Danes bomo govorili o tem, kaj je GPS, kako ta sistem deluje. Bodimo pozorni na razvoj te tehnologije, njene funkcionalne značilnosti. Razpravljali bomo tudi o vlogi, ki jo imajo interaktivni zemljevidi v sistemu.
Zgodovina GPS
Zgodovina nastanka globalnega sistema za določanje položaja ali določanja koordinat se je začela v ZDA v daljnih 50-ih letih, ko je bil v vesolje izstreljen prvi sovjetski satelit. Skupina ameriških znanstvenikov, ki je spremljala izstrelitev, je opazila, da je satelit z odmikom enakomerno spreminjal frekvenco signala. Po poglobljeni analizi podatkov so prišli do zaključka, da je s pomočjo satelita, natančneje, njegove lokacije in oddanega signala, mogoče natančno določiti lokacijo in hitrost človeka na zemlji, pa tudi in obratno, hitrost in lokacijo satelita v orbiti pri določanju točnih koordinat osebe. Do konca sedemdesetih let je ameriško obrambno ministrstvo lansiralo sistem GPS za lastne namene, nekaj let pozneje pa je postal dostopen za civilno uporabo. Kako zdaj deluje sistem GPS? Točno tako, kot je delovalo takrat, po istih principih in temeljih.
Satelitsko omrežje
Več kot štiriindvajset satelitov v zemeljski orbiti oddaja radijska sidra. Število satelitov je različno, vendar je v orbiti vedno pravo število, ki zagotavlja nemoteno delovanje, poleg tega so nekateri v rezervi, tako da, če prvi odpove, prevzamejo svoje funkcije. Ker je življenjska doba vsakega od njih približno 10 let, prihajajo na trg nove, nadgrajene različice. Sateliti se vrtijo v šestih orbitah okoli Zemlje na višini manj kot 20 tisoč km, tvorijo medsebojno povezano omrežje, ki ga nadzorujejo postaje GPS. Slednji se nahajajo na tropskih otokih in so povezani z glavnim koordinacijskim centrom v ZDA.
Kako deluje GPS navigator?
Zahvaljujoč temu omrežju lahko ugotovite lokacijo tako, da izračunate zakasnitev satelitskega signala in s temi informacijami določite koordinate. Kako zdaj deluje sistem GPS? Kot vsako navigacijsko omrežje v vesolju je popolnoma brezplačno. Deluje z visoko učinkovitostjo v vseh vremenskih razmerah in kadarkoli v dnevu. Edini nakup, ki bi ga morali kupiti, je sam GPS navigator ali naprava, ki podpira funkcije GPS. Pravzaprav načelo delovanja navigatorja temelji na dolgo uporabljeni preprosti navigacijski shemi: če natančno poznate kraj, kjer se nahaja označevalni predmet, ki je najbolj primeren za vlogo mejnika, in razdaljo od njega do narišite krog, na katerem s piko označite svojo točko.lokacija. Če je polmer kroga velik, ga zamenjajte z ravno črto. Narišite več takšnih trakov od vaše možne lokacije proti označevalcem, točka presečišča črt bo označevala vaše koordinate na zemljevidu. Zgornji sateliti v tem primeru igrajo le vlogo teh označevalnih objektov z razdaljo približno 18 tisoč km od vaše lokacije. Čeprav krožijo z veliko hitrostjo, njihovo lokacijo nenehno spremljajo. Vsak navigator ima GPS sprejemnik, ki je programiran na želeno frekvenco in je v neposredni interakciji s satelitom. Vsak radijski signal vsebuje določeno količino kodiranih informacij, ki vključujejo izjave o tehničnem stanju satelita, njegovi lokaciji v Zemljini orbiti in časovnem pasu (točnem času). Mimogrede, informacija o točnem času je najbolj potrebna za pridobivanje podatkov o vaših koordinatah: tekoči izračun časa med povratkom in sprejemom radijskega signala se pomnoži s hitrostjo samega radijskega valovanja in s pri kratkoročnih izračunih se izračuna razdalja med vašo navigacijsko napravo in satelitom v orbiti.
Težave s sinhronizacijo
Na podlagi tega načela navigacije lahko domnevamo, da boste za natančno določitev svojih koordinat morda potrebovali le dva satelita, na podlagi katerih bo mogoče enostavno najti točko presečišča in na koncu - kraj, kjer ste. Toda na žalost tehnični razlogi zahtevajo uporabo drugega satelita kot označevalca. domatežava je v uri GPS sprejemnika, ki ne omogoča zadostne sinhronizacije s sateliti. Razlog za to je razlika v prikazu časa (na navigatorju in v prostoru). Sateliti imajo drage visokokakovostne atomske ure, kar jim omogoča izjemno natančno merjenje časa, medtem ko običajni sprejemniki takšnih kronometrov preprosto ne morejo uporabljati, saj dimenzije, stroški in zahtevnost delovanja ne bi omogočili, da bi jih uporabljali povsod. Tudi majhna napaka 0,001 sekunde lahko premakne koordinate za več kot 200 km!
tretja oznaka
Zato so se razvijalci odločili, da zapustijo običajno tehnologijo kvarčnih ur v GPS navigatorjih in uberejo drugo pot, natančneje - uporabijo tri oziroma enako število črt za naslednje križišče namesto dveh satelitskih mejnikov. Rešitev problema temelji na genialno preprostem izhodu: ko se vse črte treh označenih oznak sekajo, tudi z morebitnimi netočnostmi, se ustvari cona v obliki trikotnika, katerega središče je vzeto za njegovo sredino. - vaša lokacija. Omogoča vam tudi zaznavanje časovne razlike med sprejemnikom in vsemi tremi sateliti (za katere bo razlika enaka), kar vam omogoča, da popravite presečišče linij natančno v središču, z drugimi besedami – to določa vaš GPS koordinate.
Enojna frekvenca
Upoštevati je treba tudi, da vsi sateliti pošiljajo informacije v vašo napravo na isti frekvenci, kar je precej nenavadno. Kakoali GPS navigator deluje in kako pravilno zazna vse informacije, če mu vsi sateliti neprekinjeno in hkrati pošiljajo informacije? Vse je precej preprosto. Da bi se sami določili, oddajniki na satelitu pošiljajo tudi standardne informacije v radijskem signalu, ki vsebuje šifrirano kodo. Poroča o največjih lastnostih satelita in se vnese v bazo podatkov vaše naprave, ki vam nato omogoča preverjanje podatkov s satelita z bazo podatkov navigatorja. Tudi z velikim številom satelitov v dosegu jih je mogoče zelo hitro in enostavno prepoznati. Vse to poenostavlja celotno shemo in omogoča uporabo manjših in šibkejših sprejemnih anten v GPS navigatorjih, kar znižuje stroške in zmanjša zasnovo in dimenzije naprav.
GPS zemljevidi
GPS zemljevidi se na vašo napravo nalagajo ločeno, saj sami vplivate na izbiro območja, kamor se želite premakniti. Sistem samo vzpostavi vaše koordinate na planetu, funkcija zemljevidov pa je, da na zaslonu poustvarijo grafično različico, na kateri so nanesene koordinate, ki vam omogoča navigacijo po terenu. Kako deluje GPS v tem primeru? Brezplačno, še naprej ostaja v tem statusu, kartice v nekaterih spletnih trgovinah (in ne samo) so še vedno plačljive. Pogosto so za napravo z GPS navigatorjem ustvarjene ločene aplikacije za delo z zemljevidi: plačljive in brezplačne. Raznolikost zemljevidov prijetno preseneti in vam omogoča, da čim bolj informativno in z vsemi dodatki postavite cesto od točke A do točke B: mimo katerih znamenitosti boste, najkrajša potdo cilja, glasovni pomočnik, ki označuje smer in drugo.
Dodatna oprema GPS
GPS se uporablja za več kot le za usmerjanje v pravo smer. Omogoča vam sledenje predmeta, ki lahko vsebuje tako imenovani svetilnik ali GPS sledilnik. Sestavljen je iz samega sprejemnika signala in oddajnika, ki temelji na gsm, 3gp ali drugih komunikacijskih protokolih za prenos informacij o lokaciji predmeta do servisnih centrov, ki izvajajo nadzor. Uporabljajo se v številnih panogah: varnosti, zdravstva, zavarovalništva, transporta in mnogih drugih. Obstajajo tudi sledilniki avtomobilov, ki se povezujejo izključno z avtomobilom.
Potuj brez težav
Z vsakim dnem segajo vrednosti zemljevida in trajnega kompasa vse dlje v preteklost. Sodobne tehnologije omogočajo človeku, da z minimalno izgubo časa, truda in denarja utre pot svojemu potovanju, hkrati pa si ogleda najbolj vznemirljiva in zanimiva mesta. Kar je bila fantazija pred stoletjem, je danes postala resničnost in to lahko izkoristijo skoraj vsi: od vojske, mornarjev in letalskih pilotov do turistov in kurirjev. Zdaj postaja vse bolj priljubljena uporaba teh sistemov za komercialno, zabavno, oglaševalsko industrijo, kjer se lahko vsak podjetnik pokaže na globalnem zemljevidu sveta in ga sploh ne bo težko najti. Upamo, da je ta članek pomagal vsem, ki jih zanima GPS - kako deluje, na podlagi česa se določijo koordinate, kajnjegove prednosti in slabosti.
