Днес ще говорим за това как е GPS, как функционира тази система. Ще обърнем внимание на развитието на тази технология, функционалните й характеристики. Също така ще обсъдим ролята на интерактивните карти в системата.
История на появата на GPS
Историята на появата на глобална система за позициониране или определяне на координати започва в САЩ още през 50-те години, когато първият съветски сателит беше пуснат в космоса. Бригада от американски учени след старта забеляза, че когато сателитът е отдалечен, спътникът постепенно променя своята честота на сигнала. След задълбочен анализ на данните те стигнаха до заключението, че с помощта на сателит, по-подробно, местоположението му и публикувания сигнал, е възможно да се определи точно местоположението и скоростта на човешкото движение на Земята, както и обратното, скоростта и местоположението на спътника в орбита при определяне на точния Координати на човек. До края на седемдесетте години Министерството на отбраната на САЩ пусна GPS системата за свои собствени цели и няколко години по-късно тя стана достъпна за граждански цели. GPS система как работи сега? Точно както в онова време, на същите принципи и основни принципи.
Мрежа от спътници
Повече от двадесет и четири спътника в близка орбита предават радиовръзки. Броят на спътниците варира, но на орбитата има винаги правилният номер, за да се осигури безпроблемна работа, плюс някои от тях са на склад, така че в случай на авария първите да поемат своите функции. Тъй като животът на всеки от тях е около 10 години, стартират се нови подобрени версии. Ротацията на сателитите отнема шест орбита около Земята на височина, по-малка от 20 хиляди километра. Тя представлява взаимосвързана мрежа, която се управлява от GPS станции. Последните се намират на тропическите острови и са свързани с основния координационен център в САЩ.
Как функционира GPS навигаторът?
Чрез тази мрежа можете да откриете местоположението, като изчислите забавянето на преминаването на сигнала от сателитите и като използвате тази информация, за да определите координатите. GPS система как работи сега? Както всяка мрежа за навигация в космоса - тя е напълно безплатна. Работи с висока ефективност при всякакви метеорологични условия и по всяко време на деня. Единствената покупка, която трябва да имате, е GPS-навигатор или устройство, което поддържа GPS функции. Всъщност принципът на навигатора се основава на отдавна използваната схема за опростена навигация: ако знаете точно къде се намира маркерният обект, който е най-подходящ за ролята на ориентир и разстоянието от него до вас, нарисувайте кръг, върху който точката показва мястото ви. Ако радиусът на кръга е голям, след това го заменете с права линия. Начертайте няколко такива ленти от възможното си местоположение в посоката на маркерите, точката на пресичане на линиите ще показва координатите ви на картата. Споменатите по-горе сателити в този случай просто играят ролята на тези маркиращи обекти с разстояние от вашето местоположение от около 18 000 км. Въпреки че се въртят на орбита и се появяват с огромна скорост, мястото се контролира непрекъснато. Във всеки навигатор е инсталиран GPS приемник, който е програмиран на желаната честота и е в пряко взаимодействие със сателита. Всеки радиосигнал съдържа определена кодова информация, която включва изявление за техническото състояние на спътника, разположението му в орбитата на Земята и часовата зона (точното време). Между другото, информацията за точното време и е най-необходима за получаване на данни за вашите координати: изчисляването на интервала между възвращаемостта и приемането на радиосигнала се умножава по скоростта на самата радиовълна и чрез краткосрочни изчисления се изчислява разстоянието между вашето навигационно устройство и спътника в орбита.
Сложност на синхронизацията
Изхождайки от този принцип на навигация, може да се приеме, че може да са необходими само два сателита за точно определяне на координатите ви, въз основа на които ще бъде лесно да се намери точката на пресичане и в крайна сметка - мястото, където сте. Но, за съжаление, технически причини изискват използването на друг сателит като маркер. Основният проблем е часовникът на GPS приемника, който не позволява достатъчно синхронизиране със спътници. Причината за това е разликата в показването на времето (в навигатора и в космоса). На сателитите има скъпи висококачествени часовници на атомна основа, което им позволява да отчитат времето с най-голяма точност, докато при конвенционалните приемници такива хронометри не могат да се използват просто защото размерът, цената и сложността им не позволяват да бъдат използвани навсякъде. Дори малка грешка от 0.001 секунди може да премести координатите с повече от 200 км настрани!
Трети маркер
Така разработчиците решиха да оставят обичайната технология на кварцови часовници в GPS-навигаторите и да тръгнат по друг начин, за да бъдем точни - да използваме вместо две сателитни ориентации - три, съответно, много линии за последващото пресичане. Решаването на проблема се базира на прост изход на гений: при пресичане на всички линии от трите маркирани маркери, дори и при евентуални неточности, се създава триъгълна зона, чийто център се заема от средата - вашето местоположение. Той също така позволява да се открие разликата във времето между приемника и трите сателита (за които разликата ще бъде същата), което ви позволява да коригирате пресичането на линиите точно в центъра, с други думи - това определя GPS координатите.
Единична честота
Трябва също така да се отбележи, че всички сателити изпращат информация на устройството ви на една честота и това е доста необичайно. Как функционира GPS-навигаторът и как той възприема цялата информация правилно, ако всички сателити непрекъснато и едновременно изпращат информация до него? Това е доста просто. Предавателите на сателита, за да се определят, изпращат в радиосигнала и стандартната информация, в която се намира кодираният код. Той отчита максималните характеристики на сателита и се съхранява в базата данни на вашето устройство, което ви позволява да сравнявате данните от сателита с базата данни на навигатора. Дори и с голям брой сателити в зоната на достигане, те могат да бъдат идентифицирани много бързо и лесно. Всичко това опростява цялата схема и позволява използването на по-малки и по-слаби приемни антени в GPS-навигаторите, което намалява разходите и намалява дизайна и размерите на устройствата.
GPS карти
GPS картите се изтеглят на устройството ви отделно, тъй като вие сами повлиявате на избора на терена, на който искате да се движите. Системата установява само вашите координати на планетата и вече функцията на картите е да пресъздаде графичната версия на екрана, към която се прилагат координатите, което ви позволява да се движите в терена. GPS как работи в този случай? Безвъзмездно продължава да остава в този статус, карти в някои онлайн магазини (и не само) все още се плащат. Често за устройство с GPS-навигатор се създават отделни приложения за работа с карти: платени и безплатни. Разнообразието от карти приятно изненадва и ви позволява да коригирате пътя от точка А до точка Б във възможно най-голяма степен информирано и с всички удобства: какви забележителности ще минете, най-краткият път до дестинацията, гласовият асистент, посочването на посоката и др.
Допълнително GPS оборудване
GPS системата се използва не само за да ви насочи към желания път. Тя ви позволява да проследявате обект, на който може да има т.нар. Маяк или GPS-тракера. Състои се от приемник на сигнали и предавател на базата на gsm, 3gp или други комуникационни протоколи за предаване на информация за местоположението на обекта до сервизните центрове, които извършват управлението. Те се използват в много отрасли: сигурност, медицински, застрахователни, транспортни и много други. Също така има и автомобилни тракери, които се свързват изключително с автомобила.
Пътуване без проблеми
С всеки изминал ден стойностите на картата и постоянният компас отиват по-далеч в миналото. Модерните технологии позволяват на човек да проправи пътя за пътуването си с минимални загуби на време, усилия и ресурси, като види най-вълнуващите и интересни места. Това, което беше фантастично преди около век днес, се превърна в реалност и на практика всеки може да се възползва от това: от военните, моряците и пилотите до туристите и куриерите. Днес използването на тези системи за търговски, развлекателни и рекламни индустрии набира популярност, където всеки предприемач може да се идентифицира на глобалната карта на света и няма да бъде трудно да го открие. Надяваме се, че тази статия е помогнала на всички, които се интересуват от GPS, как тя работи, как се определят координатите, какви са нейните силни и слаби страни.