Hur GPS fungerar [MakeUseOf Explains]

Annons

Som en ivrig spelare är jag förvånad över sambandet mellan GPS-liknande funktioner i moderna videospel och spridningen av GPS-teknik i det vardagliga livet. När jag var liten var papperskartor och kartografi fortfarande vanliga; om du förlorade, led du genom det och hittade dig till din destination. Numera har vi GPS-underverk som kan vägleda oss dit och tillbaka igen.

Jag är bara 24 så jag menar inte att låta som att pre-GPS-eran var en "guldålder" eller något liknande. Jag uppskattar bekvämligheten med GPS och det har räddat min rumpa vid mer än ett dussin tillfällen. Men som mycket teknik tenderar vi att ta det för givet. Jag vet att jag gör.

Vad är GPS? Vet du hur GPS fungerar? Vad är hemligheten bakom den exakta noggrannhet som den erbjuder? Fortsätt läsa för att lära dig om den imponerande tanken som gick till att bygga detta fantastiska navigationssystem.

Vad är den gemensamma punkten mellan kärnkraft, Internet Internet och Internet är inte samma sak [MakeUseOf Explains]De två termerna "Internet" och "World Wide Web" har använts omväxlande sedan Internet självt blev ett hushållsverktyg "lika vanligt som el eller kabel-TV. Folk pratar om "surfa på nätet" och ...

Läs mer och GPS? De började alla som projekt för att stärka USA: s teknologiska fördel över resten av världen. Specifikt den tekniska kanten på deras militär. Internet skulle möjliggöra snabb kommunikation över långa avstånd; kärnkraft kan vara både destruktiv och energiproducerande; och GPS innebar enkel navigering för militära styrkor genom främmande terräng.

GPS, som står för Global Positioning System, är faktiskt ett nätverk av 27 konstgjorda satelliter som går runt jorden. Av de 27 satelliterna är 24 för närvarande i bruk och de återstående tre är där som misslyckade kaféer i fall en av de 24 felfunktionerna. Baserat på arrangemanget av dessa satelliter är åtminstone fyra av dessa satelliter synliga på himlen vid varje given tidpunkt.

Tillsammans med de kretsande satelliterna finns det fem övervakningsstationer på jordens yta: mästerstationen (i Colorado) och fyra obemannade stationer placerade på avlägsna platser som är så nära ekvatorn som möjligt (Hawaii är en av dessa platser). Dessa obemannade stationer samlar in data från satelliterna och vidarebefordrar till masterstationen, som tolkar och gör justeringar innan de vidarebefordrar rätt data till GPS-satelliterna.

Även om detta system ursprungligen var avsett för militär användning, öppnade USA systemet 1983 för civil användning vilket är anledningen till att vi kan använda dessa satelliter idag för att hitta våra närmaste Starbucks när vi börjar fingrar.

Okej, så vi har detta globala system av satelliter och stationer som ständigt växlar runt i jordens atmosfär och vidarebefordrar data fram och tillbaka. Hur utnyttjar våra mobila enheter och bilspårare systemet för att ta reda på var vi är exakt? Och om det finns så många satelliter som flyter runt uppe, varför gör din GPS-signal misslyckas ibland Är du trött på din GPS-apps dataförbindelse? Prova 3 uppdaterade offlinekartor [Android]För inte så länge sedan täckte Chris tre av de bästa offline-GPS-apparna tillgängliga på Android. Sedan dess har många andra GPS-appar släppt eller fått stora uppdateringar. Jämför dessa nykomlingar positivt med de som granskats av ... Läs mer ?

Tänk på vad du använder för GPS-navigering. Oavsett om det är ett instrumentpanel från TomTom eller Kartor-app från Google Hur fungerar Google Maps?Google Maps används av miljoner människor varje dag och du kanske är en av dem, men hur fungerar det faktiskt och hur behåller Google sin noggrannhet så bra? Läs mer , idén är densamma: din enhet är en GPS-mottagare. Med andra ord, din enhet tar emot data från GPS-satelliterna. Vilken typ av data? Enkelt uttryckt säger varje satellit din enhet avståndet mellan dig och den satelliten.

Just nu kan du vara lite förvirrad eftersom du tror att du behöver mer än avstånd från ett objekt för att fastställa din exakta plats. Och du skulle ha rätt! Med hjälp av avståndet från varje satellit kan din GPS-enhet använda en teknik som heter trileration att hitta var du är.

Föreställ dig att du är förlorad i vildmarken. Om du ringde din vän i Philadelphia och han på magiskt visste exakt hur långt ifrån du var, skulle han säga att du är 400 mil från Philadelphia. Att veta det räcker dock inte, eftersom det avståndet från en enda punkt kan betyda vilken punkt som helst längs cirkeln på en 400 mils radie runt den punkten.

Så du ringer till en andra vän i New York och han säger att du är 300 mil bort. Nu har du två avståndskretsar och varje punkt längs dessa cirklar är en potentiell plats där du kan vara just nu. Som ni ser, korsar de två cirklarna varandra i två platser: baserat på avståndsdata vet du att du är på någon av dessa platser.

Och om du ringde en tredje vän och han berättade att du var 200 mil från Newark skulle du ha tre cirklar som korsar varandra på en plats. Det är där du är.

Samma teknik används av GPS där varje satellit kan ses som en av dina vänner från exemplet ovan. Men eftersom satelliter fungerar i 3D-rymden, måste du föreställa dig skärningspunkten mellan sfärer istället för cirklar. Kombinera avståndsdata med det faktum att du måste stå på jordens yta (som fungerar som den fjärde sfären) och det är ganska lätt att hitta var du är.

För korrekt GPS-data försöker de flesta enheter ansluta till minst fyra satelliter. Därför tar det ibland lång tid för din enhet att uppdatera GPS-platser. Det är också varför du ibland inte har någon signal: du kan vara ansluten till en eller två satelliter, men det räcker inte.

Naturligtvis finns det mycket mer matematik och vetenskap bakom hur GPS fungerar. Till exempel kompenserar för signalfördröjningen mellan satelliter och mottagare (radiovågorna rör sig bara så snabbt). Någonsin undrat varför GPS dödar telefonens batteri 10 bevisade och testade tips för att förlänga batteriets livslängd på AndroidLider du av dålig batteritid på Android? Följ dessa tips för att få mer juice ur din Android-enhets batteri. Läs mer ? Det beror på att din telefon ständigt måste korrigera fel vid beräkningen.

Förhoppningsvis lärde du dig lite om GPS och hur det fungerar. Jag visste faktiskt inte hur det fungerade förrän jag gjorde min forskning för den här artikeln och idén bakom den är både fascinerande och smart. Om du fortfarande inte förstår det, kanske jag inte förklarade det tillräckligt bra; i så fall uppmanar jag er att ställa frågor i kommentarerna för att förtydliga.

Bildkrediter: GPS-nätverk via Shutterstock, GPS-telefon via Shutterstock, GPS-satellit via Shutterstock