Что такое GPS и как он работает?

Все автомобильные навигационные системы, приложения для вождения, а также мобильные навигационные приложения как и Карты Google, все полагаются на GPS, чтобы доставить нас из точки А в точку Б. Но что такое GPS и как он работает?

Что такое система глобального позиционирования?

Глобальная система позиционирования (GPS) - это навигационная система, принадлежащая правительству США, которая состоит из трех основных сегментов:

• В Космический сегмент представляет собой навигационную систему, состоящую как минимум из 31 спутника, 24 (или более) из которых обычно находятся в полете и работают. Эти спутники летают по орбите Земли на высоте 12550 миль. Каждый отдельный спутник обычно обращается вокруг Земли дважды в день.
• В Контрольный сегмент это международная сеть станций управления, которые отслеживают, контролируют и поддерживают спутники на орбите. Эти станции управления также могут отправлять данные или команды на спутники. Сегмент управления состоит из 16 станций мониторинга, двух основных станций управления (одна основная и одна запасная) и 11 антенн управления и контроля (четыре наземные антенны и семь антенн дистанционного слежения за спутниками ВВС США) станций).
• В Пользовательский сегмент предназначен для гражданских лиц и наших устройств GPS, также известных как приемники GPS, поскольку они принимают сигналы со спутников на орбите, чтобы определить наше местоположение.

Кто изобрел GPS?

Четыре человека, которым обычно приписывают изобретение GPS, - это Иван Геттинг, Брэдфорд Паркинсон, Роджер Л. Истон и Глэдис Уэст. В соответствии с Lemelson-MIT, именно Геттинг первым представил GPS в том виде, в каком мы его знаем сегодня, как концепцию, предполагающую использование «системы спутников для получения точных данных о местоположении для быстро движущихся объектов, таких как ракеты и самолеты ".

Вклад Паркинсона в развитие GPS появился в 1972 году, когда он взял на себя ведущую роль в руководстве программой GPS Министерства обороны США. В этой роли Паркинсон смог развить оригинальные идеи Геттинга. К 1978 году проект разработки GPS системы Паркинсона, известный как система NAVSTAR GPS, был завершен и имел точность в пределах трех метров.

Роджер Л. Истон также внес вклад в разработку GPS и был назван «отцом GPS». Вклад Истона стал результатом решения проблемы, связанной с отслеживанием спутников. Стремясь синхронизировать время станций слежения, Истон разработал систему навигации на основе времени. размещение часов в спутниках, что позволяет им более точно определять точное местоположение пользователей на земля. Истон назвал эту систему «Тимейшн», и Министерство обороны США в конечном итоге включило ее функции в разработку Глобальной системы позиционирования.

Наконец, что не менее важно, математику Глэдис Уэст также приписывают ее вклад в развитие GPS. Вкладом Уэста была ее работа по разработке модели Земли, которая учитывала изменения формы Земли, вызванные гравитацией и другими силами. Модель Земли Уэста широко считается основополагающим элементом проекта GPS.

Как работает GPS и как им управлять?

Глобальная система позиционирования полагается на взаимосвязь между спутниками GPS и приемниками на устройствах с поддержкой GPS. По данным компании GPS Technology Garmin, компания, занимающаяся технологиями GPS, система глобального позиционирования работает, когда спутники GPS передают "уникальный сигнал и параметры орбиты, которые позволяют устройствам GPS декодировать и вычислять точное местоположение спутниковое."

По этой передаче устройства GPS могут вычислять местоположение пользователей, измеряя количество времени, необходимое для приема сигнала. Затем этот расчет комбинируется с измерениями расстояния от нескольких других спутников. Чтобы правильно рассчитать широту и долготу человека, устройство GPS должно получать сигнал как минимум от трех спутников. Для расчета высоты требуется сигнал как минимум четырех спутников. Большинство приемников GPS будут принимать и отслеживать сигналы как минимум восьми спутников, но это число может варьироваться в зависимости от вашего местоположения и времени.

В соответствии с GPS.gov, Глобальная система позиционирования обслуживается и эксплуатируется ВВС США. ВВС США «разрабатывают, обслуживают и эксплуатируют» 24 спутника и станции управления, расположенные по всему миру, которые составляют систему.

Помимо автомобильных GPS-систем: повседневное использование GPS

GPS не только для того, чтобы найти дорогу домой. Другие варианты использования GPS включают:

• Носимые устройства GPS, нравиться GPS часы, можно использовать для отслеживания детей, домашних животных и пожилых людей.
• С GPS-управлением дроны используются для съемки фильмов с высоты птичьего полета. GPS также используется в киноиндустрии для определения местоположения.
• Геокешинг может использоваться для организации охоты за мусором, скрывая предметы в определенных местах, а затем загружая карты в Интернет, чтобы другие люди искали их с помощью устройств GPS.
• Ваша местная энергетическая компания может использовать GPS для отслеживания отключений электроэнергии.