Vandag sal ons praat oor wat GPS is, hoe hierdie stelsel werk. Kom ons let op die ontwikkeling van hierdie tegnologie, sy funksionele kenmerke. Ons sal ook die rol wat interaktiewe kaarte in die stelsel speel, bespreek.
Die geskiedenis van GPS
Die geskiedenis van die ontstaan van 'n globale posisioneringstelsel, of bepaling van koördinate, het in die Verenigde State in die verre 50's begin toe die eerste Sowjet-satelliet in die ruimte gelanseer is.’n Span Amerikaanse wetenskaplikes wat die lansering gemonitor het, het opgemerk dat namate die satelliet wegbeweeg, dit sy seinfrekwensie eweredig verander het. Na 'n diepgaande ontleding van die data het hulle tot die gevolgtrekking gekom dat met behulp van 'n satelliet, in meer besonderhede, sy ligging en die uitgestraalde sein, dit moontlik is om die ligging en spoed van 'n persoon op aarde ook akkuraat te bepaal. soos omgekeerd, die spoed en ligging van 'n satelliet in 'n wentelbaan wanneer die presiese persoon se koördinate bepaal word. Teen die einde van die sewentigerjare het die Amerikaanse departement van verdediging die GPS-stelsel vir hul eie doeleindes bekendgestel, en 'n paar jaar later het dit vir burgerlike gebruik beskikbaar geword. Hoe werk die GPS-stelsel nou? Presies soos dit destyds gewerk het, volgens dieselfde beginsels en fondamente.
Satellietnetwerk
Meer as vier-en-twintig satelliete in 'n wentelbaan om die aarde stuur radio-ankers uit. Die aantal satelliete verskil, maar daar is altyd die regte aantal in 'n wentelbaan om gladde werking te verseker, plus sommige van hulle is in reserwe sodat as die eerste een misluk, hulle hul funksies sal oorneem. Aangesien die dienslewe van elkeen van hulle ongeveer 10 jaar is, word nuwe, opgegradeerde weergawes bekendgestel. Satelliete draai in ses wentelbane om die Aarde op 'n hoogte van minder as 20 duisend km, dit vorm 'n onderling gekoppelde netwerk, wat deur GPS-stasies beheer word. Laasgenoemde is op tropiese eilande geleë en is verbind met die hoofkoördinasiesentrum in die VSA.
Hoe werk 'n GPS-navigator?
Danksy hierdie netwerk kan jy die ligging uitvind deur die vertraging van die sein vanaf die satelliete te bereken en hierdie inligting te gebruik om die koördinate te bepaal. Hoe werk die GPS-stelsel nou? Soos enige navigasienetwerk in die ruimte, is dit heeltemal gratis. Dit werk met hoë doeltreffendheid in alle weerstoestande en enige tyd van die dag. Die enigste aankoop wat jy moet hê, is die GPS-navigator self of 'n toestel wat GPS-kenmerke ondersteun. Eintlik is die beginsel van werking van die navigator gebaseer op 'n lang gebruikte eenvoudige navigasieskema: as jy presies weet waar die merkervoorwerp geleë is, wat die geskikste is vir die rol van 'n landmerk, en die afstand daarvan na jy, trek 'n sirkel waarop jou punt met 'n punt merk.ligging. As die radius van die sirkel groot is, vervang dit dan met 'n reguit lyn. Trek verskeie sulke stroke vanaf jou moontlike ligging na die merkers, die snypunt van die lyne sal jou koördinate op die kaart aandui. Bogenoemde satelliete speel in hierdie geval net die rol van hierdie merkervoorwerpe met 'n afstand van ongeveer 18 duisend km vanaf jou ligging. Alhoewel hulle met groot spoed wentel, word hul ligging voortdurend gemonitor. Elke navigator het 'n GPS-ontvanger, wat op die verlangde frekwensie geprogrammeer is en in direkte interaksie met die satelliet is. Elke radiosein bevat 'n sekere hoeveelheid geënkodeerde inligting, wat stellings insluit oor die tegniese toestand van die satelliet, sy ligging in die Aarde se wentelbaan en die tydsone (presiese tyd). Terloops, inligting oor die presiese tyd is die nodigste vir die verkryging van data oor jou koördinate: die deurlopende berekening van die tydsduur tussen die terugkeer en ontvangs van die radiosein word vermenigvuldig met die spoed van die radiogolf self en deur korttermynberekeninge, word die afstand tussen jou navigasietoestel en die satelliet in 'n wentelbaan bereken.
Sinchronisasiekwessies
Gegrond op hierdie beginsel van navigasie, kan daar aanvaar word dat om jou koördinate akkuraat te bepaal, jy dalk net twee satelliete nodig het, gebaseer op die seine waarvan dit maklik sal wees om die snypunt te vind, en op die ou end - die plek waar jy is. Maar ongelukkig vereis tegniese redes die gebruik van 'n ander satelliet as 'n merker. tuisdie probleem lê in die horlosie van die GPS-ontvanger, wat nie voldoende sinchronisasie met die satelliete toelaat nie. Die rede hiervoor is die verskil in tydvertoning (op jou navigator en in ruimte). Satelliete het duur hoë-geh alte atoom-gebaseerde horlosies, wat hulle in staat stel om tyd met uiterste akkuraatheid te hou, terwyl konvensionele ontvangers eenvoudig nie sulke chronometers kan gebruik nie, aangesien die afmetings, koste en kompleksiteit van operasie dit nie sal toelaat om oral gebruik te word nie. Selfs 'n klein fout van 0,001 sekondes kan die koördinate met meer as 200 km verskuif!
Derde merker
Die ontwikkelaars het dus besluit om die gewone tegnologie van kwartshorlosies in GPS-navigators te laat en 'n ander pad te neem, om meer presies te wees - gebruik onderskeidelik drie dieselfde aantal lyne vir die daaropvolgende kruising in plaas van twee satellietlandmerke. Die oplossing vir die probleem is gebaseer op 'n vernuftige eenvoudige uitweg: wanneer al die lyne van die drie aangewese merkers mekaar kruis, selfs met moontlike onakkuraathede, word 'n sone in die vorm van 'n driehoek geskep, waarvan die middelpunt as sy middel geneem word. - jou posisie. Dit laat jou ook toe om die verskil in tyd tussen die ontvanger en al drie satelliete (waarvoor die verskil dieselfde sal wees) op te spoor, wat jou toelaat om die kruising van die lyne presies in die middel reg te stel, met ander woorde - dit bepaal jou GPS-koördinate.
Enkelfrekwensie
Daar moet ook op gelet word dat alle satelliete inligting op dieselfde frekwensie na jou toestel stuur, en dit is nogal ongewoon. Hoewerk 'n GPS-navigator en hoe sien hy al die inligting korrek as alle satelliete voortdurend en gelyktydig inligting daarheen stuur? Alles is redelik eenvoudig. Om hulself te bepaal, stuur die senders op die satelliet ook standaardinligting in die radiosein, wat 'n geënkripteerde kode bevat. Dit rapporteer die maksimum eienskappe van die satelliet en word in die databasis van jou toestel ingevoer, wat jou dan toelaat om die data van die satelliet met die databasis van die navigator na te gaan. Selfs met 'n groot aantal satelliete binne bereik, kan hulle baie vinnig en maklik uitgeken word. Dit alles vereenvoudig die hele skema en laat die gebruik van kleiner en swakker ontvangsantennas in GPS-navigators toe, wat die koste verminder en die ontwerp en afmetings van toestelle verminder.
GPS-kaarte
GPS-kaarte word afsonderlik na jou toestel afgelaai, aangesien jy self die keuse van die area waarheen jy wil beweeg, beïnvloed. Die stelsel stel net jou koördinate op die planeet vas, en die funksie van die kaarte is om 'n grafiese weergawe op die skerm te herskep waarop die koördinate toegepas word, wat jou toelaat om die terrein te navigeer. Hoe werk GPS in hierdie geval? Gratis, dit bly in hierdie status, kaarte in sommige aanlynwinkels (en nie net nie) word steeds betaal. Dikwels word aparte toepassings vir die werk met kaarte geskep vir 'n toestel met 'n GPS-navigator: beide betaal en gratis. Die verskeidenheid kaarte verras aangenaam en laat jou toe om die pad van punt A na punt B so insiggewend moontlik en met al die geriewe op te rig: watter besienswaardighede jy sal verbygaan, die kortste padna die bestemming, stemassistent wat die rigting aandui en ander.
Bykomende GPS-toerusting
GPS word gebruik vir meer as om jou net in die regte rigting te wys. Dit laat jou toe om 'n voorwerp, wat 'n sogenaamde baken kan bevat, of 'n GPS-spoorsnyer op te spoor. Dit bestaan uit die seinontvanger self en 'n sender gebaseer op gsm, 3gp of ander kommunikasieprotokolle vir die oordrag van inligting oor die ligging van 'n voorwerp na dienssentrums wat beheer uitoefen. Hulle word in baie nywerhede gebruik: sekuriteit, medies, versekering, vervoer en vele ander. Daar is ook motorspoorsnyers wat eksklusief aan die motor koppel.
Reis sonder probleme
Met elke dag wat verbygaan, gaan die waardes van die kaart en die permanente kompas verder en verder die verlede in. Moderne tegnologie laat 'n persoon toe om die weg te baan vir sy reis met minimale verlies aan tyd, moeite en geld, terwyl hy die opwindendste en interessantste plekke sien. Wat sowat’n eeu gelede’n fantasie was, het vandag’n werklikheid geword, en byna almal kan voordeel daaruit trek: van die weermag, matrose en vliegtuigvlieëniers tot toeriste en koeriers. Nou word die gebruik van hierdie stelsels vir die kommersiële, vermaak-, advertensiebedrywe groot gewild, waar elke entrepreneur homself op die wêreldkaart van die wêreld kan wys, en dit sal glad nie moeilik wees om hom te vind nie. Ons hoop dat hierdie artikel almal gehelp het wat in GPS belangstel - hoe dit werk, op watter basis die koördinate bepaal word, watsy sterk- en swakpunte.
