Šiandien kalbėsime apie tai, kas yra GPS, kaip ši sistema veikia. Atkreipkime dėmesį į šios technologijos raidą, funkcines savybes. Taip pat aptarsime interaktyvių žemėlapių vaidmenį sistemoje.
GPS istorija
Globalinės padėties nustatymo sistemos, arba koordinačių nustatymo, atsiradimo istorija prasidėjo Jungtinėse Valstijose dar tolimame šeštajame dešimtmetyje, kai į kosmosą buvo paleistas pirmasis sovietinis palydovas. Amerikiečių mokslininkų komanda, stebėjusi paleidimą, pastebėjo, kad palydovui tolstant, jis tolygiai keitė signalo dažnį. Giliai išanalizavę duomenis, prieita prie išvados, kad palydovo pagalba, detaliau, jo buvimo vietą ir skleidžiamą signalą, galima tiksliai nustatyti žmogaus vietą ir greitį žemėje, taip pat ir atvirkščiai, palydovo greitis ir vieta orbitoje nustatant tikslias asmens koordinates. Aštuntojo dešimtmečio pabaigoje JAV Gynybos departamentas paleido GPS sistemą savo reikmėms, o po kelerių metų ji tapo prieinama civiliniam naudojimui. Kaip dabar veikia GPS sistema? Lygiai taip, kaip tuo metu veikė, pagal tuos pačius principus ir pagrindus.
Palydovinis tinklas
Daugiau nei dvidešimt keturi Žemės orbitoje esantys palydovai siunčia radijo inkarus. Palydovų skaičius skiriasi, tačiau orbitoje visada yra tinkamas skaičius, kad būtų užtikrintas sklandus darbas, be to, dalis jų yra rezerve, kad sugedus pirmam jie perimtų savo funkcijas. Kadangi kiekvieno iš jų tarnavimo laikas yra apie 10 metų, išleidžiamos naujos, atnaujintos versijos. Palydovai sukasi šešiomis orbitomis aplink Žemę mažesniame nei 20 tūkstančių km aukštyje, tai sudaro tarpusavyje sujungtą tinklą, kurį valdo GPS stotys. Pastarosios yra tropinėse salose ir yra sujungtos su pagrindiniu JAV koordinavimo centru.
Kaip veikia GPS navigatorius?
Šio tinklo dėka galite sužinoti vietą, apskaičiuodami signalo iš palydovų delsą ir naudodami šią informaciją koordinatėms nustatyti. Kaip dabar veikia GPS sistema? Kaip ir bet kuris kosmoso navigacijos tinklas, jis yra visiškai nemokamas. Jis veikia labai efektyviai bet kokiomis oro sąlygomis ir bet kuriuo paros metu. Vienintelis pirkinys, kurį turėtumėte įsigyti, yra pats GPS navigatorius arba įrenginys, palaikantis GPS funkcijas. Tiesą sakant, navigatoriaus veikimo principas pagrįstas seniai naudojama paprasta navigacijos schema: jei tiksliai žinote vietą, kurioje yra žymeklio objektas, kuri labiausiai tinka orientyro vaidmeniui, ir atstumą nuo jo iki nubrėžkite apskritimą, ant kurio tašku pažymėkite savo tašką.vieta. Jei apskritimo spindulys yra didelis, pakeiskite jį tiesia linija. Nubrėžkite kelias tokias juosteles nuo savo galimos vietos link žymeklių, linijų susikirtimo taškas nurodys jūsų koordinates žemėlapyje. Aukščiau išvardyti palydovai šiuo atveju tiesiog atlieka šių žymeklių objektų vaidmenį, esantį maždaug 18 tūkstančių km atstumu nuo jūsų vietos. Nors jie skrieja dideliu greičiu, jų vieta yra nuolat stebima. Kiekvienas navigatorius turi GPS imtuvą, kuris yra užprogramuotas norimam dažniui ir tiesiogiai sąveikauja su palydovu. Kiekviename radijo signale yra tam tikras užkoduotos informacijos kiekis, kuris apima teiginius apie palydovo techninę būklę, jo vietą Žemės orbitoje ir laiko juostą (tikslų laiką). Beje, informacija apie tikslų laiką yra pati reikalingiausia norint gauti duomenis apie savo koordinates: nuolatinis laiko tarpo tarp radijo signalo sugrįžimo ir priėmimo skaičiavimas dauginamas iš pačios radijo bangos greičio ir atliekant trumpalaikius skaičiavimus, apskaičiuojamas atstumas tarp jūsų navigacijos įrenginio ir orbitoje esančio palydovo.
Sinchronizavimo problemos
Remiantis šiuo navigacijos principu, galima daryti prielaidą, kad norint tiksliai nustatyti savo koordinates gali prireikti tik dviejų palydovų, pagal kurių signalus bus nesunku rasti susikirtimo tašką, o galų gale - vieta, kurioje esate. Tačiau, deja, dėl techninių priežasčių kaip žymeklį reikia naudoti kitą palydovą. namaiproblema slypi GPS imtuvo laikrodyje, kuris neleidžia pakankamai sinchronizuotis su palydovais. To priežastis yra laiko rodymo skirtumas (navigatoriuje ir erdvėje). Palydovai turi brangius aukštos kokybės atominius laikrodžius, kurie leidžia itin tiksliai fiksuoti laiką, o įprasti imtuvai tokių chronometrų tiesiog negali naudoti, nes matmenys, kaina ir veikimo sudėtingumas neleistų jų naudoti visur. Net ir nedidelė 0,001 sekundės paklaida gali pasislinkti koordinates daugiau nei 200 km!
Trečias žymeklis
Taigi kūrėjai nusprendė GPS navigatoriuose palikti įprastą kvarcinių laikrodžių technologiją ir pasukti kitu keliu, tiksliau – naudoti tris, atitinkamai, tiek pat linijų vėlesnei sankryžai, o ne dviem palydoviniams orientyrams.. Problemos sprendimas pagrįstas genialiai paprasta išeitimi: kai visos linijos iš trijų nurodytų žymeklių susikerta, net ir su galimais netikslumais, sukuriama zona trikampio pavidalu, kurio viduriu paimamas centras. - Jūsų vieta. Tai taip pat leidžia aptikti laiko skirtumą tarp imtuvo ir visų trijų palydovų (kurių skirtumas bus toks pat), o tai leidžia ištaisyti linijų susikirtimą tiksliai centre, kitaip tariant – tai lemia jūsų GPS koordinatės.
Vienas dažnis
Taip pat reikėtų pažymėti, kad visi palydovai informaciją į jūsų įrenginį siunčia tuo pačiu dažniu, ir tai gana neįprasta. Kaipar veikia GPS navigatorius ir kaip teisingai suvokia visą informaciją, jei visi palydovai nuolat ir vienu metu siunčia į jį informaciją? Viskas gana paprasta. Norėdami nustatyti save, palydovo siųstuvai taip pat siunčia standartinę informaciją radijo signale, kuriame yra užšifruotas kodas. Jis praneša apie maksimalias palydovo charakteristikas ir įvedamas į jūsų įrenginio duomenų bazę, kuri leidžia patikrinti palydovo duomenis su navigatoriaus duomenų baze. Net ir esant dideliam palydovų skaičiui, juos galima labai greitai ir lengvai atpažinti. Visa tai supaprastina visą schemą ir leidžia GPS navigatoriuose naudoti mažesnes ir silpnesnes priėmimo antenas, todėl sumažėja sąnaudos ir prietaisų dizainas bei matmenys.
GPS žemėlapiai
GPS žemėlapiai į jūsų įrenginį atsisiunčiami atskirai, nes jūs patys įtakojate vietovės, į kurią norite judėti, pasirinkimą. Sistema nustato tik jūsų koordinates planetoje, o žemėlapių funkcija yra atkurti ekrane grafinę versiją, kurioje yra pritaikytos koordinatės, leidžiančios naršyti reljefą. Kaip šiuo atveju veikia GPS? Nemokama, ji ir toliau išlieka tokio statuso, kortelės kai kuriose internetinėse parduotuvėse (ir ne tik) vis dar mokamos. Neretai įrenginiui su GPS navigatoriumi sukuriamos atskiros aplikacijos darbui su žemėlapiais: ir mokamos, ir nemokamos. Žemėlapių įvairovė maloniai stebina ir leidžia kuo informatyviau ir su visais patogumais susidėlioti kelią nuo taško A iki taško B: kokius lankytinus objektus pravažiuosite, trumpiausias kelias.iki kelionės tikslo, balso asistentas, nurodantis kryptį, ir kt.
Papildoma GPS įranga
GPS naudojamas ne tik nukreipti jus teisinga kryptimi. Tai leidžia sekti objektą, kuriame gali būti vadinamasis švyturys arba GPS sekiklis. Jį sudaro pats signalo imtuvas ir gsm, 3gp ar kitais ryšio protokolais paremtas siųstuvas, skirtas informacijai apie objekto buvimo vietą perduoti kontrolę vykdantiems aptarnavimo centrams. Jie naudojami daugelyje pramonės šakų: saugumo, medicinos, draudimo, transporto ir daugelyje kitų. Taip pat yra automobilių sekimo priemonių, kurios jungiasi tik prie automobilio.
Keliaukite be problemų
Kiekvieną dieną žemėlapio ir nuolatinio kompaso reikšmės vis labiau nukeliauja į praeitį. Šiuolaikinės technologijos leidžia žmogui nutiesti kelią į savo kelionę su minimaliu laiko, pastangų ir pinigų nuostoliu, tuo pačiu apžiūrint pačias įdomiausias ir įdomiausias vietas. Tai, kas buvo fantazija prieš šimtmetį, šiandien tapo realybe, ir tuo gali pasinaudoti beveik visi: nuo kariškių, jūreivių ir lėktuvų pilotų iki turistų ir kurjerių. Dabar labai populiarėja šių sistemų panaudojimas komercinei, pramogų, reklamos industrijai, kur kiekvienas verslininkas gali nurodyti save globaliame pasaulio žemėlapyje, o jį surasti bus visai nesunku. Tikimės, kad šis straipsnis padėjo visiems, kurie domisi GPS – kaip tai veikia, kuo remiantis nustatomos koordinatės, kassavo stipriąsias ir silpnąsias puses.
