Sådan fungerer GPS [MakeUseOf Explains]

Reklame

Som en ivrig gamer er jeg overrasket over sammenhængen mellem GPS-lignende funktioner i moderne videospil og spredningen af ​​GPS-teknologi i det verdslige liv. Da jeg var barn var papirkort og kartografi stadig almindelige; hvis du gik tabt, led du gennem det og fandt din vej til din destination. I dag har vi GPS-vidunderne til at vejlede os der og tilbage igen.

Jeg er kun 24, så jeg mener ikke at lyde som om før-GPS-æraen var en "gylden tidsalder" eller noget lignende. Jeg sætter pris på bekvemmeligheden ved GPS, og det har reddet min røv ved mere end et dusin lejligheder. Men som en masse teknologi har vi en tendens til at tage det for givet. Jeg ved det.

Hvad er GPS? Ved du, hvordan GPS fungerer? Hvad er hemmeligheden bag den nøjagtige nøjagtighed, den tilbyder? Fortsæt med at læse for at lære om den imponerende tanke, der gik ind i bygningen af ​​dette storslåede navigationssystem.

Hvad er det fælles punkt mellem atomkraft, internettet Internettet og Internettet er ikke det samme [MakeUseOf Explains]

De to udtryk "Internet" og "World Wide Web" er blevet anvendt om hverandre, lige siden Internettet i sig selv blev et husholdningsværktøj, der er så almindeligt som elektricitet eller kabel-tv. Folk taler om "surfe på nettet" og ... Læs mere og GPS? De startede alle som projekter, der skulle styrke USAs teknologiske fordel i resten af ​​verden. Specifikt den teknologiske kant af deres militær. Internettet tillader hurtig kommunikation over lange afstande; kernekraft kunne være både destruktiv og energiproducerende; og GPS betød let navigering for militære styrker gennem fremmed terræn.

GPS, som står for Globalt positionerings system, er faktisk et netværk af 27 menneskeskabte satellitter, der kredser rundt om Jorden. Ud af disse 27 satellitter er 24 i øjeblikket i brug, og de resterende tre er der som mislykkede caféer i tilfælde af, at en af ​​de 24 funktionsfejl. Baseret på arrangementet af disse satellitter er mindst fire af disse satellitter synlige på himlen på ethvert givet tidspunkt.

I tandem med de kredsende satellitter er der fem overvågningsstationer på jordoverfladen: masterstationen (i Colorado) og fire ubemandede stationer placeret i fjerne placeringer, der er så tæt på ækvator som muligt (Hawaii er en af ​​disse placeringer). Disse ubemandede stationer indsamler data fra satellitterne og videresendes til masterstationen, der fortolker og foretager justeringer, inden de videresendes de korrekte data tilbage til GPS-satellitterne.

Selvom dette system oprindeligt var beregnet til militær brug, åbnede USA systemet i 1983 for civilt brug, hvorfor vi kan bruge disse satellitter i dag til at finde vores nærmeste Starbucks på vores øjeblik fingre.

Okay, så vi har dette globale system af satellitter og stationer, der konstant skifter rundt i Jordens atmosfære og videresender data frem og tilbage. Hvordan bruger vores mobile enheder og bilsporere systemet til at finde ud af, hvor vi er nøjagtigt? Og hvis der er så mange satellitter, der flyder rundt derop, hvorfor gør dit GPS-signal mislykkes undertiden Syge af din GPS-apps dataforbindelse, der flager ud? Prøv 3 opdaterede offline kort [Android]For ikke længe siden dækkede Chris tre af de bedste offline GPS-apps, der er tilgængelige på Android. Siden da har mange andre GPS-apps frigivet eller modtaget større opdateringer. Sammenlign disse nykommere positivt med dem, der er gennemgået af ... Læs mere ?

Tænk over, hvad du bruger til GPS-navigation. Uanset om det er et instrumentbræt fra TomTom eller Kort-app fra Google Hvordan fungerer Google Maps?Google Maps bruges af millioner af mennesker hver dag, og du er måske en af ​​dem, men hvordan fungerer det faktisk, og hvordan opretholder Google dens nøjagtighed så godt? Læs mere , ideen er den samme: din enhed er en GPS-modtager. Med andre ord modtager din enhed data fra GPS-satellitterne overhead. Hvilken slags data? Kort sagt fortæller hver satellit din enhed afstanden mellem dig og denne satellit.

På dette tidspunkt er du måske lidt forvirret, fordi du skulle tro, at du har brug for mere end afstand fra et objekt for at præcisere din nøjagtige placering. Og du har ret! Brug af afstanden fra hver satellit kan din GPS-enhed bruge en kaldet teknik trileration at finde hvor du er.

Forestil dig, at du er tabt i ørkenen. Hvis du ringede til din ven i Philadelphia, og han magisk vidste nøjagtigt, hvor langt væk du var fra ham, ville han fortælle dig, at du er 400 miles fra Philadelphia. At vide det er dog ikke nok, fordi denne afstand fra et enkelt punkt kan betyde ethvert punkt langs cirklen på en radius på 400 km omkring dette punkt.

Så du ringer til en anden ven i New York City, og han siger, at du er 300 miles væk. Nu har du to cirkler af afstand, og hvert punkt langs disse cirkler er et potentielt sted, hvor du kunne være i dette øjeblik. Som du kan se, krydser de to cirkler hinanden i to steder: baseret på afstandsdataene, ved du, at du er på et af disse steder.

Og hvis du ringede til en tredje ven, og han fortalte dig, at du var 200 miles fra Newark, ville du have tre cirkler, der krydser hinanden på et sted. Det er her du er.

Denne samme teknik bruges af GPS'en, hvor hver satellit kan ses som en af ​​dine venner fra eksemplet ovenfor. Men da satellitter fungerer i 3D-rum, skulle du forestille dig krydset mellem kugler i stedet for cirkler. Kombiner disse afstandsdata med det faktum, at du skal stå på jordoverfladen (som fungerer som den 4. sfære), og det er temmelig let at finde, hvor du er.

For nøjagtige GPS-data forsøger de fleste enheder at oprette forbindelse til mindst fire satellitter. Dette er også grunden til, at det nogle gange tager lang tid for din enhed at opdatere GPS-placeringer. Det er også grunden til, at du undertiden ikke har et signal: Du er muligvis tilsluttet en eller to satellitter, men det er ikke nok.

Der er selvfølgelig meget mere matematik og videnskab bag, hvordan GPS fungerer. For eksempel kompensere for signalforsinkelsen mellem satellitter og modtagere (radiobølger bevæger sig kun så hurtigt). Nogensinde spekuleret på hvorfor GPS dræber telefonens batteri 10 påviste og testede tip til at forlænge batteriets levetid på AndroidLidt af dårlig batterilevetid på Android? Følg disse tip for at få mere juice ud af din Android-enheds batteri. Læs mere ? Det skyldes, at din telefon konstant skal korrigere fejl i beregningen.

Forhåbentlig lærte du lidt om GPS'en, og hvordan den fungerer. Jeg vidste faktisk ikke, hvordan det hele fungerede, før jeg gjorde min research til denne artikel, og ideen bag den er både fascinerende og klog. Hvis du stadig ikke forstår det, har jeg måske ikke forklaret det godt nok; i dette tilfælde opfordrer jeg dig til at stille spørgsmål i kommentarerne til afklaring.

Billedkreditter: GPS-netværk via Shutterstock, GPS-telefon via Shutterstock, GPS-satellit via Shutterstock