Πώς οι συσκευές GPS χρησιμοποιούν το Trilateration

Πίνακας περιεχομένων:

Πώς οι συσκευές GPS χρησιμοποιούν το Trilateration
Πώς οι συσκευές GPS χρησιμοποιούν το Trilateration
Anonim

Η τριπλάσια είναι μια μαθηματική τεχνική που χρησιμοποιείται από μια συσκευή παγκόσμιου συστήματος εντοπισμού θέσης (GPS) για τον προσδιορισμό της θέσης, της ταχύτητας και της ανύψωσης του χρήστη. Λαμβάνοντας και αναλύοντας συνεχώς ραδιοφωνικά σήματα από πολλούς δορυφόρους GPS και εφαρμόζοντας τη γεωμετρία των κύκλων, των σφαιρών και των τριγώνων, μια συσκευή GPS μπορεί να υπολογίσει την ακριβή απόσταση ή εμβέλεια σε κάθε δορυφόρο που παρακολουθείται.

Πώς λειτουργεί το Trilateration

Η τριγωνοποίηση είναι μια εξελιγμένη εκδοχή του τριγωνισμού, αν και δεν χρησιμοποιεί τη μέτρηση των γωνιών στους υπολογισμούς της. Τα δεδομένα από έναν μόνο δορυφόρο παρέχουν μια γενική θέση ενός σημείου μέσα σε μια μεγάλη κυκλική περιοχή στην επιφάνεια της Γης. Η προσθήκη δεδομένων από έναν δεύτερο δορυφόρο επιτρέπει στο GPS να περιορίσει τη συγκεκριμένη θέση αυτού του σημείου σε μια περιοχή όπου οι δύο περιοχές δορυφορικών δεδομένων αλληλοεπικαλύπτονται. Η προσθήκη δεδομένων από έναν τρίτο δορυφόρο παρέχει μια ακριβή θέση του σημείου στην επιφάνεια της Γης.

Όλες οι συσκευές GPS απαιτούν τρεις δορυφόρους για ακριβή υπολογισμό της θέσης. Τα δεδομένα από έναν τέταρτο δορυφόρο -ή ακόμη περισσότερους από τέσσερις δορυφόρους- βελτιώνουν περαιτέρω την ακρίβεια της θέσης του σημείου και επιτρέπουν επίσης τον υπολογισμό παραγόντων όπως το υψόμετρο ή, στην περίπτωση του αεροσκάφους, το υψόμετρο. Οι δέκτες GPS παρακολουθούν συστηματικά τέσσερις έως επτά δορυφόρους ταυτόχρονα και χρησιμοποιούν τριπλάσιο για να αναλύσουν τις πληροφορίες.

Image
Image

Κατώτατη γραμμή

Το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ διατηρεί τους 24 δορυφόρους που αναμεταδίδουν δεδομένα παγκοσμίως. Η συσκευή σας GPS μπορεί να παραμείνει σε επαφή με τουλάχιστον τέσσερις δορυφόρους ανεξάρτητα από το πού βρίσκεστε στη γη, ακόμη και σε δασώδεις περιοχές ή μεγάλες μητροπόλεις με ψηλά κτίρια. Κάθε δορυφόρος περιφέρεται γύρω από τη γη δύο φορές την ημέρα, στέλνοντας τακτικά σήματα στη Γη από υψόμετρο περίπου 12.500 μιλίων. Οι δορυφόροι λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια και διαθέτουν εφεδρικές μπαταρίες.

Όταν αποτυγχάνει ένα GPS

Όταν ένας πλοηγός GPS λαμβάνει ανεπαρκή δορυφορικά δεδομένα επειδή δεν είναι σε θέση να παρακολουθήσει αρκετούς δορυφόρους, η τριπλευροποίηση αποτυγχάνει. Εμπόδια όπως μεγάλα κτίρια ή βουνά μπορεί επίσης να εμποδίσουν τα αδύναμα δορυφορικά σήματα και να εμποδίσουν τον ακριβή υπολογισμό της θέσης. Η συσκευή GPS θα ειδοποιήσει τον χρήστη με κάποιο τρόπο ότι δεν είναι σε θέση να παρέχει σωστές πληροφορίες θέσης.

Οι δορυφόροι ενδέχεται επίσης να αποτύχουν προσωρινά. Τα σήματα μπορεί να κινούνται πολύ αργά λόγω παραγόντων στην τροπόσφαιρα και την ιονόσφαιρα, για παράδειγμα. Τα σήματα ενδέχεται επίσης να αποσπούν ορισμένους σχηματισμούς και δομές στη Γη, προκαλώντας ένα σφάλμα τριγωνοποίησης.

Κυβερνητικές τεχνολογίες και συστήματα GPS

Το GPS εισήχθη το 1978 με την εκτόξευση του πρώτου παγκόσμιου δορυφόρου εντοπισμού θέσης. Ελεγχόταν και χρησιμοποιήθηκε αποκλειστικά από την κυβέρνηση των ΗΠΑ μέχρι τη δεκαετία του 1980. Ο πλήρης στόλος των 24 ενεργών δορυφόρων που ελέγχονται από τις Η. Π. Α. τέθηκε σε χρήση μέχρι το 1994.

Μια συσκευή GPS δεν στέλνει δεδομένα σε δορυφόρους. Οι συσκευές GPS, όπως τα smartphone εξοπλισμένα με την τεχνολογία, μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν τηλεφωνικά συστήματα, όπως πύργους και δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, καθώς και συνδέσεις στο διαδίκτυο για να βελτιώσουν περαιτέρω την ακρίβεια τοποθεσίας. Όταν χρησιμοποιείτε αυτά τα δύο τελευταία συστήματα, μια συσκευή GPS μπορεί να στείλει δεδομένα σε αυτά τα συστήματα.

Επειδή το δορυφορικό σύστημα GPS ανήκει στην κυβέρνηση των ΗΠΑ και μπορεί επιλεκτικά να αρνηθεί ή να περιορίσει την πρόσβαση στο δίκτυο, άλλες χώρες έχουν αναπτύξει τα δικά τους δορυφορικά δίκτυα GPS. Αυτά περιλαμβάνουν:

  • Δορυφορικό σύστημα πλοήγησης BeiDou της Κίνας
  • Παγκόσμιο δορυφορικό σύστημα πλοήγησης της Ρωσίας (GLONASS)
  • Το σύστημα εντοπισμού θέσης Galileo της Ευρωπαϊκής Ένωσης
  • Ινδικό περιφερειακό δορυφορικό σύστημα πλοήγησης (IRNSS), γνωστό και ως NAVIC

Συχνές Ερωτήσεις

    Πώς μπορώ να απενεργοποιήσω το GPS στο τηλέφωνό μου;

    Για να απενεργοποιήσετε το GPS στη συσκευή σας, απενεργοποιήστε τις υπηρεσίες τοποθεσίας. Όταν απενεργοποιείτε τις υπηρεσίες τοποθεσίας, ενδέχεται να μην μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ορισμένες εφαρμογές. Δεν μπορείτε να απενεργοποιήσετε το Enhanced 911, τη δυνατότητα σε όλα τα τηλέφωνα που χρησιμοποιούν οι διεκπεραιωτές έκτακτης ανάγκης για να βρουν άτομα σε περίπτωση ατυχήματος.

    Πώς μπορώ να βρω τις συντεταγμένες GPS στο τηλέφωνό μου;

    Στους Χάρτες Google, ορίστε έναν δείκτη τοποθεσίας για να δείτε τις συντεταγμένες GPS στο χάρτη. Δυστυχώς, οι Χάρτες της Apple δεν εμφανίζουν συντεταγμένες GPS, αλλά υπάρχουν εφαρμογές πεζοπορίας GPS που παρέχουν πληροφορίες τοποθεσίας.

    Τι είναι ένας ιχνηλάτης GPS;

    Οι Οι ιχνηλάτες GPS είναι συσκευές που παρακολουθούν και αναφέρουν δεδομένα τοποθεσίας. Οι επιχειρήσεις τα χρησιμοποιούν για να παρακολουθούν τα εταιρικά οχήματα, ενώ υπάρχουν και εμπορικά διαθέσιμα για τους γονείς για την παρακολούθηση των εφήβων οδηγών. Ορισμένοι ιχνηλάτες GPS δίνουν ακόμη και ειδοποιήσεις σε πραγματικό χρόνο όταν ένας οδηγός επιταχύνει ή αποκλίνει από μια συγκεκριμένη περιοχή.

    Τι είναι το υποβοηθούμενο GPS;

    Το υποβοηθούμενο GPS, γνωστό και ως AGPS, συλλέγει πληροφορίες τοποθεσίας από πύργους κινητής τηλεφωνίας (αντί για δορυφόρους) για να βοηθήσει στη βελτίωση της ακρίβειας του GPS σε κινητές συσκευές. Τα κτίρια μπορούν να εμποδίσουν τα δορυφορικά σήματα GPS, επομένως το AGPS είναι μερικές φορές απαραίτητο για τον προσδιορισμό της τοποθεσίας σας.

Συνιστάται: