Slik fungerer GPS [MakeUseOf Explains]

Annonse

Som en ivrig gamer er jeg overrasket over sammenhengen mellom GPS-lignende funksjoner i moderne videospill og spredning av GPS-teknologi i hverdagen. Da jeg var liten var papirkart og kartografi fremdeles vanlig; hvis du gikk deg vill, led du gjennom det og fant veien til destinasjonen. Nå for tiden har vi GPS-underverkene som kan veilede oss dit og tilbake igjen.

Jeg er bare 24, så jeg mener ikke å høres ut som før GPS-epoken var en "gullalder" eller noe sånt. Jeg setter pris på bekvemmeligheten av GPS, og det har reddet rumpa mi ved mer enn et dusin anledninger. Men som mye teknologi, har vi en tendens til å ta det for gitt. Det vet jeg.

Hva er GPS? Vet du hvordan GPS fungerer? Hva er hemmeligheten bak den nøyaktige nøyaktigheten den tilbyr? Les videre for å lære om den imponerende tanken som gikk til å bygge dette fantastiske navigasjonssystemet.

Hva er det vanlige poenget mellom kjernekraft, internettet Internett og internett er ikke det samme [MakeUseOf Explains]De to begrepene "Internett" og "World Wide Web" har blitt brukt om hverandre helt siden Internett i seg selv ble et "husholdningsnett" som er vanlig som strøm eller kabel-TV. Folk snakker om "surfe på nettet" og ...

Les mer , og GPS? De startet alle som prosjekter som skulle styrke USAs teknologiske fordel over resten av verden. Spesielt den teknologiske kanten til deres militær. Internett ville tillate rask kommunikasjon over lange avstander; kjernekraft kan være både ødeleggende og energiproducerende; og GPS betydde enkel navigering for militære styrker gjennom fremmed terreng.

GPS-en, som står for Global Positioning System, er faktisk et nettverk av 27 menneskeskapte satellitter som går i bane rundt Jorden. Av de 27 satellittene er 24 for tiden i bruk, og de resterende tre er der som mislykkede kafeer i tilfelle en av de 24 funksjonsfeilene. Basert på arrangementet av disse satellittene, er minst fire av disse satellittene synlige på himmelen til enhver tid.

I takt med de kretsende satellittene er det fem overvåkningsstasjoner på jordens overflate: hovedstasjonen (i Colorado) og fire ubemannede stasjoner plassert på fjerne steder som er så nær ekvator som mulig (Hawaii er en av disse steder). Disse ubemannede stasjonene samler inn data fra satellittene og videresender til hovedstasjonen, som tolker og gjør justeringer før de videresender riktig data tilbake til GPS-satellittene.

Selv om dette systemet opprinnelig var ment for militær bruk, åpnet USA systemet i 1983 for sivil bruk, og det er grunnen til at vi kan bruke disse satellittene i dag for å finne våre nærmeste Starbucks på et øyeblikk fingre.

OK, så vi har dette globale systemet med satellitter og stasjoner som stadig skifter rundt i jordens atmosfære og videresender data frem og tilbake. Hvordan benytter våre mobile enheter og bilsporere systemet seg for å finne ut nøyaktig hvor vi er? Og hvis det er så mange satellitter som flyter rundt der oppe, hvorfor gjør det da Noen ganger mislykkes GPS-signal Har du blitt syk av GPS-appens datatilkobling? Prøv 3 oppdaterte frakoblede kart [Android]For ikke lenge siden dekket Chris tre av de beste offline GPS-appene som er tilgjengelige på Android. Siden den gang har mange andre GPS-apper gitt ut eller mottatt store oppdateringer. Sammenlign disse nykommerne gunstig med de som er vurdert av ... Les mer ?

Tenk på hva du bruker til GPS-navigasjon. Enten det er en dashbordmontering fra TomTom eller Kart-appen fra Google Hvordan fungerer Google Maps?Google Maps brukes av millioner av mennesker hver dag, og du kan være en av dem, men hvordan fungerer det egentlig, og hvordan opprettholder Google nøyaktigheten så godt? Les mer , ideen er den samme: enheten din er en GPS-mottaker. Med andre ord mottar enheten din data fra GPS-satellittene. Hva slags data? Enkelt sagt, hver satellitt forteller enheten din om avstanden mellom deg og den satellitten.

På dette tidspunktet kan du være litt forvirret fordi du tror du trenger mer enn avstand fra et objekt for å finne den nøyaktige plasseringen din. Og du hadde rett! Ved å bruke avstanden fra hver satellitt kan GPS-enheten din bruke en teknikk som heter trileration å finne hvor du er.

Se for deg at du er borte i villmarken. Hvis du ringte vennen din i Philadelphia og han på magisk vis visste nøyaktig hvor langt borte du var, ville han fortelle deg at du er 400 kilometer fra Philadelphia. Å vite det er ikke nok, for den avstanden fra et enkelt punkt kan bety et hvilket som helst punkt langs sirkelen på en radius på 400 kilometer rundt dette punktet.

Så du ringer til en annen venn i New York City, og han sier at du er 300 mil unna. Nå har du to avstandskretser, og hvert punkt langs disse sirklene er et potensielt sted der du kan være i dette øyeblikket. Som du ser, skjærer de to sirklene seg på to steder: basert på avstandsdataene, vet du at du er på et av disse stedene.

Og hvis du ringte en tredje venn og han fortalte deg at du var 200 miles fra Newark, ville du ha tre sirkler som krysser hverandre. Det er der du er.

Den samme teknikken brukes av GPS-en der hver satellitt kan sees på som en av vennene dine fra eksemplet ovenfor. Men siden satellitter fungerer i 3D-rom, må du forestille krysset mellom sfærer i stedet for sirkler. Kombiner avstandsdataene med det faktum at du må stå på jordoverflaten (som fungerer som den fjerde sfæren), og det er ganske enkelt å finne hvor du er.

For nøyaktige GPS-data prøver de fleste enhetene å koble til minst fire satellitter. Dette er også grunnen til at det noen ganger tar lang tid før enheten din oppdaterer GPS-plasseringer. Det er også grunnen til at du noen ganger ikke har et signal: Du kan være koblet til en eller to satellitter, men det er ikke nok.

Selvfølgelig ligger det mye mer matematikk og vitenskap bak hvordan GPS fungerer. For å kompensere for signalforsinkelsen mellom satellitter og mottakere (radiobølger beveger seg bare så fort). Noen gang lurt på hvorfor GPS dreper telefonens batteri 10 påviste og testede tips for å forlenge batterilevetiden på AndroidLider du av dårlig batterilevetid på Android? Følg disse tipsene for å få mer juice ut av Android-enhetens batteri. Les mer ? Det skyldes at telefonen din stadig må rette feil i beregningen.

Forhåpentligvis lærte du litt om GPSen og hvordan den fungerer. Jeg visste faktisk ikke hvordan det hele fungerte før jeg forsket på denne artikkelen, og ideen bak den er både fascinerende og smart. Hvis du fremdeles ikke forstår det, kanskje jeg ikke forklarte det godt nok; i så fall oppfordrer jeg deg til å stille spørsmål i kommentarene for avklaring.

Bildetillegg: GPS-nettverk via Shutterstock, GPS-telefon via Shutterstock, GPS-satellitt via Shutterstock