Всички навигационни системи в автомобила, приложенията за шофиране и приложенията за мобилна навигация като Google Maps разчитат на GPS, за да ни отведат от точка А до точка Б. Но какво е GPS и как работи? йени
Какво представлява глобалната система за позициониране?
Глобалната система за позициониране (GPS) е навигационна система, собственост на правителството на Съединените щати, която се състои от три основни сегмента:
- Космическият сегмент е навигационна система от поне 31 спътника, 24 (или повече) от които обикновено са в полет и работят. Тези сателити летят в орбитата на Земята на височина от 12 550 мили. Всеки отделен сателит обикновено обикаля Земята два пъти на ден.
- Контролният сегмент е международна мрежа от контролни станции, които проследяват, наблюдават и поддържат сателитите в орбита. Тези контролни станции могат също да изпращат данни или команди до сателитите. Контролният сегмент се състои от 16 мониторни станции, две главни контролни станции (една основна и една резервна) и 11 командни и контролни антени (четири наземни антени и седем дистанционни станции за проследяване на мрежата за сателитно управление на военновъздушните сили).
- Потребителски сегмент е за цивилни и нашите GPS устройства, известни също като GPS приемници, тъй като те получават сигнали от сателитите в орбита, за да определят нашите местоположения.
Кой е изобретил GPS?
Четиримата души, които обикновено се приписват на изобретяването на GPS, са Иван Гетинг, Брадфорд Паркинсън, Роджър Л. Истън и Гладис Уест. Според Lemelson-MIT Getting първи е представил GPS, какъвто го познаваме днес, като концепция, включваща използването на „система от сателити за създаване на прецизни данни за позициониране на бързо движещи се обекти като ракети и самолети."
Приносът на Паркинсън към GPS идва през 1972 г., когато той поема водеща роля в ръководенето на GPS програмата на Министерството на отбраната на Съединените щати. В тази роля Паркинсън успява да надгради върху оригиналните идеи на Гетинг. До 1978 г. проектът за разработване на GPS на Parkinson, известен като GPS системата NAVSTAR, е завършен и е с точност до три метра.
Роджър Л. Истън също допринесе за развитието на GPS и е наричан „бащата на GPS“. Приносът на Истън беше резултат от решаването на проблем, свързан с проследяването на сателити. В опит да синхронизира времето на станциите за проследяване, Истън разработи навигационна система, базирана на времето, като постави часовници в сателитите, позволявайки им да откриват по-точно точното местоположение на потребителите на земята. Истън нарече тази система "Timation" и Министерството на отбраната на САЩ в крайна сметка включи нейните функции в разработването на глобалната система за позициониране.
Не на последно място, математичката Гладис Уест също е призната за приноса си в развитието на GPS. Приносът на Уест е нейната работа в разработването на модел на Земята, който отчита вариациите във формата на Земята, причинени от гравитацията и други сили. Земният модел на Уест се смята широко за основен елемент на GPS проекта.
Как работи GPS и как се управлява?
Системата за глобално позициониране разчита на връзката между GPS сателити и приемници на устройства с активиран GPS. Според компанията за GPS технологии Garmin, компания за GPS технологии, глобалната система за позициониране работи, когато GPS сателитите предават "уникален сигнал и орбитални параметри, които позволяват на GPS устройствата да декодират и изчислят точното местоположение на сателита."
От това предаване GPS устройствата могат да изчислят местоположението на потребителите чрез измерване на времето, необходимо за получаване на сигнала. Това изчисление след това се комбинира с измерванията на разстоянието от няколко други сателита. За да изчисли правилно географската ширина и дължина на дадено лице, GPS устройството трябва да получи сигнал от поне три спътника. Изчисляването на надморската височина изисква сигнал от поне четири сателита. Повечето GPS приемни устройства ще приемат и проследяват сигналите на най-малко осем сателита, но този брой може да варира в зависимост от вашето местоположение и колко е часът.
Според GPS.gov глобалната система за позициониране се поддържа и управлява от ВВС на САЩ. Военновъздушните сили на САЩ „разработват, поддържат и управляват“24-те спътника и контролни станции, разположени по целия свят, които съставляват системата.
Отвъд автомобилните GPS системи: Ежедневна употреба на GPS
GPS не е само за намиране на пътя до дома. Други приложения за GPS включват:
- GPS носими устройства, като GPS часовници, могат да се използват за следене на деца, домашни любимци и възрастни хора.
- Управляваните с GPS дронове се използват за заснемане на кадри от птичи поглед във филми. GPS също се използва във филмовата индустрия за разузнаване на местоположение.
- Geocaching може да се използва за организиране на лов на чистачи чрез скриване на предмети на определени места, след което качване на карти онлайн, за да могат други хора да ги търсят с GPS устройства.
- Вашата местна енергийна компания може да използва GPS за проследяване на прекъсванията на електрозахранването.
