Hvordan GPS fungerer [MakeUseOf Forklarer]

Som en ivrig gamer, er jeg overrasket over sammenhengen mellom GPS-lignende funksjoner i moderne videospill og spredning av GPS-teknologi i det verdslige livet. Da jeg var barn, var papirkart og kartografi fortsatt vanlig; Hvis du ble tapt, led du deg gjennom det og fant veien til reisemålet ditt. I dag har vi GPS-underverkene for å veilede oss der og tilbake igjen.

Jeg er bare 24 så jeg mener ikke å høres ut som pre-GPS-perioden var a “gullalderen” eller noe sånt. Jeg setter pris på bekvemmeligheten av GPS, og den har lagret rumpa i mer enn et dusin anledninger. Men som en masse teknologi, pleier vi å ta det for gitt. Jeg vet jeg gjør det.

Hva er GPS? Vet du hvordan GPS fungerer? Hva er hemmeligheten bak den nøyaktige nøyaktigheten som den tilbyr? Fortsett å lese for å lære om den imponerende tanken som gikk inn i å bygge dette flotte navigasjonssystemet.

Hva er det felles punktet mellom atomkraft, Internett Internett og World Wide Web er ikke det samme [MakeUseOf Forklarer] Internett og World Wide Web er ikke det samme [MakeUseOf Forklarer] De to begrepene "Internett" og "World Wide Web" har blitt brukt utveksling helt siden Internett ble et husholdnings "verktøy" som er vanlig som strøm eller kabel-TV. Folk snakker om "surfing på nettet" og ... Les mer, og GPS? De begynte alle som prosjekter som var ment for å styrke USAs teknologiske kant over resten av verden. Spesielt den teknologiske kanten av deres militær. Internett vil tillate rask kommunikasjon over lange avstander; kjernekraft kan være både destruktive og energi generative; og GPS betydde enkel navigering for militære styrker gjennom fremmed terreng.

GPS, som står for Global Positioning System, er faktisk et nettverk av 27 menneskeskapte satellitter som bane rundt jorden. Av de 27 satellittene er 24 i bruk og de resterende tre er der som feilmeldinger i tilfelle en av de 24 feilene. Basert på arrangementet av disse satellittene, er minst fire av disse satellittene synlige i himmelen til enhver tid.

I samspill med de omliggende satellittene er det fem overvåkingsstasjoner på jordens overflate: hovedstasjonen (i Colorado) og fire ubemannede stasjoner plassert i fjerne steder som er like nær ekvator som mulig (Hawaii er en av disse stedene). Disse ubemannede stasjonene samler data fra satellittene og videresender til hovedstasjonen, som tolker og foretar justeringer før de sender de riktige dataene tilbake til GPS-satellittene.

Selv om dette systemet opprinnelig var ment for militær bruk, åpnet USA systemet 1983 for sivil bruk, og derfor kan vi bruke disse satellittene i dag for å finne vår nærmeste Starbucks med fingrene.

Ok, så vi har dette globale systemet med satellitter og stasjoner som stadig skifter rundt i jordens atmosfære og sender data frem og tilbake. Hvordan tar våre mobile enheter og bilsporere inn i systemet for å finne ut hvor nøyaktig vi er? Og hvis det er så mange satellitter som flyter rundt der oppe, hvorfor mislykkes GPS-signalet ditt noen ganger Syk av GPS-appens dataforbindelse flager ut? Prøv 3 Oppdaterte Offline Maps [Android] Syk av GPS-appens Data Connection Flaking Out? Prøv 3 Oppdaterte Offline Maps [Android] Ikke lenge siden, dekket Chris tre av de beste offline GPS-appene som er tilgjengelige på Android. Siden da har mange andre GPS-apps utgitt eller mottatt store oppdateringer. Gjør disse nykommerne en gunstig sammenligning med de som er vurdert av ... Les mer ?

Tenk på hva du bruker til GPS-navigering. Enten det er et dashbordfeste fra TomTom eller Google Maps-appen fra Google Hvordan fungerer Google Maps? Hvordan fungerer Google Maps? Google Maps brukes av millioner av mennesker hver dag, og du kan være en av dem, men hvordan fungerer det egentlig og hvordan opprettholder Google sin nøyaktighet så godt? Les mer, ideen er den samme: enheten din er en GPS mottaker. Med andre ord, mottar enheten data fra GPS-satellittene overhead. Hva slags data? Enkelt sagt, forteller hver satellitt enheten din avstanden mellom deg og den satellitten.

På dette tidspunktet kan du være litt forvirret fordi du tror du trenger mer enn avstand fra et objekt for å finne ut nøyaktig hvor du er. Og du ville ha rett! Med avstanden fra hver satellitt kan GPS-enheten bruke en teknikk som kalles trileration å finne hvor du er.

Tenk deg at du er tapt ute i villmarken. Hvis du ringte vennen din i Philadelphia, og han visste magisk nøyaktig hvor langt unna ham du var, ville han fortelle deg at du er 400 miles fra Philadelphia. Å vite at det ikke er nok, fordi den avstanden fra et enkelt punkt kan bety noe punkt langs sirkelen av en radius på 400 kilometer rundt det punktet.

Så du ringer til en annen venn i New York City, og han sier at du er 300 miles unna. Nå har du to sirkler av avstand, og hvert punkt langs disse kretsene er et potensielt sted hvor du kunne være i øyeblikket. Som du kan se, krysser de to sirklene i to punkter: Basert på avstandsdata, vet du at du er på en av disse stedene.

Og hvis du ringte en tredje venn, og han fortalte deg at du var 200 miles fra Newark, ville du ha tre sirkler som krysser på ett sted. Det er der du er.

Denne samme teknikken brukes av GPS hvor hver satellitt kan ses som en av vennene dine fra eksemplet ovenfor. Men siden satellitter jobber i 3D-rom, må du tenke på krysset mellom sfærer i stedet for sirkler. Kombiner de avstandsdataene med at du må stå på jordens overflate (som fungerer som den fjerde sfæren), og det er ganske enkelt å finne hvor du er.

For nøyaktige GPS-data prøver de fleste enheter å koble til minst fire satellitter. Dette er også derfor det tar lang tid for enheten din til å oppdatere GPS-posisjoner. Det er også hvorfor du noen ganger ikke har et signal: du kan være koblet til en eller to satellitter, men det er ikke nok.

Selvfølgelig er det mye mer matte og vitenskap bak hvordan GPS fungerer. For eksempel kompenserer signalforsinkelsen mellom satellitter og mottakere (radiobølger beveger seg bare så fort). Noen gang lurt på hvorfor GPS dreper telefonens batteri 5 måter å kutte batteriet på din Android Phone 5 måter å kutte batteriet på din Android Phone Har du noen gang kikket på Android-telefonen din, bare for å legge merke til at batteriladningen allerede er halvveis og du rørte ikke en gang en gang til telefonen? Mange mennesker laster ned og installerer nye apper ... Les mer? Det er fordi telefonen din må hele tiden rette feil i beregningen.

Forhåpentligvis lærte du litt om GPS og hvordan det fungerer. Jeg visste faktisk ikke hvordan alt virket før jeg gjorde undersøkelsen min for denne artikkelen, og ideen bak den er både fascinerende og smart. Hvis du fortsatt ikke forstår det, har jeg kanskje ikke forklart det godt nok; I så fall ber jeg deg om å stille spørsmål i kommentarene for avklaring.

Bildekreditter: GPS-nettverk via shutterstock, GPS-telefon via shutterstock, GPS-satellitt via shutterstock

Utforsk mer om: Geotagging, GPS.