Как GPS устройствата използват трилатерация

Трилатерацията е математическа техника, използвана от a глобална система за позициониране (GPS) устройство за определяне на потребителската позиция, скорост и надморска височина. Чрез постоянно приемане и анализиране на радиосигнали от множество GPS сателити и прилагане на геометрията на кръгове, сфери и триъгълници, GPS устройство може да изчисли точното разстояние или обхват до всяко сателитно същество проследени.

Как работи Trilateration

Трилатерацията е усъвършенствана версия на триангулацията, въпреки че не използва измерването на ъгли в своите изчисления. Данните от един спътник осигуряват общо местоположение на точка в голяма кръгла област на земната повърхност. Добавянето на данни от втори спътник позволява на GPS да стесни конкретното местоположение на тази точка до регион, където двете области на сателитните данни се припокриват. Добавянето на данни от трети спътник осигурява точна позиция на точката на земната повърхност.

Всички GPS устройства изискват три спътника за точно изчисляване на позицията. Данните от четвърти спътник — или дори повече от четири спътника — допълнително подобряват прецизността на точката местоположение, а също така позволява фактори като надморска височина или, в случай на самолет, надморска височина изчислено. GPS приемниците рутинно проследяват четири до седем спътника едновременно и използват трилатерация, за да анализират информацията.

GPS сателити

В Министерството на отбраната на САЩ поддържа 24-те спътника, които предават данни по целия свят. Вашето GPS устройство може да поддържа връзка с поне четири спътника, независимо къде се намирате на земята, дори в гористи райони или големи мегаполиси с високи сгради. Всеки спътник обикаля около Земята два пъти на ден, като редовно изпраща сигнали до Земята от височина около 12 500 мили. Сателитите работят на слънчева енергия и имат резервни батерии.

Когато GPS се повреди

Когато GPS навигаторът получи недостатъчно сателитни данни, тъй като не е в състояние да проследи достатъчно сателити, трилатерацията се проваля. Препятствия като големи сгради или планини също могат да блокират слабите сателитни сигнали и да попречат на точното изчисляване на местоположението. GPS устройството ще предупреди потребителя по някакъв начин, че не е в състояние да предостави правилна информация за местоположението.

Сателитите също могат временно да се провалят. Сигналите може да се движат твърде бавно поради фактори в тропосфера и йоносфера, например. Сигналите могат също да пингуват определени образувания и структури на Земята, причинявайки грешка в трилатерацията.

Държавни GPS технологии и системи

GPS е въведен през 1978 г. с изстрелването на първия глобален спътник за позициониране. Той беше контролиран и използван единствено от правителството на САЩ до 80-те години на миналия век. Пълният флот от 24 активни спътника, контролирани от САЩ, не влезе в употреба до 1994 г.

GPS устройство не изпраща данни до сателити. GPS устройствата, като смартфони, оборудвани с технологията, могат също да използват телефонни системи, като кули и мрежи за клетъчни телефони, и интернет връзки, за да подобрят допълнително точността на местоположението. Когато използвате последните две системи, GPS устройство може да изпраща данни към тези системи.

Тъй като сателитната система GPS е собственост на правителството на САЩ и може избирателно да отказва или ограничава достъпа до мрежата, други страни са разработили свои собствени GPS сателитни мрежи. Те включват:

• Китайската навигационна сателитна система BeiDou
• Руската глобална навигационна спътникова система (ГЛОНАСС)
• Системата за позициониране Galileo на Европейския съюз
• Индийската регионална навигационна спътникова система (IRNSS), известна още като NAVIC