Oggi parleremo di cos'è il GPS, di come funziona questo sistema. Prestiamo attenzione allo sviluppo di questa tecnologia, alle sue caratteristiche funzionali. Discuteremo anche il ruolo svolto dalle mappe interattive nel sistema.
La storia del GPS
La storia dell'emergere di un sistema di posizionamento globale, o di determinazione delle coordinate, iniziò negli Stati Uniti nei lontani anni '50, quando il primo satellite sovietico fu lanciato nello spazio. Un team di scienziati americani che ha monitorato il lancio ha notato che quando il satellite si allontanava cambiava uniformemente la frequenza del segnale. Dopo un'analisi approfondita dei dati, sono giunti alla conclusione che con l'aiuto di un satellite, in modo più dettagliato, la sua posizione e il segnale emesso, è possibile determinare con precisione la posizione e la velocità di una persona sulla terra, nonché come viceversa, la velocità e la posizione di un satellite in orbita quando si determinano le coordinate esatte della persona. Entro la fine degli anni Settanta, il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti lanciò il sistema GPS per i propri scopi e pochi anni dopo divenne disponibile per l'uso civile. Come funziona ora il sistema GPS? Esattamente come funzionava allora, secondo gli stessi principi e fondamenti.
Rete satellitare
Più di ventiquattro satelliti in orbita terrestre stanno trasmettendo ancoraggi radio. Il numero di satelliti varia, ma c'è sempre il numero giusto in orbita per garantire un funzionamento regolare, inoltre alcuni di essi sono di riserva in modo che se il primo si guasta, assumano le loro funzioni. Poiché la vita utile di ciascuno di essi è di circa 10 anni, vengono lanciate nuove versioni aggiornate. I satelliti ruotano in sei orbite attorno alla Terra a un' altitudine inferiore a 20 mila km, forma una rete interconnessa, controllata da stazioni GPS. Questi ultimi si trovano su isole tropicali e sono collegati al principale centro di coordinamento degli USA.
Come funziona un navigatore GPS?
Grazie a questa rete, puoi scoprire la posizione calcolando il ritardo del segnale dai satelliti e utilizzando queste informazioni per determinare le coordinate. Come funziona ora il sistema GPS? Come qualsiasi rete di navigazione nello spazio, è completamente gratuito. Funziona con alta efficienza in tutte le condizioni atmosferiche e in qualsiasi momento della giornata. L'unico acquisto che dovresti avere è il navigatore GPS stesso o un dispositivo che supporta le funzionalità GPS. In re altà, il principio di funzionamento del navigatore si basa su un semplice schema di navigazione utilizzato da tempo: se si conosce esattamente il luogo in cui si trova l'oggetto marker, che è più adatto al ruolo di punto di riferimento, e la distanza da esso a tu, disegna un cerchio su cui segnare il tuo punto con un punto. Posizione. Se il raggio del cerchio è grande, sostituiscilo con una linea retta. Disegna diverse di queste strisce dalla tua possibile posizione verso gli indicatori, il punto di intersezione delle linee indicherà le tue coordinate sulla mappa. I satelliti di cui sopra in questo caso svolgono solo il ruolo di questi oggetti marker con una distanza di circa 18 mila km dalla tua posizione. Sebbene orbitino a grande velocità, la loro posizione è costantemente monitorata. Ogni navigatore è dotato di un ricevitore GPS, che è programmato sulla frequenza desiderata ed è in diretta interazione con il satellite. Ogni segnale radio contiene una certa quantità di informazioni codificate, che includono affermazioni sulle condizioni tecniche del satellite, la sua posizione nell'orbita terrestre e il fuso orario (ora esatta). A proposito, le informazioni sull'ora esatta sono le più necessarie per ottenere dati sulle tue coordinate: il calcolo in corso dell'intervallo di tempo tra il ritorno e la ricezione del segnale radio viene moltiplicato per la velocità dell'onda radio stessa e, per calcoli a breve termine, viene calcolata la distanza tra il dispositivo di navigazione e il satellite in orbita.
Problemi di sincronizzazione
In base a questo principio di navigazione, si può presumere che per determinare con precisione le proprie coordinate, potrebbero essere necessari solo due satelliti, in base ai segnali di cui sarà facile trovare il punto di intersezione, e alla fine - il luogo in cui ti trovi. Ma, sfortunatamente, ragioni tecniche richiedono l'uso di un altro satellite come marker. casail problema sta nell'orologio del ricevitore GPS, che non consente una sincronizzazione sufficiente con i satelliti. La ragione di ciò è la differenza nella visualizzazione dell'ora (sul tuo navigatore e nello spazio). I satelliti hanno costosi orologi atomici di alta qualità, che consentono loro di tenere il tempo con estrema precisione, mentre i ricevitori convenzionali semplicemente non possono utilizzare tali cronometri, poiché le dimensioni, il costo e la complessità del funzionamento non ne permetterebbero l'uso ovunque. Anche un piccolo errore di 0,001 secondi può spostare le coordinate di oltre 200 km!
Terzo contrassegno
Quindi gli sviluppatori hanno deciso di lasciare la solita tecnologia degli orologi al quarzo nei navigatori GPS e prendere un percorso diverso, per essere più precisi: utilizzare tre, rispettivamente, lo stesso numero di linee per l'intersezione successiva invece di due punti di riferimento satellitari. La soluzione del problema si basa su una via d'uscita ingegnosamente semplice: quando tutte le linee dei tre indicatori designati si intersecano, anche con possibili imprecisioni, si crea una zona a forma di triangolo, il cui centro è preso come centro - la tua posizione. Ti consente anche di rilevare la differenza di tempo tra il ricevitore e tutti e tre i satelliti (per i quali la differenza sarà la stessa), che ti consente di correggere l'intersezione delle linee esattamente al centro, in altre parole - questo determina il tuo Coordinate GPS.
Frequenza singola
Va anche notato che tutti i satelliti inviano informazioni al tuo dispositivo sulla stessa frequenza, e questo è piuttosto insolito. Comefunziona un navigatore GPS e come fa a percepire correttamente tutte le informazioni se tutti i satelliti gli inviano continuamente e contemporaneamente informazioni? Tutto è abbastanza semplice. Per determinare se stessi, i trasmettitori sul satellite inviano anche informazioni standard nel segnale radio, che contiene un codice crittografato. Riporta le caratteristiche massime del satellite e viene inserito nel database del tuo dispositivo, che poi ti permette di controllare i dati dal satellite con il database del navigatore. Anche con un gran numero di satelliti nel raggio d'azione, possono essere identificati molto rapidamente e facilmente. Tutto ciò semplifica l'intero schema e consente l'utilizzo di antenne di ricezione più piccole e deboli nei navigatori GPS, il che riduce i costi e riduce il design e le dimensioni dei dispositivi.
Mappe GPS
Le mappe GPS vengono scaricate sul tuo dispositivo separatamente, poiché tu stesso influenzi la scelta dell'area in cui vuoi spostarti. Il sistema stabilisce solo le tue coordinate sul pianeta e la funzione delle mappe è quella di ricreare sullo schermo una versione grafica su cui vengono applicate le coordinate, che ti permette di navigare sul terreno. Come funziona il GPS in questo caso? Gratuito, continua a rimanere in questo stato, le carte in alcuni negozi online (e non solo) sono ancora a pagamento. Spesso vengono create applicazioni separate per lavorare con le mappe per un dispositivo con un navigatore GPS: sia a pagamento che gratuite. La varietà di mappe sorprende piacevolmente e ti consente di impostare la strada dal punto A al punto B nel modo più informativo possibile e con tutti i comfort: quali luoghi passerai, il modo più brevealla destinazione, assistente vocale che indica la direzione e altri.
Attrezzature GPS aggiuntive
Il GPS viene utilizzato per qualcosa di più del semplice puntamento nella giusta direzione. Ti permette di tracciare un oggetto, che può contenere un cosiddetto beacon, o un localizzatore GPS. È costituito dal ricevitore del segnale stesso e da un trasmettitore basato su gsm, 3gp o altri protocolli di comunicazione per trasmettere informazioni sulla posizione di un oggetto ai centri di servizio che esercitano il controllo. Sono utilizzati in molti settori: sicurezza, medico, assicurativo, trasporti e molti altri. Ci sono anche localizzatori per auto che si collegano esclusivamente all'auto.
Viaggiare senza problemi
Ogni giorno che passa, i valori della mappa e della bussola permanente vanno sempre più indietro nel passato. Le moderne tecnologie consentono a una persona di aprire la strada al suo viaggio con una minima perdita di tempo, fatica e denaro, mentre vede i luoghi più eccitanti e interessanti. Quella che era una fantasia circa un secolo fa è diventata re altà oggi, e quasi tutti possono approfittarne: dai militari, marinai e piloti di aerei a turisti e corrieri. Ora sta guadagnando grande popolarità l'uso di questi sistemi per l'industria commerciale, dell'intrattenimento, della pubblicità, dove ogni imprenditore può indicarsi la mappa globale del mondo, e non sarà affatto difficile trovarlo. Ci auguriamo che questo articolo abbia aiutato tutti coloro che sono interessati al GPS: come funziona, su quali basi vengono determinate le coordinate, cosai suoi punti di forza e di debolezza.
