Днес ще говорим за това какво е GPS, как работи тази система. Нека обърнем внимание на развитието на тази технология, нейните функционални характеристики. Ще обсъдим и ролята на интерактивните карти в системата.
Историята на GPS
Историята на появата на глобална система за позициониране или определяне на координати започва в Съединените щати през далечните 50-те години, когато първият съветски спътник беше изстрелян в космоса. Екип от американски учени, които наблюдаваха изстрелването, забелязаха, че с отдалечаването на спътника той равномерно променя честотата на сигнала си. След задълбочен анализ на данните те стигнаха до извода, че с помощта на спътник, по-подробно, неговото местоположение и излъчвания сигнал, е възможно точно да се определи местоположението и скоростта на човек на земята, както и и обратно, скоростта и местоположението на спътник в орбита при определяне на точните координати на човека. До края на седемдесетте години Министерството на отбраната на САЩ пусна GPS системата за собствени цели, а няколко години по-късно тя стана достъпна за гражданска употреба. Как работи GPS системата сега? Точно както работеше по онова време, според същите принципи и основи.
Сателитна мрежа
Повече от двадесет и четири спътника в околоземна орбита предават радио котви. Броят на спътниците варира, но винаги има точния брой в орбита, за да се осигури безпроблемна работа, плюс някои от тях са в резерв, така че ако първият се повреди, те ще поемат функциите си. Тъй като експлоатационният живот на всеки от тях е приблизително 10 години, се пускат нови, модернизирани версии. Сателитите се въртят в шест орбити около Земята на височина под 20 хиляди км, образувайки взаимосвързана мрежа, която се контролира от GPS станции. Последните се намират на тропически острови и са свързани с главния координационен център в САЩ.
Как работи GPS навигатор?
Благодарение на тази мрежа можете да разберете местоположението, като изчислите забавянето на сигнала от спътниците и използвате тази информация, за да определите координатите. Как работи GPS системата сега? Като всяка навигационна мрежа в космоса, тя е напълно безплатна. Работи с висока ефективност при всякакви метеорологични условия и по всяко време на денонощието. Единствената покупка, която трябва да имате, е самият GPS навигатор или устройство, което поддържа GPS функции. Всъщност принципът на работа на навигатора се основава на отдавна използвана проста навигационна схема: ако знаете точно мястото, където се намира маркерният обект, което е най-подходящо за ролята на ориентир, и разстоянието от него до вие, нарисувайте кръг, върху който маркирайте точката си с точка.местоположение. Ако радиусът на кръга е голям, заменете го с права линия. Начертайте няколко такива ленти от вашето възможно местоположение към маркерите, точката на пресичане на линиите ще посочи вашите координати на картата. Горните спътници в този случай просто играят ролята на тези маркерни обекти с разстояние около 18 хиляди км от вашето местоположение. Въпреки че обикалят с голяма скорост, местоположението им се следи постоянно. Всеки навигатор има GPS приемник, който е програмиран на желаната честота и е в пряко взаимодействие със сателита. Всеки радиосигнал съдържа определено количество кодирана информация, която включва изявления за техническото състояние на спътника, местоположението му в орбитата на Земята и часовата зона (точното време). Между другото, информацията за точното време е най-необходимата за получаване на данни за вашите координати: текущото изчисляване на продължителността от време между връщането и приемането на радиосигнала се умножава по скоростта на самата радиовълна и по при краткосрочни изчисления се изчислява разстоянието между вашето навигационно устройство и сателита в орбита.
Проблеми със синхронизирането
Въз основа на този принцип на навигация може да се предположи, че за да определите точно вашите координати, може да са ви необходими само два спътника, въз основа на сигналите на които ще бъде лесно да се намери пресечната точка и в крайна сметка - мястото, където се намирате. Но, за съжаление, техническите причини изискват използването на друг сателит като маркер. У домапроблемът е в часовника на GPS приемника, който не позволява достатъчна синхронизация със сателитите. Причината за това е разликата в дисплея на времето (на вашия навигатор и в пространството). Сателитите имат скъпи висококачествени атомни часовници, което им позволява да отчитат времето с изключителна точност, докато конвенционалните приемници просто не могат да използват такива хронометри, тъй като размерите, цената и сложността на работа не биха позволили да се използват навсякъде. Дори малка грешка от 0,001 секунди може да измести координатите с повече от 200 км!
Трети маркер
Така че разработчиците решиха да оставят обичайната технология на кварцовите часовници в GPS навигаторите и да поемат по различен път, за да бъдем по-точни - да използват съответно три, същия брой линии за последващото пресичане вместо два сателитни ориентира. Решението на проблема се основава на гениално прост изход: когато всички линии от трите обозначени маркера се пресичат, дори с възможни неточности, се създава зона под формата на триъгълник, чийто център се приема за негова среда - твоето местоположение. Освен това ви позволява да откриете разликата във времето между приемника и трите спътника (за които разликата ще бъде еднаква), което ви позволява да коригирате пресечната точка на линиите точно в центъра, с други думи - това определя вашето GPS координати.
Единична честота
Трябва също да се отбележи, че всички спътници изпращат информация към вашето устройство на една и съща честота и това е доста необичайно. Какработи ли GPS навигатор и как възприема цялата информация правилно, ако всички спътници непрекъснато и едновременно изпращат информация към него? Всичко е доста просто. За да се определят сами, предавателите на сателита изпращат и стандартна информация в радиосигнала, която съдържа криптиран код. Той отчита максималните характеристики на спътника и се въвежда в базата данни на вашето устройство, което след това ви позволява да проверявате данните от спътника с базата данни на навигатора. Дори и с голям брой спътници в обхват, те могат да бъдат идентифицирани много бързо и лесно. Всичко това опростява цялата схема и позволява използването на по-малки и по-слаби приемни антени в GPS навигаторите, което намалява цената и намалява дизайна и размерите на устройствата.
GPS карти
GPS картите се изтеглят на вашето устройство отделно, тъй като вие сами влияете върху избора на района, където искате да се преместите. Системата установява само вашите координати на планетата, а функцията на картите е да пресъздадат на екрана графична версия, върху която са приложени координатите, което ви позволява да се ориентирате в терена. Как работи GPS в този случай? Безплатно, продължава да остане в това състояние, картите в някои онлайн магазини (и не само) все още се плащат. Често за устройство с GPS навигатор се създават отделни приложения за работа с карти: както платени, така и безплатни. Разнообразието от карти приятно изненадва и ви позволява да настроите пътя от точка А до точка Б възможно най-информативно и с всички удобства: какви забележителности ще преминете, най-краткият пътдо дестинацията, гласов асистент, указващ посоката и други.
Допълнително GPS оборудване
GPS се използва не само за насочване в правилната посока. Тя ви позволява да проследявате обект, който може да съдържа така наречения маяк или GPS тракер. Състои се от самия приемник на сигнал и предавател, базиран на gsm, 3gp или други комуникационни протоколи за предаване на информация за местоположението на обект до сервизни центрове, които упражняват контрол. Използват се в много индустрии: сигурност, медицина, застраховане, транспорт и много други. Има и проследяващи устройства, които се свързват изключително с колата.
Пътувайте без проблеми
С всеки изминал ден стойностите на картата и постоянния компас отиват все по-далеч в миналото. Съвременните технологии позволяват на човек да проправи пътя за своето пътуване с минимална загуба на време, усилия и пари, като същевременно види най-вълнуващите и интересни места. Това, което беше фантазия преди век, днес се превърна в реалност и почти всеки може да се възползва от това: от военни, моряци и пилоти на самолети до туристи и куриери. Сега използването на тези системи за комерсиалната, развлекателната, рекламната индустрия набира голяма популярност, където всеки предприемач може да се посочи на глобалната карта на света и изобщо няма да е трудно да го намери. Надяваме се, че тази статия е помогнала на всички, които се интересуват от GPS - как работи, на каква база се определят координатите, каквонеговите силни и слаби страни.
