HDG menerangkan bagaimana GPS berfungsi?

Kali terakhir anda menggunakan telefon anda untuk mempunyai peta google menentukan lokasi tepat anda di peta, adakah anda pernah berhenti dan tertanya -tanya bagaimana GPS berfungsi dengan tepat?

Sistem Sistem Kedudukan Global (GPS) sebenarnya dilancarkan oleh U.S. Jabatan Pertahanan pada tahun 1973 (dikenali sebagai Navstar). Menjelang tahun 1993, terdapat 24 satelit gps yang mengorbit data orbit dan penyiaran bumi dan penyiaran yang boleh digunakan oleh tentera untuk tujuan navigasi dan lain -lain. Hari ini, sejak penulisan ini, terdapat 28.

Pada tahun 1980 -an, data yang dihantar dari satelit GPS dibuka kepada orang ramai, yang membuka seluruh pasaran untuk pelbagai jenis peranti navigasi GPS yang kita ada hari ini. 

Oleh kerana setiap satelit bergerak di orbit yang boleh diramal di atas bumi, penerima boleh menggunakan almanak yang disimpan dari kedudukan yang diketahui semasa semua satelit GPS untuk menentukan di mana, kira -kira, satelit tersebut kini terletak di atas Bumi.

Dengan kedudukan yang diketahui setiap satelit, dan jarak yang diukur antara satelit dan kedudukan anda, GPS anda menerima dapat mengira lokasi anggaran anda dengan menentukan di mana persimpangan ketiga -tiga sfera itu datang bersama -sama di permukaan bumi.

Penerima kemudian memaparkan lokasi itu kepada anda di peta.

Tiga satelit menyediakan lokasi yang kasar, dan penerima GPS memerlukan isyarat keempat dari satelit GPS yang lain untuk menentukan ketinggian semasa anda di permukaan bumi menggunakan prinsip matematik yang lain yang dikenali sebagai trilaterasi.

Bagaimana Sensor GPS Telefon Anda Berfungsi

Telefon pintar yang paling moden hari ini dilengkapi dengan cip penerima GPS. Cip ini dapat menerima isyarat radio dari satelit GPS.

Jam telefon anda bukan jam atom, jadi waktunya tidak diselaraskan dengan jam atom satelit di orbit. Walau bagaimanapun, ini tidak menjadi masalah ketika mengira lokasi menggunakan isyarat dari satelit tersebut.

Ini kerana penerima GPS telefon anda memberi tumpuan kepada data yang diterima dari satelit, dan pangkalan data lokasi satelit yang diketahui di Bumi. Oleh kerana semua satelit mempunyai jam atom, masa semasa pada setiap satelit adalah sama pada bila -bila masa.

Walau bagaimanapun, kerana jarak dari satelit, dan hakikat bahawa isyarat radio bergerak pada kelajuan cahaya, perbezaan antara setiap timestamp yang diterima mendedahkan jarak antara telefon anda dan setiap satelit.

Inilah cara proses GPS ini berfungsi:

• Keempat -empat satelit menghantar timestamp tepat yang sama ke telefon anda pada 5:12:14 PM.
• Telefon anda menerima cap waktu pada 5:12:15 dari satelit 1.
• Ia menerima cap waktu pada 5:12:16 dari satelit 2.
• Akhirnya, pada 5:12:17, ia menerima cap waktu dari satelit 3.

Ini memberitahu penerima GPS anda bahawa ia mengambil masa 1 saat untuk isyarat radio untuk mencapainya dari satelit 1, 2 saat dari satelit 2, dan 3 saat dari satelit 3.

Kelajuan cahaya adalah pemalar yang diketahui sebanyak 299,792,458 meter sesaat.

Menggunakan matematik mudah, penerima boleh mengira bahawa jaraknya kira -kira 300 ribu meter dari satelit 1, 600 ribu meter dari satelit 2, dan 900 ribu meter dari satelit 3.

Menggunakan jadual carian dari pangkalan data satelit GPS, penerima GPS telefon anda mengetahui lokasi semasa di seluruh bumi dari ketiga -tiga satelit, yang menyediakan koordinat longitud dan latitud dari ketiga -tiga. 

Dengan maklumat itu, telefon anda dapat mengira koordinat bujur dan latitud anda sendiri di bumi.

Menggunakan koordinat yang diketahui, penerima GPS anda kemudian boleh menggunakan jarak yang diukur antara dirinya dan satelit keempat untuk menentukan ketinggian di atas bumi yang anda ada.

Apakah sistem kedudukan global yang dibantu?

Sebelum telefon pintar mula mengintegrasikan litar GPS, orang biasanya akan menggunakan penerima GPS genggam yang melepaskan bateri AA. Atau mereka akan memasang unit GPS di dalam kereta, yang berlari disambungkan ke bateri telefon.

Ini kerana komunikasi radio memerlukan lebih banyak kuasa. Batasan ini adalah bahawa anda sering perlu menunggu beberapa minit untuk penerima GPS anda untuk "mengunci" satelit GPS yang cukup untuk mengira kedudukan anda.

Pengilang telefon pintar mendapat had bateri ini dengan menggabungkan teknologi triangulasi selularnya. Lama sebelum telefon adalah GPS didayakan, mereka boleh menggunakan isyarat yang datang dari menara telefon bimbit untuk mengasingkan kedudukan anda, menggunakan masa yang sama triangulasi cap waktu dan teknologi jarak jauh seperti satelit GPS. 

Malangnya, kerana menara telefon bimbit berada di aras tanah, pengiraan navigasi ini jauh lebih tepat. Jadi perisian GPS telefon pintar anda terlebih dahulu akan menggunakan triangulasi isyarat sel untuk menentukan kedudukan anggaran anda, dan kemudian mengemas kini kedudukan itu setelah data GPS satelit sudah siap.

Ini membolehkan telefon pintar moden untuk menempah kuasa bateri dengan hanya menggunakan data GPS apabila kemas kini lokasi diperlukan. Inilah sebabnya anda sering melihat lokasi anda di Peta Google kadang -kadang melompat ke lokasi baru apabila data yang lebih tepat tersedia.