Vsi avtomobilski navigacijski sistemi, aplikacije za vožnjo in mobilne navigacijske aplikacije, kot je Google Zemljevidi, se zanašajo na GPS, da nas pripeljejo od točke A do točke B. Toda kaj je GPS in kako deluje?
Kaj je globalni sistem za določanje položaja?
Globalni sistem za določanje položaja (GPS) je navigacijski sistem v lasti vlade Združenih držav, ki je sestavljen iz treh glavnih segmentov:
- Vesoljski segment je navigacijski sistem z najmanj 31 sateliti, od katerih je 24 (ali več) običajno v letu in deluje. Ti sateliti letijo znotraj Zemljine orbite na višini 12.550 milj. Vsak posamezen satelit običajno obkroži Zemljo dvakrat na dan.
- Nadzorni segment je mednarodna mreža nadzornih postaj, ki sledijo, spremljajo in vzdržujejo satelite v orbiti. Te nadzorne postaje lahko tudi pošiljajo podatke ali ukaze satelitom. Nadzorni segment sestavlja 16 nadzornih postaj, dve glavni nadzorni postaji (ena glavna in ena nadomestna) in 11 poveljniških in nadzornih anten (štiri zemeljske antene in sedem oddaljenih sledilnih postaj Air Force Satellite Control Network).
- Uporabniški segment je za civiliste in naše naprave GPS, znane tudi kot sprejemniki GPS, saj sprejemajo signale satelitov v orbiti za natančno določanje naše lokacije.
Kdo je izumil GPS?
Štirje ljudje, ki se običajno pripisujejo izumu GPS-a, so Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton in Gladys West. Po mnenju Lemelson-MIT je Getting prvi zamislil GPS, kot ga poznamo danes, kot koncept, ki vključuje uporabo "sistema satelitov za izdelavo natančnih podatkov o položaju za hitro premikajoče se objekte, kot so izstrelki in letala"."
Parkinson je prispeval k GPS leta 1972, ko je prevzel glavno vlogo pri usmerjanju programa GPS Ministrstva za obrambo Združenih držav. V tej vlogi je Parkinson lahko nadgradil Gettingove izvirne zamisli. Do leta 1978 je bil Parkinsonov razvojni projekt GPS, znan kot sistem NAVSTAR GPS, dokončan in natančen do treh metrov.
Roger L. Easton je prav tako prispeval k razvoju GPS in ga imenujejo "oče GPS." Eastonov prispevek je bil rezultat reševanja problema, povezanega s sledenjem satelitom. Da bi sinhroniziral čas sledilnih postaj, je Easton razvil navigacijski sistem, ki temelji na času, tako da je ure postavil na satelite, kar jim je omogočilo natančnejše zaznavanje natančne lokacije uporabnikov na tleh. Easton je ta sistem poimenoval "Timation" in Ministrstvo za obrambo ZDA je na koncu vključilo njegove značilnosti v razvoj sistema za globalno določanje položaja.
Nenazadnje je za svoj prispevek k razvoju GPS zaslužna tudi matematika Gladys West. Westin prispevek je bilo njeno delo pri razvoju modela Zemlje, ki je upošteval spremembe v obliki Zemlje, ki jih povzročajo gravitacija in druge sile. Westov model Zemlje na splošno velja za temeljni element projekta GPS.
Kako deluje GPS in kako se ga upravlja?
Globalni sistem za določanje položaja temelji na razmerju med sateliti GPS in sprejemniki na napravah, ki podpirajo GPS. Glede na tehnološko podjetje GPS Garmin, tehnološko podjetje GPS, globalni sistem za določanje položaja deluje, ko sateliti GPS oddajajo "edinstven signal in orbitalne parametre, ki omogočajo napravam GPS dekodiranje in izračunavanje natančne lokacije satelita."
Na podlagi tega prenosa lahko naprave GPS izračunajo lokacijo uporabnikov z merjenjem časa, ki je potreben za sprejem signala. Ta izračun se nato združi z meritvami razdalje iz več drugih satelitov. Za pravilen izračun zemljepisne širine in dolžine osebe mora naprava GPS sprejeti signal vsaj treh satelitov. Za izračun nadmorske višine je potreben signal vsaj štirih satelitov. Večina sprejemnikov GPS sprejema in sledi signalom vsaj osmih satelitov, vendar se to število lahko razlikuje glede na vašo lokacijo in čas.
Glede na GPS.gov globalni sistem za določanje položaja vzdržujejo in upravljajo letalske sile ZDA. Ameriške letalske sile "razvijajo, vzdržujejo in upravljajo" 24 satelitov in nadzornih postaj, ki sestavljajo sistem po vsem svetu.
Poleg avtomobilskih sistemov GPS: vsakodnevna uporaba GPS
GPS ni samo za iskanje poti domov. Druge uporabe GPS vključujejo:
- Nosljive naprave GPS, kot so ure GPS, lahko uporabite za spremljanje otrok, hišnih ljubljenčkov in starejših.
- Droni, ki jih upravlja GPS, se uporabljajo za snemanje kadrov iz ptičje perspektive v filmih. GPS se uporablja tudi v filmski industriji za iskanje lokacij.
- Geocaching lahko uporabite za nastavitev lova na mrhovinarje tako, da skrijete predmete na določenih lokacijah in nato naložite zemljevide v splet, da jih lahko drugi ljudje iščejo z napravami GPS.
- Vaše lokalno podjetje za oskrbo z električno energijo lahko uporablja GPS za sledenje izpadom električne energije.
