Σήμερα θα μιλήσουμε για το τι είναι το GPS, πώς λειτουργεί αυτό το σύστημα. Ας δώσουμε προσοχή στην ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας, στα λειτουργικά χαρακτηριστικά της. Θα συζητήσουμε επίσης τον ρόλο που παίζουν οι διαδραστικοί χάρτες στο σύστημα.
Η ιστορία του GPS
Η ιστορία της εμφάνισης ενός παγκόσμιου συστήματος εντοπισμού θέσης ή καθορισμού συντεταγμένων ξεκίνησε στις Ηνωμένες Πολιτείες στη μακρινή δεκαετία του '50, όταν εκτοξεύτηκε ο πρώτος σοβιετικός δορυφόρος στο διάστημα. Μια ομάδα Αμερικανών επιστημόνων που παρακολούθησαν την εκτόξευση παρατήρησαν ότι καθώς ο δορυφόρος απομακρύνθηκε, άλλαξε ομοιόμορφα τη συχνότητα του σήματος. Μετά από μια βαθιά ανάλυση των δεδομένων, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι με τη βοήθεια ενός δορυφόρου, με περισσότερες λεπτομέρειες, τη θέση του και το εκπεμπόμενο σήμα, είναι δυνατός ο ακριβής προσδιορισμός της θέσης και της ταχύτητας ενός ατόμου στη γη. και αντίστροφα, η ταχύτητα και η θέση ενός δορυφόρου σε τροχιά κατά τον προσδιορισμό των ακριβών συντεταγμένων του ατόμου. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του εβδομήντα, το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ κυκλοφόρησε το σύστημα GPS για δικούς του σκοπούς και λίγα χρόνια αργότερα έγινε διαθέσιμο για μη στρατιωτική χρήση. Πώς λειτουργεί τώρα το σύστημα GPS; Ακριβώς όπως λειτουργούσε εκείνη την εποχή, σύμφωνα με τις ίδιες αρχές και θεμέλια.
Δορυφορικό δίκτυο
Περισσότεροι από είκοσι τέσσερις δορυφόροι σε τροχιά της Γης εκπέμπουν ραδιοάγκυρες. Ο αριθμός των δορυφόρων ποικίλλει, αλλά υπάρχει πάντα ο σωστός αριθμός σε τροχιά για να διασφαλιστεί η ομαλή λειτουργία, συν μερικοί από αυτούς είναι σε εφεδρεία, ώστε αν αποτύχει ο πρώτος, να αναλάβουν τις λειτουργίες τους. Δεδομένου ότι η διάρκεια ζωής καθενός από αυτά είναι περίπου 10 χρόνια, κυκλοφορούν νέες, αναβαθμισμένες εκδόσεις. Οι δορυφόροι περιστρέφονται σε έξι τροχιές γύρω από τη Γη σε υψόμετρο μικρότερο από 20 χιλιάδες χιλιόμετρα, σχηματίζει ένα διασυνδεδεμένο δίκτυο, το οποίο ελέγχεται από σταθμούς GPS. Τα τελευταία βρίσκονται σε τροπικά νησιά και συνδέονται με το κύριο συντονιστικό κέντρο στις ΗΠΑ.
Πώς λειτουργεί ένα GPS Navigator;
Χάρη σε αυτό το δίκτυο, μπορείτε να μάθετε την τοποθεσία υπολογίζοντας την καθυστέρηση του σήματος από τους δορυφόρους και χρησιμοποιώντας αυτές τις πληροφορίες για να προσδιορίσετε τις συντεταγμένες. Πώς λειτουργεί τώρα το σύστημα GPS; Όπως κάθε δίκτυο πλοήγησης στο διάστημα, είναι εντελώς δωρεάν. Λειτουργεί με υψηλή απόδοση σε όλες τις καιρικές συνθήκες και οποιαδήποτε ώρα της ημέρας. Η μόνη αγορά που πρέπει να έχετε είναι ο ίδιος ο πλοηγός GPS ή μια συσκευή που υποστηρίζει λειτουργίες GPS. Στην πραγματικότητα, η αρχή της λειτουργίας του πλοηγού βασίζεται σε ένα μακροχρόνιο απλό σχήμα πλοήγησης: εάν γνωρίζετε ακριβώς το μέρος όπου βρίσκεται το αντικείμενο του δείκτη, το οποίο είναι πιο κατάλληλο για το ρόλο ενός ορόσημου και την απόσταση από αυτό έως εσείς, σχεδιάστε έναν κύκλο στον οποίο σημειώστε το σημείο σας με μια τελεία.τοποθεσία. Εάν η ακτίνα του κύκλου είναι μεγάλη, τότε αντικαταστήστε την με μια ευθεία γραμμή. Σχεδιάστε πολλές τέτοιες λωρίδες από την πιθανή θέση σας προς τους δείκτες, το σημείο τομής των γραμμών θα υποδεικνύει τις συντεταγμένες σας στον χάρτη. Οι παραπάνω δορυφόροι σε αυτήν την περίπτωση απλώς παίζουν το ρόλο αυτών των αντικειμένων σήμανσης με απόσταση περίπου 18 χιλιάδων χιλιομέτρων από την τοποθεσία σας. Αν και περιφέρονται με μεγάλη ταχύτητα, η θέση τους παρακολουθείται συνεχώς. Κάθε πλοηγός διαθέτει δέκτη GPS, ο οποίος είναι προγραμματισμένος στην επιθυμητή συχνότητα και βρίσκεται σε άμεση αλληλεπίδραση με τον δορυφόρο. Κάθε ραδιοσήμα περιέχει μια ορισμένη ποσότητα κωδικοποιημένων πληροφοριών, οι οποίες περιλαμβάνουν δηλώσεις σχετικά με την τεχνική κατάσταση του δορυφόρου, τη θέση του στην τροχιά της Γης και τη ζώνη ώρας (ακριβής ώρα). Παρεμπιπτόντως, οι πληροφορίες σχετικά με την ακριβή ώρα είναι οι πιο απαραίτητες για τη λήψη δεδομένων σχετικά με τις συντεταγμένες σας: ο συνεχής υπολογισμός του χρονικού διαστήματος μεταξύ της επιστροφής και της λήψης του ραδιοφωνικού σήματος πολλαπλασιάζεται με την ταχύτητα του ίδιου του ραδιοκύματος και, κατά βραχυπρόθεσμοι υπολογισμοί, υπολογίζεται η απόσταση μεταξύ της συσκευής πλοήγησής σας και του δορυφόρου σε τροχιά.
Προβλήματα συγχρονισμού
Βάσει αυτής της αρχής πλοήγησης, μπορεί να υποτεθεί ότι για να προσδιορίσετε με ακρίβεια τις συντεταγμένες σας, μπορεί να χρειαστείτε μόνο δύο δορυφόρους, βάσει των σημάτων των οποίων θα είναι εύκολο να βρείτε το σημείο τομής και στο τέλος - το μέρος όπου βρίσκεστε. Όμως, δυστυχώς, τεχνικοί λόγοι απαιτούν τη χρήση άλλου δορυφόρου ως δείκτη. Σπίτιτο πρόβλημα έγκειται στο ρολόι του δέκτη GPS, το οποίο δεν επιτρέπει επαρκή συγχρονισμό με τους δορυφόρους. Ο λόγος για αυτό είναι η διαφορά στην εμφάνιση ώρας (στον πλοηγό σας και στο διάστημα). Οι δορυφόροι έχουν ακριβά ρολόγια ατομικής βάσης υψηλής ποιότητας, που τους επιτρέπει να κρατούν το χρόνο με εξαιρετική ακρίβεια, ενώ οι συμβατικοί δέκτες απλά δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν τέτοιους χρονομέτρους, καθώς οι διαστάσεις, το κόστος και η πολυπλοκότητα της λειτουργίας τους δεν θα τους επέτρεπαν να χρησιμοποιηθούν παντού. Ακόμη και ένα μικρό σφάλμα 0,001 δευτερολέπτων μπορεί να μετατοπίσει τις συντεταγμένες κατά περισσότερα από 200 km!
Τρίτος δείκτης
Έτσι οι προγραμματιστές αποφάσισαν να αφήσουν τη συνηθισμένη τεχνολογία των ρολογιών χαλαζία στους πλοηγούς GPS και να ακολουθήσουν μια διαφορετική διαδρομή, για να είμαστε πιο ακριβείς - χρησιμοποιήστε τρεις, αντίστοιχα, τον ίδιο αριθμό γραμμών για την επόμενη διασταύρωση αντί για δύο δορυφορικά ορόσημα. Η λύση του προβλήματος βασίζεται σε μια έξυπνα απλή διέξοδο: όταν όλες οι γραμμές από τους τρεις καθορισμένους δείκτες τέμνονται, ακόμη και με πιθανές ανακρίβειες, δημιουργείται μια ζώνη με τη μορφή ενός τριγώνου, το κέντρο του οποίου λαμβάνεται ως η μέση του - η τοποθεσία σου. Σας επιτρέπει επίσης να ανιχνεύσετε τη διαφορά χρόνου μεταξύ του δέκτη και των τριών δορυφόρων (για τους οποίους η διαφορά θα είναι η ίδια), η οποία σας επιτρέπει να διορθώσετε τη διασταύρωση των γραμμών ακριβώς στο κέντρο, με άλλα λόγια - αυτό καθορίζει Συντεταγμένες GPS.
Μονή συχνότητα
Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι όλοι οι δορυφόροι στέλνουν πληροφορίες στη συσκευή σας με την ίδια συχνότητα, και αυτό είναι μάλλον ασυνήθιστο. Πωςλειτουργεί ένας πλοηγός GPS και πώς αντιλαμβάνεται όλες τις πληροφορίες σωστά εάν όλοι οι δορυφόροι στέλνουν συνεχώς και ταυτόχρονα πληροφορίες σε αυτόν; Όλα είναι αρκετά απλά. Για να προσδιορίσουν τον εαυτό τους, οι πομποί στον δορυφόρο στέλνουν επίσης τυπικές πληροφορίες στο ραδιοσήμα, το οποίο περιέχει έναν κρυπτογραφημένο κωδικό. Αναφέρει τα μέγιστα χαρακτηριστικά του δορυφόρου και εισάγεται στη βάση δεδομένων της συσκευής σας, η οποία σας επιτρέπει στη συνέχεια να ελέγξετε τα δεδομένα από τον δορυφόρο με τη βάση δεδομένων του πλοηγού. Ακόμη και με μεγάλο αριθμό δορυφόρων σε εμβέλεια, μπορούν να αναγνωριστούν πολύ γρήγορα και εύκολα. Όλα αυτά απλοποιούν ολόκληρο το σχέδιο και επιτρέπουν τη χρήση μικρότερων και ασθενέστερων κεραιών λήψης σε πλοηγούς GPS, γεγονός που μειώνει το κόστος και μειώνει τη σχεδίαση και τις διαστάσεις των συσκευών.
χάρτες GPS
Οι χάρτες GPS λαμβάνονται στη συσκευή σας ξεχωριστά, καθώς εσείς οι ίδιοι επηρεάζετε την επιλογή της περιοχής στην οποία θέλετε να μετακινηθείτε. Το σύστημα καθορίζει μόνο τις συντεταγμένες σας στον πλανήτη και η λειτουργία των χαρτών είναι να αναδημιουργούν στην οθόνη μια γραφική έκδοση στην οποία εφαρμόζονται οι συντεταγμένες, η οποία σας επιτρέπει να περιηγηθείτε στο έδαφος. Πώς λειτουργεί το GPS σε αυτήν την περίπτωση; Δωρεάν, συνεχίζει να παραμένει σε αυτό το καθεστώς, οι κάρτες σε ορισμένα ηλεκτρονικά καταστήματα (και όχι μόνο) εξακολουθούν να πληρώνονται. Συχνά, δημιουργούνται ξεχωριστές εφαρμογές για εργασία με χάρτες για μια συσκευή με πλοηγό GPS: τόσο επί πληρωμή όσο και δωρεάν. Η ποικιλία των χαρτών εκπλήσσει ευχάριστα και σας επιτρέπει να στήσετε το δρόμο από το σημείο Α στο σημείο Β όσο πιο ενημερωτικά γίνεται και με όλες τις ανέσεις: ποια αξιοθέατα θα περάσετε, ο συντομότερος δρόμοςστον προορισμό, βοηθός φωνής που υποδεικνύει την κατεύθυνση και άλλα.
Πρόσθετος εξοπλισμός GPS
Το Το GPS χρησιμοποιείται για περισσότερα από το να σας υποδεικνύει απλώς τη σωστή κατεύθυνση. Σας επιτρέπει να παρακολουθείτε ένα αντικείμενο, το οποίο μπορεί να περιέχει ένα λεγόμενο beacon ή έναν ιχνηλάτη GPS. Αποτελείται από τον ίδιο τον δέκτη σήματος και έναν πομπό που βασίζεται σε gsm, 3gp ή άλλα πρωτόκολλα επικοινωνίας για τη μετάδοση πληροφοριών σχετικά με τη θέση ενός αντικειμένου σε κέντρα εξυπηρέτησης που ασκούν έλεγχο. Χρησιμοποιούνται σε πολλές βιομηχανίες: ασφάλεια, ιατρική, ασφάλιση, μεταφορές και πολλούς άλλους. Υπάρχουν επίσης ιχνηλάτες αυτοκινήτου που συνδέονται αποκλειστικά με το αυτοκίνητο.
Ταξιδέψτε χωρίς προβλήματα
Κάθε μέρα που περνά, οι τιμές του χάρτη και της μόνιμης πυξίδας πηγαίνουν όλο και περισσότερο στο παρελθόν. Οι σύγχρονες τεχνολογίες επιτρέπουν σε ένα άτομο να ανοίξει το δρόμο για το ταξίδι του με ελάχιστη απώλεια χρόνου, προσπάθειας και χρημάτων, ενώ βλέπει τα πιο συναρπαστικά και ενδιαφέροντα μέρη. Αυτό που ήταν μια φαντασίωση πριν από έναν αιώνα περίπου έγινε πραγματικότητα σήμερα και σχεδόν όλοι μπορούν να το εκμεταλλευτούν: από τον στρατό, τους ναυτικούς και τους πιλότους αεροσκαφών μέχρι τους τουρίστες και τους ταχυμεταφορείς. Τώρα η χρήση αυτών των συστημάτων για τις εμπορικές, ψυχαγωγικές και διαφημιστικές βιομηχανίες κερδίζει μεγάλη δημοτικότητα, όπου κάθε επιχειρηματίας μπορεί να εμφανιστεί στον παγκόσμιο χάρτη του κόσμου και δεν θα είναι καθόλου δύσκολο να τον βρει. Ελπίζουμε ότι αυτό το άρθρο βοήθησε όλους όσους ενδιαφέρονται για το GPS - πώς λειτουργεί, σε ποια βάση καθορίζονται οι συντεταγμένες, τιτα δυνατά και τα αδύνατα σημεία του.
