Kā darbojas GPS
Mēs jau dzīvojam nākotnē. Mums ir rokas ierīces, kas izmanto satelītus, lai precīzi noteiktu mūsu atrašanās vietas gandrīz visā pasaulē. Bet vai esat kādreiz domājuši, kā darbojas GPS?
GPS ierīces patiesībā nesaskaras ar satelītiem un nesūta tiem informāciju. Viņi saņem tikai datus no satelītiem - dati, kas vienmēr tiek pārraidīti. Tomēr GPS nav vienīgais veids, kā ierīces var noteikt jūsu atrašanās vietu.
Image Credit: NASA
No satelītiem līdz jūsu roku
Globālo pozicionēšanas sistēmu sākotnēji izveidoja valsts militārai lietošanai, bet galu galā tā tika atvērta civilai lietošanai. Vismaz 24 GPS satelīti vienmēr atrodas orbītā ap Zemi, un tie nepārtraukti pārraida datus.
Satelīti ir izvietoti orbītā tā, ka četros satelītos ir redzami debesīs no jebkura punkta uz Zemes. (Jūs nevarat tos redzēt, bet radio raidīšanai ir tiešs ceļš.) Tas nozīmē, ka GPS nedarbosies, ja signāli tiek bloķēti - jūs vēlēsieties diezgan tiešu ceļu starp jums un debesīm. Pazemes bunkurā vai alā zem kalna tas nedarbosies.
GPS satelīti pastāvīgi pārraida radio signālus uz Zemi. Katra pārraide ietver GPS satelīta atrašanās vietu un signāla nosūtīšanas laiku. Katram satelītam ir atomu pulkstenis, tāpēc laiks ir ļoti precīzs.
Attēla kredīts: Cliff uz Flickr
Kā GPS nosaka jūsu atrašanās vietu
Ierīce ar iebūvētu GPS - neatkarīgi no tā, vai tā ir īpaša GPS navigācijas ierīce vai viedtālrunis - darbojas tikai kā GPS uztvērējs. Ierīce ar GPS nav “kontakts” ar satelītiem, lai noteiktu tās atrašanās vietu. Tā vietā tā tikai klausās radio signālus, kas tiek pārraidīti no šiem satelītiem.
GPS uztvērējs klausās signālus no četriem vai vairākiem satelītiem. Signāli no tuvākiem satelītiem ieradīsies ātrāk, bet tālāko satelītu signāli ieradīsies vēlāk. (Faktiskā laika starpība ir ļoti maza, bet to var noteikt GPS uztvērējs.) Salīdzinot signāla pārraides laiku un signāla saņemšanas laiku, uztvērējs var novērtēt tā relatīvo attālumu no visiem četriem satelītiem. Izmantojot trilaterāciju, uztvērējs var noteikt tās atrašanās vietu.
Trilaterācija var izklausīties mazliet sarežģīta, bet tā ir diezgan vienkārša. Iedomājieties, ja kāds jums pateiks, ka esat 500 jūdžu attālumā no Ņujorkas, 800 jūdžu attālumā no Maiami un 700 jūdzes no Kansas City. Izmantojot šo informāciju, jūs varat noteikt reģionu, kas ir pareizais attālums no visām šīm pilsētām, un novērtējiet savu pašreizējo atrašanās vietu. Ja mēs jums pastāstījām jūsu attālumu no ceturtās pilsētas, jūs varētu precīzāk novērtēt savu atrašanās vietu. Tas ir trilateration īsumā, un tas, ko GPS uztvērēji dara, kad jūs tos izmantot.
Attēla kredīts: Alpha par Flickr
GPS alternatīvas
GPS nav vienīgais veids, kā ierīces var novērtēt jūsu pašreizējo atrašanās vietu. 911 pakalpojums izmanto šūnu torņa stipruma informāciju, lai trijstūri mobilo tālruņu stāvokli. Tas darbojas līdzīgi - mērot signāla stipruma atšķirības starp vairākiem šūnu torņiem, ierīce var novērtēt jūsu pašreizējo atrašanās vietu.
Dažas ierīces var izmantot arī Wi-Fi balstītu pozicionēšanas sistēmu (WPS), lai noteiktu to pašreizējo atrašanās vietu. Google ielu skata kravas automašīnas pārvietojas apkārtnē, tverot tuvumā esošo piekļuves punktu nosaukumus un to relatīvās priekšrocības noteiktās vietās. Jūsu viedtālrunis skenē tuvumā esošos bezvadu tīklus, pēc tam nosūta to nosaukumu un signālu stiprumu sarakstu Google serveriem. Google izmanto savu datu bāzi un novērtē, kur esat. (Google nav vienīgais Wi-Fi balstītas pozicionēšanas sistēmas datu sniedzējs, bet tas ir viens no lielākajiem cilvēkiem.) Tas var būt īpaši ērti iekštelpu vietās. GPS signāli nevar sasniegt.
GPS sistēma nav vienīgais satelītu tīkls, ko var izmantot arī pozicionēšanai. Krievijai ir sava GLONASS sistēma, un Ķīnai ir BDS. Eiropa arī strādā pie savas alternatīvas GPS, kas pazīstama kā Galileo. GPS var tikt izslēgts vai ierobežots kara vai konflikta laikā, tāpēc valstis vēlas, lai viņu pašu satelīti būtu pašpietiekami.
Image Credit: Richard Smith par Flickr
GPS pats par sevi nav bažas par konfidencialitāti - piemēram, ja jums ir veca GPS ierīce jūsu automašīnai, tā, visticamāk, nespēj pārraidīt jūsu atrašanās vietu. Tomēr, apvienojot ar raidīšanas tehnoloģiju, GPS var būt privātuma problēma. GPS izsekošanas ierīces ne tikai izmanto GPS uztvērējus - tie glabā GPS datus, lai tos vēlāk varētu izgūt vai pārsūtīt GPS datus.
