Kaip iš tikrųjų veikia GPS



Mes jau gyvename ateitimi. Turime delninius įrenginius, kurie naudoja palydovus, kad tiksliai nustatytų mūsų vietas beveik bet kurioje planetos vietoje. Bet ar kada susimąstėte, kaip veikia GPS?

GPS įrenginiai iš tikrųjų nesusisiekia su palydovais ir neperduoda jiems informacijos. Jie gauna duomenis tik iš palydovų – duomenis, kurie nuolat perduodami. Tačiau GPS nėra vienintelis būdas, kuriuo įrenginiai gali nustatyti jūsų vietą.





Vaizdo kreditas: NASA

Nuo palydovų iki delno

Pasaulinė padėties nustatymo sistema iš pradžių buvo sukurta JAV kariniam naudojimui, tačiau galiausiai ji buvo atverta civiliniam naudojimui. Mažiausiai 24 GPS palydovai visada yra orbitoje aplink Žemę ir nuolat transliuoja duomenis.



Palydovai išdėstyti orbitoje taip, kad danguje iš bet kurio Žemės taško būtų matomi keturi palydovai. (Jūs iš tikrųjų jų nematote, bet yra tiesioginis radijo transliacijų kelias.) Tai reiškia, kad GPS neveiks, jei signalai bus blokuojami – norėsite gana tiesaus kelio tarp jūsų ir dangaus. Požeminiame bunkeryje ar urve po kalnu tai neveiks.

GPS palydovai nuolat siunčia radijo signalus į Žemę. Kiekvienas siuntimas apima GPS palydovo vietą ir signalo siuntimo laiką. Kiekvienas palydovas turi atominį laikrodį, todėl laikas yra labai tikslus.



Vaizdo kreditas: Cliffas „Flickr“.

Kaip GPS nustato jūsų vietą

Įrenginys su integruotu GPS – nesvarbu, ar tai automobilyje esantis GPS navigacijos įrenginys, ar išmanusis telefonas – veikia tik kaip GPS imtuvas. Įrenginys su GPS iš tikrųjų nesusisiekia su palydovais, kad nustatytų savo vietą. Vietoj to, jis tiesiog klausosi radijo signalų, kurie visą laiką transliuojami iš šių palydovų.

Skelbimas

GPS imtuvas klauso signalų iš keturių ar daugiau palydovų. Signalai iš artimesnių palydovų pasieks anksčiau, o signalai iš tolimesnių palydovų pasieks vėliau. (Tikrasis laiko skirtumas yra labai mažas, bet jį gali aptikti GPS imtuvas.) Lyginant signalo transliavimo ir signalo atvykimo laiką, imtuvas gali įvertinti savo santykinį atstumą nuo visų keturių palydovų. Naudodamas trilateraciją, imtuvas gali nustatyti savo vietą.

Trilateracija gali skambėti šiek tiek sudėtingai, bet iš tikrųjų tai gana paprasta. Įsivaizduokite, jei kas nors jums pasakytų, kad esate 500 mylių nuo Niujorko, 800 mylių nuo Majamio ir 700 mylių nuo Kanzaso. Turėdami šią informaciją galite nustatyti regioną, kuris yra tinkamu atstumu nuo visų šių miestų, ir įvertinti savo dabartinę vietą. Jei pasakytume jūsų atstumą nuo ketvirto miesto, galėtumėte dar tiksliau įvertinti savo vietą. Trumpai tariant, tai yra trišališkumas, ir tai daro GPS imtuvai, kai juos naudojate.

Vaizdo kreditas: Alfa „Flickr“.

GPS alternatyvos

GPS nėra vienintelis būdas, kuriuo įrenginiai gali nustatyti jūsų dabartinę vietą. 911 paslauga naudoja mobiliojo ryšio bokšto stiprumo informaciją, kad nustatytų mobiliųjų telefonų padėtį. Tai veikia panašiai – matuojant signalo stiprumo skirtumus tarp kelių mobiliojo ryšio bokštų, jūsų įrenginys gali nustatyti jūsų dabartinę vietą.

Kai kurie įrenginiai taip pat gali naudoti „Wi-Fi“ pagrįstą padėties nustatymo sistemą (WPS), kad nustatytų savo dabartinę vietą. „Google“ gatvės vaizdo sunkvežimiai važinėja aplinkui, fiksuodami netoliese esančių prieigos taškų pavadinimus ir santykinę jų stiprumą tam tikrose vietose. Jūsų išmanusis telefonas nuskaito netoliese esančius belaidžius tinklus, tada siunčia jų pavadinimų ir signalo stiprumo sąrašą į „Google“ serverius. „Google“ naudoja jų duomenų bazę ir įvertina jūsų buvimo vietą. („Google“ nėra vienintelė „Wi-Fi“ pagrįstos padėties nustatymo sistemos duomenų teikėja, bet dauguma žmonių tai žinos.) Tai gali būti ypač patogu patalpose, kuriose GPS signalai nepasiekiami.

Skelbimas

GPS sistema taip pat nėra vienintelis palydovų tinklas, kurį galima naudoti padėties nustatymui. Rusija turi savo GLONASS sistemą, o Kinija – BDS. Europa taip pat kuria savo alternatyvą GPS, žinomą kaip Galileo. Karo ar konflikto metu GPS gali būti išjungtas arba apribotas, todėl šalys nori, kad jų palydovai būtų savarankiški.

Vaizdo kreditas: Richardas Smithas „Flickr“.


Pats GPS nekelia susirūpinimo dėl privatumo – pavyzdžiui, jei automobilyje turite seną GPS įrenginį, jis greičiausiai negalės perduoti jūsų buvimo vietos. Tačiau GPS gali kelti susirūpinimą dėl privatumo, kai jis derinamas su perdavimo technologija. GPS sekimo įrenginiai ne tik naudoja GPS imtuvus – jie saugo GPS duomenis, kad vėliau būtų galima juos gauti, arba perduoda GPS duomenis.

SKAITYTI KITAS Chriso Hoffmano profilio nuotrauka Chrisas Hoffmanas
Chrisas Hoffmanas yra „How-To Geek“ vyriausiasis redaktorius. Jis daugiau nei dešimtmetį rašė apie technologijas ir dvejus metus buvo „PCWorld“ apžvalgininkas. Chrisas rašė „The New York Times“, buvo kalbintas kaip technologijų ekspertas tokiose televizijos stotyse kaip Majamio NBC 6, o apie jo darbą rašė tokios naujienos kaip BBC. Nuo 2011 m. Chrisas parašė daugiau nei 2 000 straipsnių, kurie buvo perskaityti beveik milijardą kartų – ir tai tik čia, How-To Geek.
Skaityti visą biografiją

Įdomios Straipsniai