abil saate määrata piirkonna, mis on kõigi nende linnade õige kaugus ja teie praegune asukoht. Kui me rääkisime teie kaugusest neljandast linnast, võiksite oma asukohta täpsemalt hinnata. Lühidalt öeldes on trilateraati ja GPS-vastuvõtjad teevad seda alati, kui neid kasutate.
pildikrediit: Alpha on Flickr
GPS-i alternatiivid
GPS ei ole ainus viis, kuidas seadmed saavad teie praegust asukohta hinnata. Teenus 911 kasutab mobiiltelefonide asukoha trianguleerimiseks mobiilitanke tugevuseinfot. See toimib sarnaselt - mitu raku tornide signaalitugevuse erinevust mõõdetakse, teie seade saab hinnata teie praegust asukohta.
Mõned seadmed võivad oma praegust asukohta määrata ka Wi-Fi-põhine positsioneerimissüsteem( WPS).Google'i tänavavaates sõitvad autod sõidavad ümber, ümbritsevate pääsupunktide nimede ja nende suhteliste tugevuste hõivamiseks teatud kohtades. Teie nutitelefon sirvib läheduses olevate traadita võrkude puhul, seejärel saadab nende nimesid ja signaali tugevusi Google'i serveritele. Google kasutab nende andmebaasi ja hinnangutega, kus te olete.(Google ei ole ainus Wi-Fi-põhiste positsioneerimissüsteemiandmete pakkuja, kuid see on see, mida enamik inimesi tunneb.) See võib olla eriti mugav siseruumides, GPS-signaalid ei jõua.
GPS-süsteem ei ole ainus võrk satelliitidest, mida saab positsioneerimiseks kasutada. Venemaal on oma GLONASS-süsteem ja Hiinas on BDS.Euroopa töötab ka omaenda alternatiivina GPS-ile, mida nimetatakse Galileoks. GPS võib sõja või konflikti ajal sulgeda või piirata, nii et riigid tahavad, et oma satelliidid oleksid iseseisvad.
Image Credit: Richard Smith Flickr
-lGPS ise ei ole privaatsusprobleem - näiteks kui teie auto jaoks on vana GPS-seade, ei pruugi see teie asukohta edastada. Kuid GPS võib olla privaatsuse probleem, kui see on ühendatud edastamistehnoloogiaga. GPS-jälgimisseadmed ei kasuta ainult GPS-vastuvõtjaid - need salvestavad GPS-andmeid GPS-andmete hilisemaks otsimiseks või edastamiseks.