Jak działa GPS [MakeUseOf wyjaśnia]

Reklama

Jako zapalony gracz jestem zaskoczony korelacją między funkcjami podobnymi do GPS we współczesnych grach wideo a rozprzestrzenianiem się technologii GPS w codziennym życiu. Kiedy byłem dzieckiem, mapy papierowe i kartografia były nadal powszechne; jeśli się zgubiłeś, przeszedłeś przez to i znalazłeś drogę do celu. Obecnie mamy cuda GPS, które poprowadzą nas tam iz powrotem.

Mam tylko 24 lata, więc nie chcę brzmieć, jakby epoka sprzed GPS była „złotym wiekiem” czy coś w tym rodzaju. Doceniam wygodę GPS i kilkakrotnie uratował mi tyłek. Ale podobnie jak wiele technologii, uważamy to za coś oczywistego. Wiem, że tak.

Co jest GPS? Czy wiesz jak działa GPS? Jaki jest sekret oferowanej przez nią dokładności? Czytaj dalej, aby dowiedzieć się o imponującej myśli, która wpłynęła na budowę tego wspaniałego systemu nawigacyjnego.

Jaki jest wspólny punkt między energią jądrową, Internet Internet i Internet to nie to samo [MakeUseOf wyjaśnia]Te dwa terminy „Internet” i „World Wide Web” były używane zamiennie, odkąd sam Internet stał się domowym „narzędziem” tak powszechnym, jak energia elektryczna czy telewizja kablowa. Ludzie mówią o „surfowaniu po sieci” i ...

Czytaj więcej i GPS? Wszystko zaczęło się od projektów mających na celu wzmocnienie przewagi technologicznej USA nad resztą świata. W szczególności ich przewaga technologiczna wojskowy. Internet umożliwiłby szybką komunikację na duże odległości; energia jądrowa może być zarówno destrukcyjna, jak i wytwarzająca energię; a GPS oznaczał łatwość nawigacji dla sił zbrojnych przez obcy teren.

GPS, który oznacza Globalny System Pozycjonowania, to właściwie sieć 27 satelitów wykonanych przez człowieka, krążących wokół Ziemi. Spośród tych 27 satelitów 24 są obecnie w użyciu, a pozostałe trzy są dostępne jako awarie w przypadku jednej z 24 awarii. W oparciu o rozmieszczenie tych satelitów co najmniej cztery z tych satelitów są widoczne na niebie w danym momencie.

Razem z orbitującymi satelitami na powierzchni Ziemi znajduje się pięć stacji monitorowania: stacja główna (w Kolorado) oraz cztery bezzałogowe stacje umieszczone w odległych lokalizacjach, które są jak najbliżej równika (Hawaje to jedna z nich) lokalizacje). Te bezzałogowe stacje zbierają dane z satelitów i przekazują je do stacji głównej, która interpretuje i dokonuje korekt przed przekazaniem odpowiednich danych z powrotem do satelitów GPS.

Chociaż ten system był pierwotnie przeznaczony do użytku wojskowego, USA otworzyły go w 1983 roku użytek cywilny i dlatego możemy dzisiaj wykorzystać te satelity, aby znaleźć najbliższego Starbucksa w mgnieniu oka palce

Okej, więc mamy ten globalny system satelitów i stacji, które nieustannie zmieniają atmosferę Ziemi i przekazują dane tam iz powrotem. W jaki sposób nasze urządzenia mobilne i urządzenia śledzące samochód łączą się z systemem, aby dowiedzieć się, gdzie dokładnie jesteśmy? A jeśli jest tam tak wiele satelitów, dlaczego tak jest? Sygnał GPS czasami zawodzi Wystąpił błąd połączenia transmisji danych aplikacji GPS? Wypróbuj 3 zaktualizowane mapy offline [Android]Niedawno Chris opisał trzy najlepsze aplikacje GPS offline dostępne na Androida. Od tego czasu wiele innych aplikacji GPS wydało lub otrzymało ważne aktualizacje. Czy ci nowicjusze porównują się pozytywnie z tymi ocenionymi przez ... Czytaj więcej ?

Pomyśl o tym, czego używasz do nawigacji GPS. Niezależnie od tego, czy jest to uchwyt TomTom na deskę rozdzielczą, czy Aplikacja Mapy od Google Jak działają Mapy Google?Mapy Google są używane przez miliony ludzi każdego dnia i możesz być jedną z nich, ale jak to naprawdę działa i jak Google zachowuje swoją dokładność tak dobrze? Czytaj więcej , pomysł jest taki sam: Twoje urządzenie to Odbiornik GPS. Innymi słowy, urządzenie odbiera dane z satelitów GPS nad głową. Jakie dane? Mówiąc najprościej, każdy satelita informuje urządzenie o odległości między tobą a tym satelitą.

W tym momencie możesz być trochę zdezorientowany, ponieważ uważasz, że potrzebujesz więcej niż odległości od obiektu, aby wskazać dokładną lokalizację. I miałbyś rację! Korzystając z odległości od każdego satelity, urządzenie GPS może korzystać z techniki o nazwie trileration znaleźć gdzie jesteś.

Wyobraź sobie, że zgubiłeś się w dziczy. Jeśli zadzwoniłeś do swojego przyjaciela w Filadelfii, a on magicznie dokładnie wiedział, jak daleko jesteś od niego, powiedziałby ci, że jesteś 400 mil od Filadelfii. Świadomość tego nie wystarczy, ponieważ odległość od pojedynczego punktu może oznaczać dowolny punkt na okręgu o promieniu 400 mil wokół tego punktu.

Więc dzwonisz do drugiego przyjaciela w Nowym Jorku, a on mówi, że jesteś w odległości 300 mil. Teraz masz dwa koła odległości i każdy punkt wzdłuż tych kół jest potencjalnym miejscem, w którym możesz być w tym momencie. Jak widać, dwa koła przecinają się w dwóch miejscach: na podstawie danych odległości wiesz, że jesteś w jednym z tych miejsc.

A jeśli zadzwonisz do trzeciego przyjaciela, a on powie ci, że jesteś 200 mil od Newark, będziesz mieć trzy kręgi, które przecinają się w jednym miejscu. Tam jesteś

Tej samej techniki używa GPS, w której każdy satelita może być widziany jako jeden z twoich znajomych z powyższego przykładu. Ale ponieważ satelity działają w przestrzeni 3D, musisz wyobrazić sobie przecięcie się kul zamiast kół. Połącz te dane odległości z faktem, że musisz stać na powierzchni Ziemi (która działa jak 4. kula) i łatwo jest znaleźć to, gdzie jesteś.

Aby uzyskać dokładne dane GPS, większość urządzeń próbuje połączyć się z co najmniej czterema satelitami. Dlatego też czasami aktualizacja urządzenia GPS zajmuje dużo czasu. Dlatego też czasami nie masz sygnału: możesz być podłączony do jednego lub dwóch satelitów, ale to nie wystarczy.

Oczywiście za działaniem GPS kryje się znacznie więcej matematyki i nauk ścisłych. Na przykład kompensowanie opóźnienia sygnału między satelitami a odbiornikami (fale radiowe poruszają się tak szybko). Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego GPS zabija baterię telefonu 10 sprawdzonych i przetestowanych wskazówek przedłużających żywotność baterii w systemie AndroidCierpisz z powodu słabej żywotności baterii w Androidzie? Postępuj zgodnie z tymi wskazówkami, aby uzyskać więcej soku z baterii urządzenia z Androidem. Czytaj więcej ? To dlatego, że Twój telefon musi stale poprawiać błędy w obliczeniach.

Mam nadzieję, że nauczyłeś się trochę o GPS i jego działaniu. Właściwie nie wiedziałem, jak to wszystko działa, dopóki nie przeprowadziłem badań nad tym artykułem, a idea, która za tym stoi, jest zarówno fascynująca, jak i mądra. Jeśli nadal tego nie rozumiesz, być może nie wyjaśniłem tego wystarczająco dobrze; w takim przypadku zachęcam do zadawania pytań w komentarzach w celu wyjaśnienia.

Kredyty obrazkowe: Sieć GPS przez Shutterstock, Telefon GPS przez Shutterstock, Satelita GPS przez Shutterstock