Kaip veikia GPS
Mes jau gyvename ateityje. Mes turime nešiojamus prietaisus, kuriuose naudojami palydovai, kad būtų galima tiksliai nustatyti mūsų vietas beveik visur planetoje. Bet ar jūs kada nors susimąstėte, kaip veikia GPS?
GPS įrenginiai iš tikrųjų nesusiję su palydovais ir perduoda jiems informaciją. Jie gauna tik duomenis iš palydovų - duomenų, kurie visada perduodami. Tačiau GPS nėra vienintelis būdas nustatyti jūsų buvimo vietą.
Vaizdo kreditas: NASA
Nuo palydovų iki jūsų rankos
Pasaulinė vietos nustatymo sistema iš pradžių buvo sukurta Jungtinių Valstijų kariniam naudojimui, tačiau galiausiai ji buvo atverta civiliniam naudojimui. Mažiausiai 24 GPS palydovai visada yra orbitoje aplink Žemę ir nuolat transliuoja duomenis.
Palydovai yra išdėstyti orbitoje taip, kad iš bet kurio Žemės taško danguje matomi keturi palydovai. (Jūs negalite jų matyti, tačiau radijo transliacijoms yra tiesioginis kelias.) Tai reiškia, kad GPS neveiks, jei signalai bus blokuojami - jūs norėsite gana tiesioginį kelią tarp jūsų ir dangaus. Požeminiame bunkeryje ar urvoje po kalnu jis neveiks.
GPS palydovai nuolat perduoda radijo signalus į Žemę. Kiekvienas perdavimas apima GPS palydovo buvimo vietą ir signalo siuntimo laiką. Kiekvienas palydovas turi atominį laikrodį, todėl laikas yra labai tikslus.
Vaizdo kreditas: „Cliff on Flickr“
Kaip GPS nustato jūsų vietą
Įrenginys su įmontuotu GPS - ar tai yra specialus automobilio GPS navigacijos įrenginys ar išmanusis telefonas - veikia tik kaip GPS imtuvas. Prietaisas su GPS nėra „susisiekęs“ su palydovais, kad nustatytų jo vietą. Vietoj to, tai tiesiog klausosi radijo signalų, kurie visą laiką transliuojami iš šių palydovų.
GPS imtuvas „klauso“ keturių ar daugiau palydovų signalų. Artimesnių palydovų signalai atvyks greičiau, o tolesnių palydovų signalai atvyks vėliau. (Tikrasis laiko skirtumas yra labai mažas, tačiau jį gali aptikti GPS imtuvas.) Palygindamas signalo transliavimo laiką ir laiką, kai signalas atėjo, imtuvas gali įvertinti santykinį atstumą nuo visų keturių palydovų. Naudodamas trilateration, imtuvas gali nustatyti jo vietą.
Trilateracija gali skambėti šiek tiek sudėtinga, bet tai tikrai gana paprasta. Įsivaizduokite, jei kas nors jums pasakytų, kad esate 500 mylių nuo Niujorko, 800 mylių nuo Majamio ir 700 mylių nuo Kanzaso. Naudodami šią informaciją, galite nustatyti regioną, kuris yra teisingas atstumas nuo visų šių miestų ir įvertinkite dabartinę vietą. Jei mes pasakėme, kad atstumas nuo ketvirtojo miesto, galite tiksliau įvertinti savo buvimo vietą. Tai trilateration trumpai, ir tai, ką GPS imtuvai daro, kai juos naudoti.
Vaizdo kreditas: „Alpha on Flickr“
GPS alternatyvos
GPS nėra vienintelis būdas, kuriuo prietaisai gali įvertinti jūsų dabartinę vietą. 911 paslauga naudoja informaciją apie mobilųjį telefoną, kad mobilizuotų mobiliųjų telefonų padėtį. Tai veikia panašiai - matuojant signalo stiprumo skirtumus tarp daugelio ląstelių bokštų, jūsų prietaisas gali įvertinti jūsų dabartinę vietą.
Kai kurie įrenginiai taip pat gali naudoti „Wi-Fi“ padėties nustatymo sistemą (WPS), kad nustatytų jų dabartinę vietą. „Google“ gatvės vaizdų krautuvai važiuoja aplinkui, užfiksuoja netoliese esančių prieigos taškų pavadinimus ir jų santykines stipriąsias vietas tam tikrose vietose. Jūsų išmanusis telefonas nuskaito netoliese esančius belaidžius tinklus, tada siunčia „Google“ serverių vardų ir signalų stiprumo sąrašą. „Google“ naudoja savo duomenų bazę ir įvertina, kur esate. („Google“ nėra vienintelis „Wi-Fi“ padėties nustatymo sistemos duomenų teikėjas, tačiau tai yra daugelis žmonių, su kuriais susipažins.) Tai gali būti ypač patogi patalpose. GPS signalai negali pasiekti.
GPS sistema nėra vienintelis palydovų tinklas, kuris gali būti naudojamas pozicionavimui. Rusija turi savo GLONASS sistemą, o Kinija turi BDS. Europa taip pat dirba savo GPS alternatyva, žinoma kaip „Galileo“. GPS gali būti uždarytas arba apribotas karo ar konfliktų metu, taigi šalys nori, kad jų pačių palydovai būtų savarankiški.
Vaizdo kreditas: Richardas Smithas „Flickr“
GPS savaime nėra privatumo problema - pavyzdžiui, jei turite seną GPS įrenginį jūsų automobiliui, jis greičiausiai negalės perduoti jūsų vietos. Tačiau GPS kartu su perduodančia technologija gali būti privatumo problema. GPS sekimo įrenginiai ne tik naudoja GPS imtuvus - jie saugo GPS duomenis, kad juos būtų galima atkurti vėliau arba perduoti GPS duomenis.
