Mēs jau dzīvojam nākotnē. Mums ir rokas ierīces, kas izmanto satelītus, lai precīzi norādītu mūsu precīzās atrašanās vietas gandrīz jebkurā planētas vietā. Bet vai kādreiz esat prātojies, kā GPS darbojas?
GPS ierīces faktiski nesazinās ar satelītiem un nesniedz tām informāciju. Tie saņem tikai datus no satelītiem - datus, kas tiek vienmēr pārsūtīti. Tomēr GPS nav vienīgais veids, kā ierīces var noteikt jūsu atrašanās vietu.
Attēla kredīts: NASA
Apvienoto valsti sākotnēji izveidoja globālās pozicionēšanas sistēmu militārām vajadzībām, bet galu galā tās izmantoja civiliem mērķiem. Vismaz 24 GPS satelīti vienmēr ir orbītā ap Zemi, un viņi pastāvīgi pārraida datus.
Satelīti tiek izvietoti orbītā, lai četri satelīti būtu redzami debesīs no jebkura zemes punkta. (Jūs to faktiski nevarat redzēt, taču radio raidījumiem ir tiešs ceļš.) Tas nozīmē, ka GPS nedarbosies, ja signāli tiek bloķēti - jūs vēlaties gluži tiešu ceļu starp jums un debesīm. Zemūdens bunkūrā vai alā zem kalna tas nedarbosies.
GPS satelīti nepārtraukti pārraida radiosignālus uz Zemes. Katra pārraide ietver GPS satelīta atrašanās vietu un signāla nosūtīšanas laiku. Katram satelītam ir atomu pulkstenis uz borta, tāpēc laiks ir ļoti precīzs.
Attēlu kredīts: Cliff par Flickr
Ierīce ar iebūvētu GPS - neatkarīgi no tā, vai tā ir iebūvēta GPS navigācijas ierīce vai viedtālrunis - darbojas tikai kā GPS uztvērējs. Ierīce ar GPS faktiski "sazinās" ar satelītiem, lai noteiktu tās atrašanās vietu. Tā vietā tas vienkārši klausās radio signālus, kas tiek pārraidīti no šiem satelītiem visu laiku.
GPS uztvērējs "klausās" signālus no četriem vai vairākiem satelītiem. Drīzāk sāksies signāli no tuvākiem satelītiem, bet signāli no tālākajiem satelītiem atnāks vēlāk. (Faktiskais laika starpība ir ļoti maza, bet to var noteikt ar GPS uztvērēju.) Salīdzinot signāla pārraidīšanas laiku un signāla ierašanās laiku, uztvērējs var novērtēt tā relatīvo attālumu no visiem četriem satelītiem. Izmantojot trilaterāciju, uztvērējs pēc tam var noteikt tā atrašanās vietu.
Trilaterācija var izklausīties mazliet sarežģīta, bet tas patiesībā ir diezgan vienkāršs. Iedomājieties, ja kāds tev teici, ka tev bija 500 jūdzes no Ņujorkas, 800 jūdzes no Miami un 700 jūdžu attālumā no Kansas City. Izmantojot šo informāciju, jūs varat noteikt reģionu, kas ir pareizais attālums no visām šīm pilsētām, un aprēķināt savu pašreizējo atrašanās vietu. Ja mēs jums teicām savu attālumu no ceturtās pilsētas, jūs vēl varētu precīzi novērtēt savu atrašanās vietu. Īsāk sakot, tā ir trilaterācija, un GPS uztvērēji to dara ikreiz, kad tos izmantojat.
Attēlu kredīts: Alfa par Flickr
GPS nav vienīgais veids, kā ierīces var novērtēt jūsu pašreizējo atrašanās vietu. 911 pakalpojums izmanto šūnu torņa izturības informāciju, lai triangulētu mobilo tālruņu stāvokli. Tas darbojas līdzīgi - mērot signāla stipruma atšķirības starp vairākiem šūnu torņiem, ierīce var novērtēt jūsu pašreizējo atrašanās vietu.
Dažas ierīces var arī izmantot Wi-Fi balstītu pozicionēšanas sistēmu (WPS), lai noteiktu to pašreizējo atrašanās vietu. Google ielu skata kravas automašīnas brauc pa apkārtni, tuvu piekļuves punktu nosaukumus un to relatīvās stiprās vietas noteikšanas vietās. Jūsu viedtālrunis skenē tuvējos bezvadu tīklus, pēc tam nosūta viņu vārdu un signālu sarakstu Google serveriem. Google izmanto savu datubāzi un aplēses, kur jūs esat. (Google nav vienīgais Wi-Fi balstīto pozicionēšanas sistēmas datu sniedzējs, taču tas ir viss, par kuru daudzi cilvēki būs pazīstami.) Tas var būt īpaši ērti vietās, kur 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 izslēgta vai ierobežota karā vai konfliktā, tāpēc valstis vēlas, lai savi satelīti būtu pašpietiekami.
Attēlu kredīts: Richard Smith par Flickr
GPS pats par sevi nav bažas par konfidencialitāti - piemēram, ja jūsu automašīnai ir veca GPS vienība, iespējams, tā nevar pārraidīt jūsu atrašanās vietu. Tomēr GPS, ja to apvieno ar raidīšanas tehnoloģiju, var būt privātuma problēma. GPS sekošanas ierīces ne tikai izmanto GPS uztvērējus - tie glabā GPS datus, lai vēlāk izgūtu vai pārsūta GPS datus.
