Jak zařízení GPS využívají trilateraci

Trilaterace je matematická technika používaná a Globální Polohovací Systém (GPS) zařízení k určení polohy uživatele, rychlosti a nadmořské výšky. Neustálým přijímáním a analýzou rádiových signálů z více satelitů GPS a aplikací geometrie kruhy, koule a trojúhelníky, může zařízení GPS vypočítat přesnou vzdálenost nebo dosah ke každé družici sledované.

Jak funguje trilaterace

Trilaterace je sofistikovaná verze triangulace, i když ve svých výpočtech nepoužívá měření úhlů. Data z jednoho satelitu poskytují obecnou polohu bodu v rámci velké kruhové oblasti na povrchu Země. Přidání dat z druhého satelitu umožňuje systému GPS zúžit konkrétní umístění tohoto bodu na oblast, kde se dvě oblasti satelitních dat překrývají. Přidáním dat z třetí družice získáte přesnou polohu bodu na zemském povrchu.

Všechna zařízení GPS vyžadují pro přesný výpočet polohy tři satelity. Údaje ze čtvrté družice – nebo dokonce více než čtyř družic – dále zvyšují přesnost bodu umístění a také umožňuje faktory, jako je nadmořská výška nebo v případě letadel nadmořská výška vypočítané. Přijímače GPS běžně sledují čtyři až sedm satelitů současně a k analýze informací používají trilateraci.

GPS satelity

The Ministerstvo obrany USA spravuje 24 satelitů, které přenášejí data po celém světě. Vaše zařízení GPS může zůstat ve spojení s nejméně čtyřmi satelity bez ohledu na to, kde se na zemi nacházíte, dokonce i v zalesněných oblastech nebo velkých metropolích s vysokými budovami. Každý satelit obíhá Zemi dvakrát denně a pravidelně vysílá signály na Zemi z výšky asi 12 500 mil. Satelity fungují na solární energii a mají záložní baterie.

Když selže GPS

Když navigátor GPS přijme nedostatečná satelitní data, protože není schopen sledovat dostatek satelitů, trilaterace selže. Překážky, jako jsou velké budovy nebo hory, mohou také blokovat slabé satelitní signály a bránit přesnému výpočtu polohy. Zařízení GPS upozorní uživatele nějakým způsobem, že není schopno poskytnout správné informace o poloze.

Satelity mohou také dočasně selhat. Signály se mohou pohybovat příliš pomalu kvůli faktorům v troposféra a ionosféra, například. Signály mohou také odrážet určité formace a struktury na Zemi, což způsobuje chybu trilaterace.

Vládní GPS technologie a systémy

GPS byl představen v roce 1978 s vypuštěním prvního globálního pozičního satelitu. Až do 80. let jej kontrolovala a používala výhradně vláda USA. Celá flotila 24 aktivních satelitů řízených USA nebyla uvedena do provozu až do roku 1994.

Zařízení GPS neposílá data satelitům. Zařízení GPS, jako jsou chytré telefony vybavené touto technologií, mohou také využívat telefonní systémy, jako jsou věže a sítě mobilních telefonů, a připojení k internetu k dalšímu zvýšení přesnosti polohy. Při použití těchto dvou posledních systémů může zařízení GPS odesílat data do těchto systémů.

Vzhledem k tomu, že satelitní systém GPS je ve vlastnictví vlády USA a může selektivně zakázat nebo omezit přístup k síti, jiné země vyvinuly své vlastní satelitní sítě GPS. Tyto zahrnují:

• Čínský navigační satelitní systém BeiDou
• Ruský globální navigační družicový systém (GLONASS)
• Polohový systém Evropské unie Galileo
• Indický regionální navigační satelitní systém (IRNSS), také známý jako NAVIC