Mis on GPS ja kuidas see töötab?

Kõik autos olevad navigatsioonisüsteemid, sõidurakendused, ja mobiilsed navigeerimisrakendused nagu Google Maps, tuginevad kõik GPS-ile, et viia meid punktist A punkti B. Aga mis on GPS ja kuidas see töötab?

Mis on globaalne positsioneerimissüsteem?

Globaalne positsioneerimissüsteem (GPS) on Ameerika Ühendriikide valitsusele kuuluv navigatsioonisüsteem, mis koosneb kolmest põhisegmendist:

• The Ruumi segment on navigatsioonisüsteem, mis koosneb vähemalt 31 satelliidist, millest 24 (või enam) on tavaliselt lennus ja töökorras. Need satelliidid lendavad Maa orbiidil 12 550 miili kõrgusel. Iga üksik satelliit tiirleb Maa ümber tavaliselt kaks korda päevas.
• The Kontrollsegment on rahvusvaheline juhtimisjaamade võrgustik, mis jälgib, jälgib ja hooldab satelliite orbiidil. Need juhtimisjaamad võivad saata satelliitidele ka andmeid või käske. Juhtsegment koosneb 16 monitorijaamast, kahest peamisest juhtimisjaamast (üks peamine ja üks alternatiivne) ja 11 juhtimis- ja juhtimisantenni (neli maapealset antenni ja seitse õhujõudude satelliitjuhtimisvõrgu kaugjälgimist jaamad).
• The Kasutaja segment on mõeldud tsiviilisikutele ja meie GPS-seadmetele, mida tuntakse ka GPS-vastuvõtjatena, kuna need võtavad meie asukoha kindlaksmääramiseks vastu signaale orbiidil olevatelt satelliitidelt.

Kes leiutas GPS-i?

Neli inimest, keda tavaliselt GPS-i leiutajaks peetakse, on Ivan Getting, Bradford Parkinson ja Roger L. Easton ja Gladys West. Vastavalt Lemelson-MIT, nägi Getting esimest korda GPS-i sellisel kujul, nagu me seda praegu tunneme, kui kontseptsiooni, mis hõlmab süsteemi kasutamist. satelliitide jaoks, et toota täpseid asukohaandmeid kiiresti liikuvate objektide, näiteks rakettide ja lennukid."

Parkinsoni panus GPS-i sai 1972. aastal, kui ta asus juhtrolli juhtima Ameerika Ühendriikide kaitseministeeriumi GPS-programmi. Selles rollis sai Parkinson tugineda Gettingi originaalsetele ideedele. 1978. aastaks oli Parkinsoni GPS-i arendusprojekt, mida tuntakse NAVSTAR GPS-süsteemina, lõpetatud ja kolme meetri täpsusega.

Roger L. Easton aitas kaasa ka GPS-i arendamisele ja teda on nimetatud "GPS-i isaks". Eastoni panus oli satelliitide jälgimisega seotud probleemi lahendamise tulemus. Püüdes sünkroonida jälgimisjaamade ajastust, töötas Easton välja ajapõhise navigatsioonisüsteemi. kellade paigutamine satelliitidele, võimaldades neil täpsemalt tuvastada kasutajate täpset asukohta maapinnale. Easton nimetas seda süsteemi "Timationiks" ja USA kaitseministeerium lülitas selle funktsioonid globaalse positsioneerimissüsteemi väljatöötamisse.

Viimaseks, kuid mitte vähemtähtsaks, tunnustatakse ka matemaatikut Gladys Westi panuse eest GPS-i arendamisse. Westi panus oli tema töö Maa mudeli väljatöötamisel, mis arvestas gravitatsioonist ja muudest jõududest põhjustatud Maa kuju muutusi. Westi Maa mudelit peetakse laialdaselt GPS-projekti põhielemendiks.

Kuidas GPS töötab ja kuidas seda hallatakse?

Globaalne positsioneerimissüsteem tugineb GPS-satelliitide ja GPS-toega seadmete vastuvõtjate vahelisele suhtele. GPS-tehnoloogia ettevõtte andmetel Garmin, GPS-tehnoloogia ettevõte, töötab globaalne positsioneerimissüsteem siis, kui GPS-satelliidid edastavad unikaalset signaali ja orbiidi parameetrid, mis võimaldavad GPS-seadmetel dekodeerida ja arvutada täpse asukoha satelliit."

Selle edastuse põhjal saavad GPS-seadmed välja arvutada kasutajate asukoha, mõõtes signaali vastuvõtmiseks kuluvat aega. Seejärel kombineeritakse see arvutus mitme teise satelliidi kauguse mõõtmistega. Inimese pikkus- ja laiuskraadi õigeks arvutamiseks peab GPS-seade vastu võtma signaali vähemalt kolmelt satelliidilt. Kõrguse arvutamiseks on vaja vähemalt nelja satelliidi signaali. Enamik GPS-vastuvõtja seadmeid võtab vastu ja jälgib vähemalt kaheksa satelliidi signaale, kuid see arv võib olenevalt teie asukohast ja kellaajast erineda.

Vastavalt GPS.gov, globaalset positsioneerimissüsteemi haldab ja haldab USA õhuvägi. USA õhujõud "arendavad, hooldavad ja käitavad" 24 satelliiti ja juhtimisjaama, mis asuvad kogu maailmas ja mis süsteemi moodustavad.

Lisaks auto GPS-süsteemidele: GPS-i igapäevane kasutus

GPS ei ole ainult kodutee leidmiseks. GPS-i muud kasutusvõimalused hõlmavad järgmist:

• GPS-i kantavad seadmed, nagu GPS kellad, mida saab kasutada laste, lemmikloomade ja vanurite jälgimiseks.
• GPS juhitav droonid kasutatakse filmides linnulennult kaadrite filmimiseks. GPS-i kasutatakse ka filmitööstuses asukoha otsimiseks.
• Geopeitus saab kasutada koristusjahtide seadistamiseks, peites esemed teatud kohtadesse ja laadides seejärel kaardid võrgus üles, et teised inimesed neid GPS-seadmetega otsiksid.
• Teie kohalik elektriettevõte võib elektrikatkestuste jälgimiseks kasutada GPS-i.