Mikä on GPS: toiminnan periaate, sovellus, haitat

Tänään maan keinotekoisia satelliitteja käytetään aktiivisesti monilla elämänalueilla. Satelliitti-tv ja satelliitti-internet ovat jo lopettaneet uutuutensa. GPS-satelliittinavigointijärjestelmä on muuttumassa samaksi. Millainen järjestelmä se on, ja mitä tehtäviä se ratkaisee?

Toiminnan periaate

Katsotaan ensin, mikä GPS on. Tämä lyhenne on peräisin englanninkielisistä sanoista Global Positioning System - maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä. Tämä on nimitys avaruussatelliittien järjestelmälle, joka alkoi kehittyä 1970-luvulta lähtien Yhdysvaltain armeijan osastolla. 80-vuotiaana hän sai käyttää siviilejä. GPS-järjestelmä auttaa määrittämään liikkuvan kohteen tarkan sijainnin ja koordinaatit. Säätimet eivät vaikuta sääolosuhteisiin, joten järjestelmä toimii ympäri vuorokauden.

Tämän järjestelmän suurin etu on sen vapaa. Jotta voit oppia ja kokeilla mitä GPS on, sinun tarvitsee vain ostaa erityinen vastaanotin ja ohjelmisto. Jälkimmäinen on alueen sähköinen kartta, jossa sinä olet, sekä A-GPS-ohjelma, jota käytetään pilvisenä säässä. Se muodostaa yhteyden erityiseen palvelimeen, joka sisältää tietoja lähimpien satelliittien koordinaateista. Tänään tämä ohjelma on jokaisessa autonavigaattorissa.

Miten GPS-navigointi toimii? Kiertoradat liikkuvat 24 satelliittia, joista kukin tekee päivässä 2 kierrosta ja lähettää radiosignaaleja. Kun otat ne, GPS-vastaanotin laskee sen sijainnin. Ensin lasketaan signaalin saapumisajan ja vastaanottoajan välinen ero. Näin lasketaan etäisyys satelliittiin. Jos vastaanottimen alueella on vähintään kaksi, se voi määrittää leveys- ja pituuspiirin, jolla se sijaitsee, ja merkitse itsensä sähköisellä kartalla. Kun kaapataan neljä tai useampia satelliitteja, vastaanotinohjelmisto laskee paitsi leveys- ja pituuspiirin myös kohteen nopeuden, matkan pituuden ja jäljellä olevan matkan, auringonnousun ja auringonlaskun aikaan sekä monet muut määrät. GPS-vastaanottimien koordinaattien tarkkuus on tällä hetkellä 5-20 m (korkeus - jopa 10 m).

Soveltamisala

Joten, mikä on GPS, saimme tietää. Millä aloilla tätä järjestelmää voidaan käyttää? Käytännössä kaikki.

Lähdetään yleisimmistä ja kuuluisimmista laajoista käyttäjistä. Nämä ovat autonavigaattoreita. Itse asiassa nämä ovat tietokoneita, joille käytetään erityistä käyttöjärjestelmää. Heillä on jo käytössä navigointiohjelmisto, jota ei voi muuttaa ilman, että lupaa loukataan. Kaupunkialueiden suuntauksen ohella navigaattorit tarjoavat paljon lisämahdollisuuksia - joiden avulla voit katsella valokuvia, soittaa musiikkia, katsoa videoita ja muodostaa yhteyden Internetiin.

Autojen navigaattoreita käytetään aktiivisesti paitsi tavallisten autoilijoiden lisäksi myös kuljetusyhtiöiden kautta. Loppujen lopuksi GPS-järjestelmän avulla voit seurata ajoneuvojen reittiä lastilla ja vastata nopeasti mahdollisiin viiveisiin. Jos järjestelmässä on erityinen anturi, voit tarkkailla polttoaineen kulutusta.

Toinen sovellusalue on jalankulkijoiden navigointi. On olemassa kompakteja navigaattoreita, joita voidaan käyttää vaellus- ja kävelymatkoilla. Ne ovat hyvä vaihtoehto tutulle kartalle ja kompassille. Myös navigaattorit voidaan rakentaa mobiililaitteisiin - älypuhelimiin. Koordinaattien tarkkuus on tässä tapauksessa edelleen alhaisempi kuin tavanomaisten vastaanottimien, mutta valmistajat työskentelevät aktiivisesti navigointiohjelmien kehittämisessä.

Puhuminen siitä, mitä GPS on, et voi unohtaa tämän järjestelmän puutteita. Signaalin vastaanoton laatuun vaikuttavat kaupunkikehityksen tiheys, puiden läsnäolositiheys tiheällä lehdellä, maanpäälliset radiosignaalilähteet ja muut häiriöitä aiheuttavat tekijät. Mutta suurin ongelma on satelliittien työn riippuvuus Yhdysvaltain armeijan tahdosta. Ei ole mitään takeita siitä, että yhdestä paikasta se ei kytkeydy melulle tai yksinkertaisesti katkaise siviilihaaraa kaikilla alueilla. Onneksi tällä hetkellä on jo olemassa vaihtoehtoisia navigointijärjestelmiä, jotka eivät salli "eksyä" tässä tapauksessa. Tämä on venäläinen GLONASS ja Euroopan Galileo. Suunnittelijoiden valmistajat valmistautuvat myös tällaisiin poikkeuksellisiin tilanteisiin ja sirujen kehittämiseen, jotka voivat tukea kaikkia kolmea navigointijärjestelmää.