כיצד GPS פועל [MakeUseOf מסביר]

פרסומת

בתור גיימר מושבע, אני מופתע מהמתאם בין תכונות דמויות GPS במשחקי וידאו מודרניים לבין ריבוי טכנולוגיות ה- GPS בחיים השגרתיים. כשהייתי ילד, מפות נייר וקרטוגרפיה היו עדיין נפוצות; אם הלכת לאיבוד, סבלת דרך זה ומצאת את הדרך ליעד שלך. בימינו יש לנו את נפלאות ה- GPS שינחו אותנו לשם ושוב.

אני רק 24 אז אני לא מתכוון להישמע כאילו עידן טרום ה- GPS היה "תור הזהב" או משהו כזה. אני מעריך את הנוחות של GPS וזה הציל את הישבן שלי ביותר מתריסר הזדמנויות. אבל כמו הרבה טכנולוגיה, אנו נוטים לקחת את זה כמובן מאליו. אני יודע שכן.

מה הוא ג'י.פי. אס? האם אתה יודע כיצד GPS עובד? מה הסוד שמאחורי הדיוק הקרוב להצביע שהוא מציע? המשיכו לקרוא בכדי ללמוד על המחשבה המרשימה שנבנתה בבניית מערכת הניווט המרהיבה הזו.

מה הנקודה המשותפת בין כוח גרעיני, האינטרנט האינטרנט והאינטרנט הם לא אותו דבר [MakeUseOf מסביר]שני המונחים "אינטרנט" ו- "רשת עולמית" משמשים זה לזה החל מאז שהאינטרנט עצמו הפך ל"כלי בית "נפוץ כמו חשמל או טלוויזיה בכבלים. אנשים מדברים על "גלישה באינטרנט" ו ... קרא עוד ו- GPS? כולם התחילו כפרויקטים שנועדו לחזק את היתרון הטכנולוגי של ארה"ב בשאר העולם. באופן ספציפי, הקצה הטכנולוגי של שלהם

צבאי. האינטרנט יאפשר תקשורת מהירה על פני מרחקים ארוכים; כוח גרעיני יכול להיות הרסני וגם מחולל אנרגיה; ו- GPS פירושו קלות ניווט של כוחות צבא דרך שטח זר.

ה- GPS, אשר מיועד מערכת מיקום גלובלית, היא למעשה רשת של 27 לוויינים מעשה ידי אדם שמקיפים מסלול סביב כדור הארץ. מתוך 27 הלוויינים הללו, כיום 24 נמצאים בשימוש והשלושה הנותרים נמצאים שם כבית קפה כושל למקרה שאחת מתוך 24 התקלות. בהתבסס על סידור הלוויינים הללו, לפחות ארבעה מהלוויינים הללו נראים בשמיים בכל זמן נתון.

בד בבד עם הלוויינים המסתובבים, יש חמש תחנות ניטור על פני כדור הארץ: תחנת האב (בקולורדו) וארבע תחנות בלתי מאוישות הממוקמות במקומות רחוקים הקרובים ככל האפשר לקו המשווה (הוואי היא אחת מאותן מיקומים). תחנות בלתי מאוישות אלה אוספות נתונים מהלוויינים ומעבירות לתחנת האב, המפרש ועושה התאמות לפני שמעבירות מחדש את הנתונים המתאימים לווייני ה- GPS.

למרות שמערכת זו נועדה במקור לשימוש צבאי, ארצות הברית פתחה את המערכת בשנת 1983 ל שימוש אזרחי וזו הסיבה שאנו יכולים להשתמש בלוויינים אלה כיום כדי למצוא את הסטארבוקס הקרובים לנו ביותר ברגע זה אצבעות.

אוקיי, אז יש לנו מערכת גלובלית ותחנות גלובלית זו שמסתובבים כל הזמן באטמוספירה של כדור הארץ ומעבירים נתונים קדימה ואחורה. איך המכשירים הניידים ועוקבי המכוניות שלנו משתמשים במערכת כדי להבין איפה אנחנו בדיוק? ואם יש כל כך הרבה לוויינים שמרחפים שם למעלה, מדוע לפעמים מכשיר ה- GPS נכשל חולה מנתוני חיבור הנתונים של אפליקציית ה- GPS שלך? נסה 3 מפות לא מקוונות מעודכנות [Android]לא מזמן, כריס כיסה שלוש מאפליקציות ה- GPS הלא מקוונות הטובות ביותר הזמינות באנדרואיד. מאז, אפליקציות GPS רבות אחרות פרסמו או קיבלו עדכונים גדולים. האם המצטרפים החדשים האלה משווים לטובה את אלו שנבדקו על ידי ... קרא עוד ?

חשוב על מה אתה משתמש לניווט GPS. בין אם מדובר במשטח לוח מחוונים של TomTom או מה- אפליקציית מפות מ- Google כיצד מפות Google עובדות?מפות Google משמשות מיליוני אנשים מדי יום ויכול להיות שאתה אחד מהם, אבל איך זה עובד בעצם ואיך גוגל שומרת על רמת הדיוק שלה כל כך טובה? קרא עוד , הרעיון הוא זהה: המכשיר שלך הוא מקלט GPS. במילים אחרות, המכשיר שלך מקבל נתונים מלווייני ה- GPS. איזה סוג של נתונים? במילים פשוטות, כל לוויין אומר למכשיר שלך את המרחק בינך לבין אותו לוויין.

בשלב זה אתה עשוי להיות קצת מבולבל מכיוון שאתה חושב שאתה צריך יותר ממרחק מאובייקט כדי לאתר את מיקומך המדויק. ואתה תהיה צודק! באמצעות המרחק מכל לוויין, מכשיר ה- GPS שלך יכול להשתמש בטכניקה הנקראת טרילרציה למצוא איפה אתה.

דמיין שאבדתם במדבר. אם התקשרת לחברך בפילדלפיה והוא קסם היה יודע בדיוק כמה רחוק ממנו היית, הוא היה אומר לך שאתה נמצא 400 מיילים מפילדלפיה. עם זאת הידיעה אינה מספיקה מכיוון שהמרחק מנקודה יחידה יכול להיות משמעות לכל נקודה לאורך המעגל של רדיוס של 400 מייל סביב אותה נקודה.

אז אתה מתקשר לחבר שני בניו יורק והוא אומר שאתה במרחק 300 מיילים משם. עכשיו יש לך שני מעגלי מרחק וכל נקודה לאורך המעגלים האלה היא מקום פוטנציאלי בו אתה יכול להיות ברגע זה. כפי שאתה יכול לראות, שני המעגלים מצטלבים בשני נקודות: על סמך נתוני המרחק, אתה יודע שאתה נמצא באחד מהנקודות הללו.

ואם התקשרת לחבר שלישי והוא אמר לך שאתה נמצא 200 מיילים מניוארק, יהיו לך שלושה מעגלים המצטלבים במיקום אחד. כאן אתה נמצא.

באותה טכניקה משמש ה- GPS בו ניתן לראות כל לוויין כאחד מחבריכם מהדוגמה שלמעלה. אך מכיוון שלוויינים עובדים בחלל תלת-ממדי, עליכם לדמיין את צומת הכדורים במקום מעגלים. שלב את נתוני המרחק הזה עם העובדה שאתה חייב לעמוד על פני כדור הארץ (שמשמש ככדור הרביעי) ודי קל למצוא היכן אתה נמצא.

לקבלת נתוני GPS מדויקים, רוב המכשירים מנסים להתחבר לארבעה לוויינים לפחות. זו גם הסיבה שלעיתים לוקח זמן רב עד שהמכשיר שלך מעדכן מיקומי GPS. זו גם הסיבה שלעתים אין לך איתות: ייתכן שאתה מחובר לוויין אחד או שניים, אבל זה לא מספיק.

כמובן שיש הרבה יותר מתמטיקה ומדעים העומדים מאחורי האופן בו GPS פועל. לדוגמה, פיצוי על עיכוב האות בין לוויינים ומקלטים (גלי רדיו נעים כל כך מהר). תהיתי אי פעם למה GPS הורג את הסוללה של הטלפון שלך 10 טיפים מוכחים ונבדקים להארכת חיי הסוללה באנדרואידסובלים מחיי סוללה לקויים באנדרואיד? עקוב אחר הטיפים הבאים בכדי להפיק יותר מיץ מהסוללה של מכשיר ה- Android שלך. קרא עוד ? הסיבה לכך היא שהטלפון שלך צריך לתקן כל העת שגיאות בחישוב.

אני מקווה שלמדת קצת על ה- GPS ואיך זה עובד. למעשה לא ידעתי איך הכל עבד עד שביצעתי את המחקר שלי למאמר זה והרעיון מאחוריו מרתק וחכם כאחד. אם אתה עדיין לא מבין את זה, אולי לא הסברתי את זה מספיק טוב; במקרה זה, אני קורא לך לשאול שאלות בהערות לצורך הבהרה.

זיכויים לתמונה: רשת GPS באמצעות Shutterstock, טלפון GPS באמצעות Shutterstock, לוויין GPS באמצעות Shutterstock