GPS si funksionon? Parimet e funksionimit të navigatorit GPS

Përmbajtje:

GPS si funksionon? Parimet e funksionimit të navigatorit GPS
GPS si funksionon? Parimet e funksionimit të navigatorit GPS
Anonim

Sot do të flasim se çfarë është GPS, si funksionon ky sistem. Le t'i kushtojmë vëmendje zhvillimit të kësaj teknologjie, veçorive të saj funksionale. Ne do të diskutojmë gjithashtu rolin që luajnë hartat ndërvepruese në sistem.

Historia e GPS

si funksionon një navigator GPS
si funksionon një navigator GPS

Historia e shfaqjes së një sistemi pozicionimi global, ose përcaktimi i koordinatave, filloi në Shtetet e Bashkuara në vitet e largëta të 50-ta kur sateliti i parë sovjetik u lëshua në hapësirë. Një ekip shkencëtarësh amerikanë që monitoruan nisjen vunë re se ndërsa sateliti u largua, ai ndryshoi në mënyrë të barabartë frekuencën e sinjalit. Pas një analize të thellë të të dhënave, ata arritën në përfundimin se me ndihmën e një sateliti, në mënyrë më të detajuar, vendndodhjen e tij dhe sinjalin e emetuar, është e mundur të përcaktohet me saktësi vendndodhja dhe shpejtësia e një personi në tokë, gjithashtu. si anasjelltas, shpejtësia dhe vendndodhja e një sateliti në orbitë kur përcaktohen koordinatat e sakta të personit. Nga fundi i viteve shtatëdhjetë, Departamenti i Mbrojtjes i SHBA-së lançoi sistemin GPS për qëllimet e veta, dhe disa vite më vonë ai u bë i disponueshëm për përdorim civil. Si funksionon sistemi GPS tani? Pikërisht siç funksiononte në atë kohë, sipas të njëjtave parime dhe baza.

Rrjeti satelitor

stacionet gps
stacionet gps

Më shumë se njëzet e katër satelitë në orbitën e Tokës po transmetojnë spiranca radio. Numri i satelitëve ndryshon, por ka gjithmonë numrin e duhur në orbitë për të siguruar funksionimin e qetë, plus disa prej tyre janë në rezervë, në mënyrë që nëse i pari dështon, ata do të marrin përsipër funksionet e tyre. Meqenëse jeta e shërbimit të secilit prej tyre është afërsisht 10 vjet, janë duke u lançuar versione të reja, të përmirësuara. Satelitët rrotullohen në gjashtë orbita rreth Tokës në një lartësi prej më pak se 20 mijë km, ai formon një rrjet të ndërlidhur, i cili kontrollohet nga stacionet GPS. Këto të fundit ndodhen në ishuj tropikal dhe janë të lidhur me qendrën kryesore të koordinimit në SHBA.

Si funksionon një Navigator GPS?

hartat GPS
hartat GPS

Falë këtij rrjeti, ju mund të zbuloni vendndodhjen duke llogaritur vonesën e sinjalit nga satelitët dhe duke përdorur këtë informacion për të përcaktuar koordinatat. Si funksionon sistemi GPS tani? Si çdo rrjet navigimi në hapësirë, ai është plotësisht falas. Punon me efikasitet të lartë në të gjitha kushtet e motit dhe në çdo kohë të ditës. Blerja e vetme që duhet të keni është vetë navigatori GPS ose një pajisje që mbështet veçoritë GPS. Në fakt, parimi i funksionimit të navigatorit bazohet në një skemë të thjeshtë navigimi të përdorur prej kohësh: nëse e dini saktësisht vendin ku ndodhet objekti i shënuesit, i cili është më i përshtatshmi për rolin e një pikë referimi, dhe distancën prej tij në ju, vizatoni një rreth në të cilin shënoni pikën tuaj me një pikë.vendndodhjen. Nëse rrezja e rrethit është e madhe, atëherë zëvendësojeni atë me një vijë të drejtë. Vizatoni disa shirita të tillë nga vendndodhja juaj e mundshme drejt shënuesve, pika e kryqëzimit të linjave do të tregojë koordinatat tuaja në hartë. Satelitët e mësipërm në këtë rast luajnë vetëm rolin e këtyre objekteve shënjuese me një distancë prej rreth 18 mijë km nga vendndodhja juaj. Edhe pse ata orbitojnë me shpejtësi të madhe, vendndodhja e tyre monitorohet vazhdimisht. Çdo navigator ka një marrës GPS, i cili programohet në frekuencën e dëshiruar dhe është në ndërveprim të drejtpërdrejtë me satelitin. Çdo sinjal radio përmban një sasi të caktuar informacioni të koduar, i cili përfshin deklarata në lidhje me gjendjen teknike të satelitit, vendndodhjen e tij në orbitën e Tokës dhe zonën kohore (kohën e saktë). Nga rruga, informacioni për kohën e saktë është më i nevojshmi për marrjen e të dhënave për koordinatat tuaja: llogaritja e vazhdueshme e kohëzgjatjes midis kthimit dhe marrjes së sinjalit të radios shumëzohet me shpejtësinë e vetë valës së radios dhe, me llogaritjet afatshkurtra, llogaritet distanca midis pajisjes suaj të navigimit dhe satelitit në orbitë.

Çështjet e sinkronizimit

marrës GPS
marrës GPS

Bazuar në këtë parim të lundrimit, mund të supozohet se për të përcaktuar me saktësi koordinatat tuaja, mund t'ju duhen vetëm dy satelitë, në bazë të sinjaleve të të cilëve do të jetë e lehtë të gjesh pikën e kryqëzimit, dhe në fund - vendi ku jeni. Por, për fat të keq, arsyet teknike kërkojnë përdorimin e një sateliti tjetër si shënues. në shtëpiproblemi qëndron në orën e marrësit GPS, i cili nuk lejon sinkronizim të mjaftueshëm me satelitët. Arsyeja për këtë është ndryshimi në shfaqjen e kohës (në navigatorin tuaj dhe në hapësirë). Satelitët kanë orë të shtrenjta me bazë atomike me cilësi të lartë, gjë që u lejon atyre të mbajnë kohën me saktësi ekstreme, ndërsa marrësit konvencional thjesht nuk mund të përdorin kronometra të tillë, pasi dimensionet, kostoja dhe kompleksiteti i funksionimit nuk do t'i lejonin ato të përdoren kudo. Edhe një gabim i vogël prej 0,001 sekondash mund të zhvendosë koordinatat me më shumë se 200 km!

shënues i tretë

gjurmues gps
gjurmues gps

Pra, zhvilluesit vendosën të lënë teknologjinë e zakonshme të orëve kuarci në navigatorët GPS dhe të marrin një rrugë tjetër, për të qenë më të saktë - përdorni tre, përkatësisht, të njëjtin numër linjash për kryqëzimin pasues në vend të dy pikave referuese satelitore.. Zgjidhja e problemit bazohet në një rrugëdalje të thjeshtë gjeniale: kur të gjitha linjat nga tre shënuesit e caktuar kryqëzohen, edhe me pasaktësi të mundshme, krijohet një zonë në formën e një trekëndëshi, qendra e të cilit merret si mesi i saj. - vendndodhjen tuaj. Gjithashtu ju lejon të zbuloni ndryshimin në kohë midis marrësit dhe të tre satelitëve (për të cilët ndryshimi do të jetë i njëjtë), gjë që ju lejon të korrigjoni kryqëzimin e linjave pikërisht në qendër, me fjalë të tjera - kjo përcakton Koordinatat GPS.

Frekuencë e vetme

koordinatat GPS
koordinatat GPS

Duhet të theksohet gjithashtu se të gjithë satelitët dërgojnë informacion në pajisjen tuaj në të njëjtën frekuencë, dhe kjo është mjaft e pazakontë. Sia funksionon një navigator GPS dhe si e percepton saktë të gjithë informacionin nëse të gjithë satelitët i dërgojnë vazhdimisht dhe njëkohësisht informacione? Gjithçka është mjaft e thjeshtë. Për të përcaktuar veten, transmetuesit në satelit dërgojnë gjithashtu informacion standard në sinjalin e radios, i cili përmban një kod të koduar. Ai raporton karakteristikat maksimale të satelitit dhe futet në bazën e të dhënave të pajisjes tuaj, e cila më pas ju lejon të kontrolloni të dhënat nga sateliti me bazën e të dhënave të navigatorit. Edhe me një numër të madh satelitësh në rreze, ata mund të identifikohen shumë shpejt dhe lehtë. E gjithë kjo thjeshton të gjithë skemën dhe lejon përdorimin e antenave më të vogla dhe më të dobëta të marrjes në navigatorët GPS, gjë që ul koston dhe redukton dizajnin dhe dimensionet e pajisjeve.

hartat GPS

Hartat GPS shkarkohen në pajisjen tuaj veçmas, pasi ju vetë ndikoni në zgjedhjen e zonës ku dëshironi të lëvizni. Sistemi vendos vetëm koordinatat tuaja në planet, dhe funksioni i hartave është të rikrijojnë në ekran një version grafik në të cilin janë aplikuar koordinatat, i cili ju lejon të lundroni në terren. Si funksionon GPS në këtë rast? Falas, vazhdon të mbetet në këtë status, kartat në disa dyqane online (dhe jo vetëm) janë ende të paguara. Shpesh, aplikacione të veçanta për të punuar me harta krijohen për një pajisje me një navigator GPS: me pagesë dhe falas. Shumëllojshmëria e hartave befason këndshëm dhe ju lejon të vendosni rrugën nga pika A në pikën B sa më informuese dhe me të gjitha lehtësitë: cilat pamje do të kaloni, rruga më e shkurtërnë destinacion, asistent zanor që tregon drejtimin dhe të tjera.

Pajisje shtesë GPS

GPS përdoret për më shumë sesa thjesht për t'ju drejtuar në drejtimin e duhur. Kjo ju lejon të gjurmoni një objekt, i cili mund të përmbajë një të ashtuquajtur fener ose një gjurmues GPS. Ai përbëhet nga vetë marrësi i sinjalit dhe një transmetues i bazuar në gsm, 3gp ose protokolle të tjera komunikimi për transmetimin e informacionit rreth vendndodhjes së një objekti në qendrat e shërbimit që ushtrojnë kontroll. Ato përdoren në shumë industri: siguri, mjekësi, sigurime, transport dhe shumë të tjera. Ka edhe gjurmues makinash që lidhen ekskluzivisht me makinën.

Udhëtim pa probleme

gps si funksionon
gps si funksionon

Çdo ditë që kalon, vlerat e hartës dhe busullës së përhershme shkojnë gjithnjë e më tej në të kaluarën. Teknologjitë moderne i lejojnë një personi të hapë rrugën për udhëtimin e tij me humbje minimale të kohës, përpjekjes dhe parave, duke parë vendet më emocionuese dhe interesante. Ajo që ishte një fantazi rreth një shekull më parë është bërë realitet sot dhe pothuajse të gjithë mund ta shfrytëzojnë atë: nga ushtarakët, marinarët dhe pilotët e avionëve te turistët dhe korrierët. Tani përdorimi i këtyre sistemeve për industrinë komerciale, argëtuese, reklamuese po fiton një popullaritet të madh, ku çdo sipërmarrës mund të tregojë veten në hartën globale të botës dhe nuk do të jetë aspak e vështirë ta gjesh atë. Shpresojmë që ky artikull të ketë ndihmuar të gjithë ata që janë të interesuar për GPS - si funksionon, mbi çfarë baze përcaktohen koordinatat, çfarëpikat e forta dhe të dobëta të tij.

Recommended: