Jak działa GPS

Żyjemy już w przyszłości. Posiadamy urządzenia przenośne, które wykorzystują satelity do precyzyjnego lokalizowania naszych precyzyjnych lokalizacji w dowolnym miejscu na świecie. Ale czy zastanawiałeś się kiedyś, jak działa GPS?Urządzenia

GPS w rzeczywistości nie kontaktują się z satelitami i nie przekazują im informacji. Otrzymują tylko dane z satelitów - dane, które są zawsze przesyłane. Jednak GPS nie jest jedynym sposobem, w jaki urządzenia mogą określić Twoją lokalizację.

Image Credit: NASA

Od satelitów po palmę

System globalnego pozycjonowania został pierwotnie stworzony przez Stany Zjednoczone do celów wojskowych, ale ostatecznie został otwarty do użytku cywilnego. Co najmniej 24 satelity GPS są zawsze na orbicie wokół Ziemi i stale transmitują dane.

Satelity są rozmieszczone na orbicie tak, że cztery satelity są widoczne na niebie z dowolnego punktu na Ziemi.(Nie można ich zobaczyć, ale istnieje bezpośrednia ścieżka do transmisji radiowych.) Oznacza to, że GPS nie zadziała, jeśli sygnały będą blokowane - będziesz potrzebować dość bezpośredniej ścieżki między tobą a niebem. W podziemnym bunkrze lub w jaskini pod górą nie zadziała. Satelity GPS

nieustannie transmitują sygnały radiowe w kierunku Ziemi. Każda transmisja zawiera lokalizację satelity GPS i czas wysłania sygnału. Każdy satelita ma wbudowany zegar atomowy, więc czas jest bardzo precyzyjny.

Image Credit: Cliff on Flickr

Jak GPS określa Twoją lokalizację

Urządzenie z wbudowanym GPS - czy to dedykowane samochodowe urządzenie do nawigacji GPS, czy smartfon - działa tylko jako odbiornik GPS.Urządzenie z GPS w rzeczywistości nie "kontaktuje się" z satelitami w celu ustalenia jego położenia. Zamiast tego, po prostu nasłuchuje sygnałów radiowych, które są transmitowane z tych satelitów przez cały czas.

Odbiornik GPS "nasłuchuje" sygnałów z czterech lub więcej satelitów. Sygnały z bliższych satelitów pojawią się wcześniej, a sygnały z dalszych satelitów pojawią się później.(Faktyczna różnica czasu jest bardzo mała, ale może zostać wykryta przez odbiornik GPS.) Porównując czas, w którym sygnał był nadawany i czas nadejścia sygnału, odbiornik może oszacować jego względną odległość od wszystkich czterech satelitów. Korzystając z trilateracji, odbiornik może następnie określić swoje położenie. Trilateracja

może brzmieć nieco skomplikowanie, ale w rzeczywistości jest dość prosta. Wyobraź sobie, że ktoś ci powiedział, że jesteś 500 mil od Nowego Jorku, 800 mil od Miami i 700 mil od Kansas City. Dzięki tym informacjom możesz określić region, który jest prawidłową odległością od wszystkich tych miast i oszacować Twoją bieżącą lokalizację.Jeśli powiemy Ci odległość od czwartego miasta, możesz jeszcze dokładniej określić swoją lokalizację.To trilateracja w pigułce, a to właśnie robią odbiorniki GPS za każdym razem, gdy ich używasz.

Image Credit: Alpha on Flickr

Alternatywy dla GPS

GPS to nie jedyny sposób, w jaki urządzenia mogą oszacować twoją obecną lokalizację.Usługa 911 korzysta z informacji o sile wieży komórki, aby dokonać triangulacji położenia telefonów komórkowych. Działa to w podobny sposób - mierząc różnice w sile sygnału między wieloma wieżami komórkowymi, urządzenie może oszacować aktualną pozycję.

Niektóre urządzenia mogą również wykorzystywać system pozycjonowania oparty na sieci Wi-Fi( WPS) do określania ich bieżącej lokalizacji. Ciężarówki z widokiem na ulicę Google jeżdżą dookoła, rejestrując nazwy pobliskich punktów dostępowych i ich względne zalety w określonych lokalizacjach. Twój smartfon wyszuka pobliskie sieci bezprzewodowe, a następnie wyśle ​​listę ich nazw i moc sygnałów do serwerów Google. Google używa ich bazy danych i szacunków, gdzie jesteś.(Google nie jest jedynym dostawcą danych systemu pozycjonowania opartego na Wi-Fi, ale jest to ten, który większość ludzi będzie znała.) Może to być szczególnie wygodne w lokalizacjach w pomieszczeniach, do których nie dociera sygnał GPS.

System GPS nie jest jedyną siecią satelitów, którą można wykorzystać do pozycjonowania. Rosja ma własny system GLONASS, a Chiny mają BDS.Europa pracuje również nad własną alternatywą dla GPS, znaną jako Galileo. GPS może zostać wyłączony lub ograniczony w czasie wojny lub konfliktu, więc narody chcą, aby ich własne satelity były samowystarczalne.

Image Credit: Richard Smith w serwisie Flickr

Sam

GPS nie jest problemem dotyczącym prywatności - na przykład, jeśli masz stary moduł GPS do samochodu, prawdopodobnie nie jest w stanie przesłać twojej lokalizacji. Jednak GPS może stanowić problem w zakresie ochrony prywatności w połączeniu z technologią transmisji. Urządzenia śledzące GPS nie używają tylko odbiorników GPS - przechowują dane GPS do późniejszego pobierania lub przesyłają dane GPS.