Vandaag zullen we praten over wat GPS is, hoe dit systeem werkt. Laten we aandacht besteden aan de ontwikkeling van deze technologie, de functionele kenmerken ervan. We zullen ook de rol bespreken die interactieve kaarten spelen in het systeem.
De geschiedenis van GPS
De geschiedenis van de opkomst van een wereldwijd plaatsbepalingssysteem, of het bepalen van coördinaten, begon in de Verenigde Staten in de verre jaren '50, toen de eerste Sovjet-satelliet de ruimte in werd gelanceerd. Een team van Amerikaanse wetenschappers die de lancering volgden, merkte op dat naarmate de satelliet zich verder wegbewoog, de signaalfrequentie gelijkmatig veranderde. Na een grondige analyse van de gegevens kwamen ze tot de conclusie dat het met behulp van een satelliet, in meer detail, de locatie en het uitgezonden signaal mogelijk is om de locatie en snelheid van een persoon op aarde nauwkeurig te bepalen, evenals en vice versa, de snelheid en locatie van een satelliet in een baan bij het bepalen van de exacte coördinaten van de persoon. Tegen het einde van de jaren zeventig lanceerde het Amerikaanse ministerie van Defensie het GPS-systeem voor eigen doeleinden en een paar jaar later kwam het beschikbaar voor civiel gebruik. Hoe werkt het GPS-systeem nu? Precies zoals het toen werkte, volgens dezelfde principes en fundamenten.
Satellietnetwerk
Meer dan vierentwintig satellieten in een baan om de aarde zenden radio-ankers uit. Het aantal satellieten varieert, maar er is altijd het juiste aantal in een baan om de aarde om een soepele werking te garanderen, en sommige zijn in reserve, zodat als de eerste fa alt, ze hun functies overnemen. Aangezien de levensduur van elk van hen ongeveer 10 jaar is, worden nieuwe, verbeterde versies gelanceerd. Satellieten draaien in zes banen rond de aarde op een hoogte van minder dan 20 duizend km, het vormt een onderling verbonden netwerk, dat wordt bestuurd door GPS-stations. Deze laatste bevinden zich op tropische eilanden en zijn verbonden met het belangrijkste coördinatiecentrum in de VS.
Hoe werkt een GPS-navigator?
Dankzij dit netwerk kun je de locatie achterhalen door de vertraging van het signaal van de satellieten te berekenen en deze informatie te gebruiken om de coördinaten te bepalen. Hoe werkt het GPS-systeem nu? Zoals elk navigatienetwerk in de ruimte is het volledig gratis. Het werkt met een hoog rendement in alle weersomstandigheden en op elk moment van de dag. De enige aankoop die u moet doen, is de GPS-navigator zelf of een apparaat dat GPS-functies ondersteunt. Eigenlijk is het werkingsprincipe van de navigator gebaseerd op een al lang gebruikt eenvoudig navigatieschema: als u precies weet waar het markerobject zich bevindt, wat het meest geschikt is voor de rol van een oriëntatiepunt, en de afstand daarvan tot jij, teken een cirkel waarop je punt markeert met een punt.plaats. Als de straal van de cirkel groot is, vervang deze dan door een rechte lijn. Trek meerdere van dergelijke stroken vanaf uw mogelijke locatie naar de markeringen, het snijpunt van de lijnen geeft uw coördinaten op de kaart aan. De bovenstaande satellieten spelen in dit geval gewoon de rol van deze markerobjecten met een afstand van ongeveer 18 duizend km vanaf uw locatie. Hoewel ze met grote snelheid in een baan om de aarde draaien, wordt hun locatie constant in de gaten gehouden. Elke navigator heeft een GPS-ontvanger, die op de gewenste frequentie is geprogrammeerd en in directe interactie staat met de satelliet. Elk radiosignaal bevat een bepaalde hoeveelheid gecodeerde informatie, waaronder uitspraken over de technische staat van de satelliet, zijn locatie in de baan van de aarde en de tijdzone (exacte tijd). Informatie over de exacte tijd is trouwens het meest nodig voor het verkrijgen van gegevens over uw coördinaten: de doorlopende berekening van de tijdsduur tussen de terugkeer en ontvangst van het radiosignaal wordt vermenigvuldigd met de snelheid van de radiogolf zelf en, door kortetermijnberekeningen wordt de afstand tussen uw navigatieapparaat en de satelliet in een baan om de aarde berekend.
Synchronisatieproblemen
Op basis van dit navigatieprincipe kan worden aangenomen dat om uw coördinaten nauwkeurig te bepalen, u misschien slechts twee satellieten nodig heeft, op basis van de signalen waarvan het gemakkelijk zal zijn om het snijpunt te vinden, en uiteindelijk - de plaats waar je bent. Maar helaas vereisen technische redenen het gebruik van een andere satelliet als markering. huishet probleem ligt in de klok van de GPS-ontvanger, die onvoldoende synchronisatie met de satellieten toelaat. De reden hiervoor is het verschil in tijdweergave (op je navigator en in de ruimte). Satellieten hebben dure atoomklokken van hoge kwaliteit, waardoor ze de tijd met extreme nauwkeurigheid kunnen bijhouden, terwijl conventionele ontvangers dergelijke chronometers eenvoudigweg niet kunnen gebruiken, omdat ze vanwege de afmetingen, de kosten en de complexiteit van de bediening niet overal zouden kunnen worden gebruikt. Zelfs een kleine fout van 0,001 seconden kan de coördinaten met meer dan 200 km verschuiven!
Derde markering
Dus de ontwikkelaars besloten om de gebruikelijke technologie van kwartshorloges in GPS-navigators te laten en een ander pad te nemen, om preciezer te zijn - gebruik respectievelijk drie hetzelfde aantal lijnen voor de volgende kruising in plaats van twee satellietoriëntatiepunten. De oplossing voor het probleem is gebaseerd op een ingenieus eenvoudige uitweg: wanneer alle lijnen van de drie aangewezen markeringen elkaar kruisen, zelfs met mogelijke onnauwkeurigheden, wordt een zone gecreëerd in de vorm van een driehoek waarvan het middelpunt als middelpunt wordt genomen - jouw locatie. Het stelt u ook in staat om het tijdsverschil tussen de ontvanger en alle drie de satellieten te detecteren (waarvoor het verschil hetzelfde zal zijn), waardoor u het snijpunt van de lijnen precies in het midden kunt corrigeren, met andere woorden - dit bepa alt uw GPS-coördinaten.
Enkele frequentie
Er moet ook worden opgemerkt dat alle satellieten informatie op dezelfde frequentie naar uw apparaat verzenden, en dit is nogal ongebruikelijk. Hoewerkt een GPS-navigator en hoe neemt hij alle informatie correct waar als alle satellieten er continu en gelijktijdig informatie naar sturen? Alles is vrij eenvoudig. Om zichzelf te bepalen, sturen de zenders op de satelliet ook standaard informatie in het radiosignaal, dat een versleutelde code bevat. Het rapporteert de maximale kenmerken van de satelliet en wordt ingevoerd in de database van uw apparaat, waardoor u de gegevens van de satelliet kunt controleren met de database van de navigator. Zelfs met een groot aantal satellieten binnen bereik, kunnen ze zeer snel en gemakkelijk worden geïdentificeerd. Dit alles vereenvoudigt het hele schema en maakt het gebruik van kleinere en zwakkere ontvangstantennes in GPS-navigators mogelijk, wat de kosten verlaagt en het ontwerp en de afmetingen van apparaten vermindert.
GPS-kaarten
GPS-kaarten worden afzonderlijk naar uw apparaat gedownload, omdat u zelf invloed heeft op de keuze van het gebied waar u zich wilt verplaatsen. Het systeem stelt alleen uw coördinaten op de planeet vast en de functie van de kaarten is om op het scherm een grafische versie te creëren waarop de coördinaten worden toegepast, waarmee u door het terrein kunt navigeren. Hoe werkt GPS in dit geval? Gratis, het blijft in deze status, kaarten in sommige online winkels (en niet alleen) worden nog steeds betaald. Vaak worden er aparte applicaties voor het werken met kaarten gemaakt voor een toestel met een GPS-navigator: zowel betaald als gratis. De verscheidenheid aan kaarten verrast aangenaam en stelt u in staat om de weg van punt A naar punt B zo informatief mogelijk en met alle voorzieningen in te richten: welke bezienswaardigheden u passeert, de kortste wegnaar de bestemming, stemassistent die de richting aangeeft en anderen.
Extra GPS-apparatuur
GPS wordt voor meer gebruikt dan alleen om u in de goede richting te wijzen. Hiermee kunt u een object volgen, dat een zogenaamd baken of een GPS-tracker kan bevatten. Het bestaat uit de signaalontvanger zelf en een zender op basis van gsm, 3gp of andere communicatieprotocollen voor het verzenden van informatie over de locatie van een object naar servicecentra die de controle uitoefenen. Ze worden in veel industrieën gebruikt: beveiliging, medisch, verzekeringen, transport en vele andere. Er zijn ook autotrackers die exclusief verbinding maken met de auto.
Reizen zonder problemen
Met elke dag die voorbijgaat, gaan de waarden van de kaart en het permanente kompas verder en verder in het verleden. Moderne technologieën stellen een persoon in staat om de weg vrij te maken voor zijn reis met minimaal verlies van tijd, moeite en geld, terwijl hij de meest opwindende en interessante plaatsen ziet. Wat een eeuw geleden een fantasie was, is vandaag werkelijkheid geworden en bijna iedereen kan er zijn voordeel mee doen: van het leger, matrozen en vliegtuigpiloten tot toeristen en koeriers. Nu wint het gebruik van deze systemen voor de commerciële, entertainment-, reclame-industrie aan grote populariteit, waarbij elke ondernemer zichzelf op de wereldkaart kan wijzen en het helemaal niet moeilijk zal zijn om hem te vinden. We hopen dat dit artikel iedereen heeft geholpen die geïnteresseerd is in GPS - hoe het werkt, op welke basis de coördinaten worden bepaald, watzijn sterke en zwakke punten.
