Tänään puhumme siitä, mitä GPS on, kuinka tämä järjestelmä toimii. Kiinnitämme huomiota tämän tekniikan kehitykseen, sen toiminnallisiin ominaisuuksiin. Keskustelemme myös interaktiivisten karttojen roolista järjestelmässä.
GPS:n historia
Globalin paikannusjärjestelmän tai koordinaattien määrittämisen historia alkoi Yhdysvalloissa kaukaisella 50-luvulla, kun ensimmäinen Neuvostoliiton satelliitti laukaistiin avaruuteen. Laukaisua seurannut amerikkalaisten tutkijoiden ryhmä huomasi, että satelliitin siirtyessä pois, se muutti tasaisesti signaalin taajuutta. Tietojen syvällisen analyysin jälkeen he tulivat siihen tulokseen, että satelliitin avulla, tarkemmin sen sijainti ja lähetetty signaali, on mahdollista määrittää tarkasti myös ihmisen sijainti ja nopeus maan päällä. päinvastoin, satelliitin nopeus ja sijainti kiertoradalla määritettäessä tarkan henkilön koordinaatteja. 70-luvun lopulla Yhdysv altain puolustusministeriö lanseerasi GPS-järjestelmän omiin tarkoituksiinsa, ja muutamaa vuotta myöhemmin se tuli siviilikäyttöön. Miten GPS-järjestelmä toimii nyt? Juuri niin kuin se toimi tuolloin, samojen periaatteiden ja perusteiden mukaan.
Satelliittiverkko
Yli kaksikymmentäneljä satelliittia Maan kiertoradalla lähettää radioankkureita. Satelliittien määrä vaihtelee, mutta kiertoradalla on aina oikea määrä sujuvan toiminnan varmistamiseksi, ja osa niistä on varattu, jotta jos ensimmäinen epäonnistuu, ne ottavat tehtävänsä. Koska jokaisen käyttöikä on noin 10 vuotta, uusia, päivitettyjä versioita julkaistaan. Satelliitit pyörivät kuudella kiertoradalla Maan ympäri alle 20 tuhannen kilometrin korkeudessa, se muodostaa toisiinsa yhdistetyn verkon, jota ohjaavat GPS-asemat. Jälkimmäiset sijaitsevat trooppisilla saarilla ja ovat yhteydessä Yhdysv altojen pääkoordinaatiokeskukseen.
Kuinka GPS-navigaattori toimii?
Tämän verkon ansiosta voit selvittää sijainnin laskemalla satelliittien signaalin viiveen ja käyttämällä näitä tietoja koordinaattien määrittämiseen. Miten GPS-järjestelmä toimii nyt? Kuten mikä tahansa navigointiverkko avaruudessa, se on täysin ilmainen. Se toimii erittäin tehokkaasti kaikissa sääolosuhteissa ja kaikkina vuorokaudenaikoina. Ainoa hankinta, jonka sinun pitäisi hankkia, on itse GPS-navigaattori tai laite, joka tukee GPS-ominaisuuksia. Itse asiassa navigaattorin toimintaperiaate perustuu pitkään käytettyyn yksinkertaiseen navigointimalliin: jos tiedät tarkalleen paikan, jossa merkkiobjekti sijaitsee, mikä sopii parhaiten maamerkin rooliin ja etäisyyden siitä piirrä ympyrä, johon merkitse pisteesi pisteellä.sijainti. Jos ympyrän säde on suuri, vaihda se suoralla linjalla. Piirrä useita tällaisia kaistaleita mahdollisesta sijainnistasi kohti merkkejä, viivojen leikkauspiste näyttää koordinaatit kartalla. Yllä olevat satelliitit tässä tapauksessa vain näyttelevät näitä merkkiobjekteja noin 18 tuhannen kilometrin etäisyydellä sijainnistasi. Vaikka ne kiertävät suurella nopeudella, niiden sijaintia seurataan jatkuvasti. Jokaisessa navigaattorissa on GPS-vastaanotin, joka on ohjelmoitu halutulle taajuudelle ja on suorassa vuorovaikutuksessa satelliitin kanssa. Jokainen radiosignaali sisältää tietyn määrän koodattua tietoa, joka sisältää lausunnot satelliitin teknisestä kunnosta, sen sijainnista Maan kiertoradalla ja aikavyöhykkeestä (tarkka kellonaika). Muuten, tiedot tarkasta ajasta ovat kaikkein välttämättömimmät koordinaattitietojen saamiseksi: käynnissä oleva radiosignaalin paluu- ja vastaanoton välisen ajan laskenta kerrotaan itse radioaallon nopeudella ja lyhyen aikavälin laskelmissa lasketaan navigointilaitteesi ja kiertoradalla olevan satelliitin välinen etäisyys.
Synkronointiongelmat
Tämän navigointiperiaatteen perusteella voidaan olettaa, että koordinaattien tarkkaan määrittämiseen tarvitset vain kaksi satelliittia, joiden signaalien perusteella on helppo löytää leikkauspiste, ja lopulta - paikka, jossa olet. Mutta valitettavasti tekniset syyt edellyttävät toisen satelliitin käyttöä merkkinä. Kotiongelma on GPS-vastaanottimen kellossa, joka ei salli riittävää synkronointia satelliittien kanssa. Syynä tähän on ero aikanäytössä (navigaattorissa ja avaruudessa). Satelliitteissä on kalliita korkealaatuisia atomipohjaisia kelloja, joiden avulla ne voivat pitää ajan äärimmäisen tarkasti, kun taas perinteiset vastaanottimet eivät yksinkertaisesti voi käyttää tällaisia kronometrejä, koska mitat, kustannukset ja toiminnan monimutkaisuus eivät salli niitä kaikkialla. Pienikin 0,001 sekunnin virhe voi siirtää koordinaatteja yli 200 km!
Kolmas merkki
Joten kehittäjät päättivät jättää tavanomaisen kvartsikellojen tekniikan GPS-navigaattoreihin ja valita eri polun, tarkemmin sanottuna - käyttää seuraavaan risteykseen kolmea, vastaavasti, samaa viivaa kahden satelliittimaamerkin sijaan.. Ongelman ratkaisu perustuu nerokkaan yksinkertaiseen ratkaisuun: kun kaikki kolmen nimetyn merkin viivat leikkaavat, jopa mahdollisilla epätarkkuuksilla, syntyy kolmion muotoinen vyöhyke, jonka keskipiste otetaan sen keskipisteeksi. - sijaintisi. Sen avulla voit myös havaita vastaanottimen ja kaikkien kolmen satelliitin välisen aikaeron (joille ero on sama), minkä avulla voit korjata viivojen leikkauskohdan tarkalleen keskellä, toisin sanoen - tämä määrittää sinun GPS-koordinaatit.
Yksi taajuus
On myös huomattava, että kaikki satelliitit lähettävät tietoja laitteellesi samalla taajuudella, mikä on melko epätavallista. Mitentoimiiko GPS-navigaattori ja miten se havaitsee kaiken tiedon oikein, jos kaikki satelliitit jatkuvasti ja samanaikaisesti lähettävät sille tietoa? Kaikki on melko yksinkertaista. Satelliitin lähettimet lähettävät itsensä määrittämiseksi myös standarditietoja radiosignaalissa, joka sisältää salatun koodin. Se raportoi satelliitin maksimiominaisuudet ja syötetään laitteesi tietokantaan, jonka avulla voit sitten tarkistaa satelliitin tiedot navigaattorin tietokannasta. Vaikka kantamalla on suuri määrä satelliitteja, ne voidaan tunnistaa erittäin nopeasti ja helposti. Kaikki tämä yksinkertaistaa koko järjestelmää ja mahdollistaa pienempien ja heikompien vastaanottoantennien käytön GPS-navigaattoreissa, mikä vähentää kustannuksia ja laitteiden rakennetta ja mittoja.
GPS-kartat
GPS-kartat ladataan laitteellesi erikseen, sillä sinä itse vaikutat sen alueen valintaan, johon haluat liikkua. Järjestelmä määrittää vain koordinaatit planeetalla, ja karttojen tehtävänä on luoda näytölle graafinen versio, johon koordinaatit on liitetty ja jonka avulla voit navigoida maastossa. Miten GPS toimii tässä tapauksessa? Ilmainen, se pysyy edelleen tässä tilassa, joissakin verkkokaupoissa (eikä vain) kortteja maksetaan edelleen. Usein GPS-navigaattorilla varustetulle laitteelle luodaan erilliset sovellukset karttojen kanssa työskentelemistä varten: sekä maksullisia että ilmaisia. Karttojen monimuotoisuus yllättää iloisesti ja mahdollistaa tien pisteestä A pisteeseen B mahdollisimman informatiivisen ja kaikki mukavuudet: mitä nähtävyyksiä ohitat, lyhin reittimääränpäähän, suunnan osoittava ääniavustaja ja muut.
GPS-lisälaitteet
GPS:ää käytetään muuhunkin kuin vain osoittamaan sinut oikeaan suuntaan. Sen avulla voit seurata kohdetta, joka voi sisältää niin sanotun majakan tai GPS-seurantalaitteen. Se koostuu itse signaalivastaanottimesta ja gsm-, 3gp- tai muihin viestintäprotokolliin perustuvasta lähettimestä, jolla siirretään tietoa kohteen sijainnista valvontaa harjoittaville palvelukeskuksille. Niitä käytetään monilla aloilla: turvallisuus, lääketiede, vakuutus, kuljetus ja monet muut. On myös autojen seurantalaitteita, jotka yhdistetään yksinomaan autoon.
Matka ilman ongelmia
Joka päivä kerrallaan kartan ja pysyvän kompassin arvot menevät yhä pidemmälle menneisyyteen. Nykyaikaiset tekniikat antavat ihmisen tasoittaa tietä matkaansa minimaalisella ajan-, vaivan- ja rahahäviöllä samalla kun näkee jännittävimmät ja mielenkiintoisimmat paikat. Se, mikä oli fantasia sata vuotta sitten, on tullut todeksi tänään, ja melkein kaikki voivat hyödyntää sitä: armeijasta, merimiehistä ja lentokoneiden lentäjistä turisteihin ja kuriireihin. Nyt näiden järjestelmien käyttö kaupallisessa, viihde- ja mainosteollisuudessa on saamassa suurta suosiota, jossa jokainen yrittäjä voi osoittaa itsensä globaalille maailmankartalle, eikä häntä ole vaikea löytää ollenkaan. Toivomme, että tämä artikkeli on auttanut kaikkia GPS:stä kiinnostuneita - miten se toimii, millä perusteella koordinaatit määritetään, mitäsen vahvuudet ja heikkoudet.
