Šodien mēs runāsim par to, kas ir GPS, kā šī sistēma darbojas. Pievērsīsim uzmanību šīs tehnoloģijas attīstībai, tās funkcionālajām iezīmēm. Mēs arī apspriedīsim interaktīvo karšu lomu sistēmā.
GPS vēsture
Globālās pozicionēšanas sistēmas jeb koordinātu noteikšanas vēsture aizsākās Amerikas Savienotajās Valstīs tālajā 50. gados, kad kosmosā tika palaists pirmais padomju satelīts. Amerikāņu zinātnieku komanda, kas novēroja palaišanu, pamanīja, ka satelītam attālinoties, tas vienmērīgi mainīja signāla frekvenci. Padziļināti analizējot datus, tika secināts, ka ar satelīta palīdzību, sīkāk, tā atrašanās vietu un izstaroto signālu, iespējams precīzi noteikt cilvēka atrašanās vietu un ātrumu uz zemes, kā arī un otrādi, satelīta ātrums un atrašanās vieta orbītā, nosakot precīzas personas koordinātas. Līdz septiņdesmito gadu beigām ASV Aizsardzības ministrija palaida GPS sistēmu saviem mērķiem, un dažus gadus vēlāk tā kļuva pieejama civilām vajadzībām. Kā GPS sistēma darbojas tagad? Tieši tā, kā tas darbojās tolaik, pēc tiem pašiem principiem un pamatiem.
Satelītu tīkls
Vairāk nekā divdesmit četri Zemes orbītā esošie satelīti raida radio enkurus. Satelītu skaits ir atšķirīgs, taču vienmēr orbītā atrodas pareizais skaits, lai nodrošinātu vienmērīgu darbību, turklāt daži no tiem ir rezervē, lai, ja pirmais neizdosies, tie pārņemtu savas funkcijas. Tā kā katra no tām kalpošanas laiks ir aptuveni 10 gadi, tiek izlaistas jaunas, modernizētas versijas. Satelīti griežas sešās orbītās ap Zemi nepilnu 20 tūkstošu km augstumā, tas veido savstarpēji savienotu tīklu, kuru kontrolē GPS stacijas. Pēdējās atrodas uz tropu salām un ir savienotas ar galveno koordinācijas centru ASV.
Kā darbojas GPS navigators?
Pateicoties šim tīklam, jūs varat uzzināt atrašanās vietu, aprēķinot signāla aizkavi no satelītiem un izmantojot šo informāciju, lai noteiktu koordinātas. Kā GPS sistēma darbojas tagad? Tāpat kā jebkurš kosmosa navigācijas tīkls, tas ir pilnīgi bez maksas. Tas darbojas ar augstu efektivitāti jebkuros laika apstākļos un jebkurā diennakts laikā. Vienīgais pirkums, kas jums vajadzētu būt, ir pats GPS navigators vai ierīce, kas atbalsta GPS funkcijas. Faktiski navigatora darbības princips ir balstīts uz sen izmantotu vienkāršu navigācijas shēmu: ja precīzi zināt vietu, kur atrodas marķiera objekts, kura ir vispiemērotākā orientiera lomai, un attālumu no tā līdz jūs, uzzīmējiet apli, uz kura atzīmējiet savu punktu ar punktu.atrašanās vieta. Ja apļa rādiuss ir liels, nomainiet to ar taisnu līniju. Uzzīmējiet vairākas šādas joslas no savas iespējamās atrašanās vietas virzienā uz marķieriem, līniju krustošanās punkts kartē norādīs jūsu koordinātas. Iepriekš minētie satelīti šajā gadījumā vienkārši spēlē šo marķiera objektu lomu aptuveni 18 tūkstošu km attālumā no jūsu atrašanās vietas. Lai gan tie riņķo ar lielu ātrumu, to atrašanās vieta tiek pastāvīgi uzraudzīta. Katram navigatoram ir GPS uztvērējs, kas ir ieprogrammēts vēlamajā frekvencē un atrodas tiešā mijiedarbībā ar satelītu. Katrs radiosignāls satur noteiktu daudzumu kodētas informācijas, kas ietver paziņojumus par satelīta tehnisko stāvokli, tā atrašanās vietu Zemes orbītā un laika joslu (precīzu laiku). Starp citu, informācija par precīzu laiku ir visnepieciešamākā, lai iegūtu datus par jūsu koordinātām: notiekošais laika aprēķins starp radiosignāla atgriešanos un uztveršanu tiek reizināts ar paša radioviļņa ātrumu un ar īstermiņa aprēķinos tiek aprēķināts attālums starp jūsu navigācijas ierīci un orbītā esošu satelītu.
Sinhronizācijas problēmas
Pamatojoties uz šo navigācijas principu, var pieņemt, ka, lai precīzi noteiktu savas koordinātas, var būt nepieciešami tikai divi satelīti, pēc kuru signāliem būs viegli atrast krustpunktu, un beigās - vieta, kur atrodaties. Bet diemžēl tehnisku iemeslu dēļ kā marķieri ir jāizmanto cits satelīts. mājasproblēma ir GPS uztvērēja pulkstenī, kas neļauj pietiekami sinhronizēt ar satelītiem. Iemesls tam ir laika displeja atšķirība (jūsu navigatorā un telpā). Satelītiem ir dārgi augstas kvalitātes atomu pulksteņi, kas ļauj skaitīt laiku ārkārtīgi precīzi, savukārt parastie uztvērēji šādus hronometrus vienkārši nevar izmantot, jo izmēri, izmaksas un darbības sarežģītība neļautu tos izmantot visur. Pat neliela 0,001 sekundes kļūda var novirzīt koordinātas par vairāk nekā 200 km!
Trešais marķieris
Tāpēc izstrādātāji nolēma atstāt GPS navigatoros ierasto kvarca pulksteņu tehnoloģiju un izvēlēties citu ceļu, precīzāk sakot - nākamajam krustojumam izmantot trīs, attiecīgi vienādu līniju skaitu, nevis divus satelīta orientierus.. Problēmas risinājuma pamatā ir ģeniāli vienkārša izeja: kad visas līnijas no trim norādītajiem marķieriem krustojas, pat ar iespējamām neprecizitātēm, tiek izveidota zona trijstūra formā, kuras centrs tiek ņemts par tās vidu. - Tava atrašanās vieta. Tas arī ļauj noteikt laika atšķirību starp uztvērēju un visiem trim satelītiem (kuriem atšķirība būs vienāda), kas ļauj koriģēt līniju krustpunktu precīzi centrā, citiem vārdiem sakot - tas nosaka jūsu GPS koordinātas.
Viena frekvence
Jāatzīmē arī tas, ka visi satelīti sūta informāciju uz jūsu ierīci vienā frekvencē, un tas ir diezgan neparasti. Kāvai GPS navigators darbojas un kā tas pareizi uztver visu informāciju, ja visi satelīti nepārtraukti un vienlaicīgi sūta tam informāciju? Viss ir diezgan vienkārši. Lai sevi noteiktu, satelīta raidītāji sūta arī standarta informāciju radio signālā, kas satur šifrētu kodu. Tas ziņo par satelīta maksimālajiem raksturlielumiem un tiek ievadīts jūsu ierīces datu bāzē, kas pēc tam ļauj pārbaudīt datus no satelīta ar navigatora datu bāzi. Pat ja diapazonā ir liels skaits satelītu, tos var ļoti ātri un viegli identificēt. Tas viss vienkāršo visu shēmu un ļauj izmantot mazākas un vājākas uztveršanas antenas GPS navigatoros, kas samazina izmaksas un samazina ierīču dizainu un izmērus.
GPS kartes
GPS kartes tiek lejupielādētas jūsu ierīcē atsevišķi, jo jūs pats ietekmējat apgabala izvēli, uz kuru vēlaties pārvietoties. Sistēma tikai nosaka jūsu koordinātas uz planētas, un karšu funkcija ir atjaunot ekrānā grafisku versiju, kurā tiek lietotas koordinātas, kas ļauj jums orientēties reljefā. Kā šajā gadījumā darbojas GPS? Bezmaksas, tas turpina palikt šajā statusā, kartes dažos tiešsaistes veikalos (un ne tikai) joprojām tiek apmaksātas. Bieži vien ierīcei ar GPS navigatoru tiek izveidotas atsevišķas aplikācijas darbam ar kartēm: gan maksas, gan bezmaksas. Karšu daudzveidība patīkami pārsteidz un ļauj pēc iespējas informatīvāk un ar visām ērtībām iekārtot ceļu no punkta A uz punktu B: kādiem apskates objektiem brauksiet garām, īsākais ceļšuz galamērķi, balss palīgs, kas norāda virzienu, un citi.
Papildu GPS aprīkojums
GPS tiek izmantots, lai ne tikai norādītu jūs pareizajā virzienā. Tas ļauj izsekot objektam, kurā var būt tā sauktā bāka vai GPS izsekotājs. Tas sastāv no paša signāla uztvērēja un raidītāja, kas balstīts uz gsm, 3gp vai citiem sakaru protokoliem informācijas pārsūtīšanai par objekta atrašanās vietu uz servisa centriem, kas veic kontroli. Tos izmanto daudzās nozarēs: apsardzē, medicīnā, apdrošināšanā, transportā un daudzās citās. Ir arī automašīnu izsekotāji, kas savienojas tikai ar automašīnu.
Ceļojiet bez problēmām
Ar katru dienu kartes un pastāvīgā kompasa vērtības sniedzas arvien tālāk pagātnē. Mūsdienu tehnoloģijas ļauj cilvēkam bruģēt ceļu savam ceļojumam ar minimālu laika, pūļu un naudas zudumu, vienlaikus apskatot aizraujošākās un interesantākās vietas. Tas, kas bija fantāzijas pirms gadsimta, šodien ir kļuvis par realitāti, un gandrīz ikviens var to izmantot: no militārpersonām, jūrniekiem un lidmašīnu pilotiem līdz tūristiem un kurjeriem. Tagad lielu popularitāti gūst šo sistēmu izmantošana komerciālajā, izklaides, reklāmas industrijā, kur katrs uzņēmējs var norādīt sevi globālajā pasaules kartē, un viņu atrast nemaz nebūs grūti. Ceram, ka šis raksts ir palīdzējis visiem, kam interesē GPS – kā tas darbojas, uz kā pamata tiek noteiktas koordinātes, kastās stiprās un vājās puses.
