Kako GPS dejansko deluje

Že živimo v prihodnosti. Imamo ročne naprave, ki uporabljajo satelite za natančno določanje naših natančnih lokacij skoraj povsod na planetu. Ali ste se kdaj spraševali, kako deluje GPS?

Naprave GPS dejansko ne kontaktirajo satelitov in jim posredujejo informacije. Prejemajo samo podatke iz satelitov - podatke, ki se vedno prenašajo. Vendar pa GPS ni edini način, na katerega lahko naprave določijo vašo lokacijo.

Zasluge za sliko: NASA

Od satelitov do dlani

Globalni sistem za določanje položaja je prvotno oblikovala Združena država za vojaško uporabo, vendar je bil na koncu odprt za civilno uporabo. Vsaj 24 satelitov GPS je vedno v orbiti okoli Zemlje in ves čas oddajajo podatke.

Sateliti so razporejeni v orbiti tako, da so na nebu vidni štirje sateliti iz katere koli točke na Zemlji. (Ne morete jih dejansko videti, ampak obstaja neposredna pot za radijske prenose.) To pomeni, da GPS ne bo deloval, če bodo signali blokirani - boste želeli precej neposredno pot med vami in nebom. V podzemnem bunkerju ali v jami pod goro ne bo delovalo.

GPS sateliti nenehno prenašajo radijske signale proti Zemlji. Vsak prenos vključuje lokacijo satelitov GPS in čas pošiljanja signala. Vsak satelit ima na krovu atomsko uro, zato je čas zelo natančen.

Kredit za slike: Cliff na Flickr

Kako GPS določa vašo lokacijo

Naprava z vgrajenim GPS - naj gre za namensko GPS navigacijsko enoto ali pametni telefon - deluje le kot sprejemnik GPS. Naprava s sistemom GPS dejansko ne vzpostavlja stika s sateliti, da bi določila njegovo lokacijo. Namesto tega je le poslušanje radijskih signalov, ki se ves čas oddajajo s teh satelitov.

Sprejemnik GPS “posluša” signale s štirih ali več satelitov. Signali iz bližnjih satelitov bodo prispeli prej, signali z daljših satelitov pa bodo prispeli kasneje. (Dejanska časovna razlika je zelo majhna, vendar jo lahko zazna GPS-sprejemnik.) S primerjavo časa predvajanja signala in časa, ko je signal prispel, lahko sprejemnik oceni njegovo relativno oddaljenost od vseh štirih satelitov. S trilateracijo lahko sprejemnik določi svojo lokacijo.

Trilateracija lahko zveni nekoliko zapleteno, vendar je pravzaprav dokaj preprosta. Predstavljajte si, če vam je nekdo povedal, da ste 500 milj od New Yorka, 800 milj od Miamija in 700 milj od Kansas Cityja. S temi informacijami lahko določite regijo, ki je pravilno oddaljena od vseh teh mest, in ocenite svojo trenutno lokacijo. Če smo vam povedali vašo oddaljenost od četrtega mesta, bi lahko svojo lokacijo še natančneje ocenili. To je trilateracija na kratko, in to je tisto, kar počnejo GPS sprejemniki, kadar jih uporabljate.

Zasluge za sliko: Alpha na Flickr

Alternative za GPS

GPS ni edini način, na katerega lahko naprave ocenijo vašo trenutno lokacijo. Storitev 911 uporablja informacije o jakosti celičnega stolpa za triangulacijo položaja mobilnih telefonov. To deluje na podoben način - z merjenjem razlik v jakosti signala med več celičnimi stolpi lahko naprava oceni vašo trenutno lokacijo.

Nekatere naprave lahko za določanje njihove trenutne lokacije uporabljajo tudi sistem za določanje položaja Wi-Fi (WPS). Googlovi tovornjaki za ogled ulic vozijo okoli, zajemajo imena bližnjih dostopnih točk in njihove relativne prednosti na določenih lokacijah. Vaš pametni telefon skenira bližnja brezžična omrežja, nato pošlje Googlovim strežnikom seznam njihovih imen in moči signala. Google uporablja njihovo bazo podatkov in ocene, kje ste. (Google ni edini ponudnik podatkov o sistemu za določanje položaja na osnovi Wi-Fi, toda večina ljudi ga pozna.) To je lahko še posebej priročno pri zaprtih lokacijah..

Sistem GPS ni edino omrežje satelitov, ki se lahko uporablja tudi za pozicioniranje. Rusija ima svoj sistem GLONASS, Kitajska pa ima BDS. Evropa se ukvarja tudi z lastno alternativo GPS, imenovano Galileo. GPS je mogoče zaustaviti ali omejiti v času vojne ali konflikta, tako da države želijo, da so njihovi sateliti samozadostni.

Zasluge za sliko: Richard Smith na Flickru

GPS sam po sebi ni skrb za zasebnost - na primer, če imate za vaš avto staro enoto GPS, verjetno ni mogoče prenesti vaše lokacije. Vendar pa je lahko GPS v povezavi s tehnologijo oddajanja zasebnost. Naprave za sledenje GPS ne uporabljajo samo GPS sprejemnikov - shranjujejo podatke GPS za poznejše iskanje ali pošiljanje podatkov GPS.