Όλα τα συστήματα πλοήγησης στο αυτοκίνητο, οι εφαρμογές οδήγησης και οι εφαρμογές πλοήγησης για κινητά όπως οι Χάρτες Google βασίζονται στο GPS για να μας οδηγήσουν από το σημείο Α στο σημείο Β. Τι είναι όμως το GPS και πώς λειτουργεί;
Τι είναι το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού;
Το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης (GPS) είναι ένα σύστημα πλοήγησης που ανήκει στην κυβέρνηση των Ηνωμένων Πολιτειών και αποτελείται από τρία κύρια τμήματα:
- Το Space Segment είναι ένα σύστημα πλοήγησης τουλάχιστον 31 δορυφόρων, 24 (ή περισσότεροι) από τους οποίους είναι συνήθως σε πτήση και λειτουργούν. Αυτοί οι δορυφόροι πετούν εντός της τροχιάς της Γης σε υψόμετρο 12.550 μιλίων. Κάθε μεμονωμένος δορυφόρος συνήθως κάνει κύκλους γύρω από τη Γη δύο φορές την ημέρα.
- Το Control Segment είναι ένα διεθνές δίκτυο σταθμών ελέγχου που παρακολουθούν, παρακολουθούν και διατηρούν τους δορυφόρους σε τροχιά. Αυτοί οι σταθμοί ελέγχου μπορούν επίσης να στείλουν δεδομένα ή εντολές στους δορυφόρους. Το τμήμα ελέγχου αποτελείται από 16 σταθμούς παρακολούθησης, δύο κύριους σταθμούς ελέγχου (έναν κύριο και έναν εναλλακτικό) και 11 κεραίες εντολών και ελέγχου (τέσσερις επίγειες κεραίες και επτά σταθμοί απομακρυσμένης παρακολούθησης του Δικτύου Δορυφορικού Ελέγχου της Πολεμικής Αεροπορίας).
- Το Τμήμα χρήστη προορίζεται για πολίτες και τις συσκευές GPS μας, γνωστές και ως δέκτες GPS, καθώς λαμβάνουν σήματα από τους δορυφόρους σε τροχιά για τον εντοπισμό των τοποθεσιών μας.
Ποιος εφηύρε το GPS;
Τα τέσσερα άτομα που συνήθως πιστώνονται με την εφεύρεση του GPS είναι ο Ivan Getting, ο Bradford Parkinson, ο Roger L. Easton και η Gladys West. Σύμφωνα με τον Lemelson-MIT, ήταν ο Getting που οραματίστηκε για πρώτη φορά το GPS όπως το ξέρουμε σήμερα ως μια έννοια που περιλαμβάνει τη χρήση «ένα σύστημα δορυφόρων για την παραγωγή ακριβών δεδομένων εντοπισμού θέσης για ταχέως κινούμενα αντικείμενα όπως πύραυλοι και αεροπλάνα."
Η συμβολή του Πάρκινσον στο GPS έγινε το 1972, όταν ανέλαβε τον πρωταγωνιστικό ρόλο στη διεύθυνση του προγράμματος GPS του Υπουργείου Άμυνας των Ηνωμένων Πολιτειών. Σε αυτόν τον ρόλο, ο Πάρκινσον μπόρεσε να βασιστεί στις αρχικές ιδέες του Getting. Μέχρι το 1978, το έργο ανάπτυξης GPS του Πάρκινσον, γνωστό ως σύστημα NAVSTAR GPS, είχε ολοκληρωθεί και είχε ακρίβεια εντός τριών μέτρων.
Ο Roger L. Easton συνέβαλε επίσης στην ανάπτυξη του GPS και αποκαλείται «πατέρας του GPS». Η συμβολή του Easton ήταν το αποτέλεσμα της επίλυσης ενός προβλήματος που σχετίζεται με την παρακολούθηση δορυφόρων. Σε μια προσπάθεια συγχρονισμού του χρονισμού των σταθμών παρακολούθησης, ο Easton ανέπτυξε ένα σύστημα πλοήγησης βασισμένο στον χρόνο τοποθετώντας ρολόγια σε δορυφόρους, επιτρέποντάς τους να ανιχνεύουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την ακριβή θέση των χρηστών στο έδαφος. Ο Easton ονόμασε αυτό το σύστημα "Timation" και το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ κατέληξε να ενσωματώσει τα χαρακτηριστικά του στην ανάπτυξη του Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού Θέσης.
Τελευταίο αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, η μαθηματικός Gladys West πιστώνεται επίσης για τη συμβολή της στην ανάπτυξη του GPS. Η συνεισφορά της West ήταν η εργασία της στην ανάπτυξη ενός μοντέλου της Γης που αντιπροσώπευε τις παραλλαγές στο σχήμα της Γης που προκαλούνται από τη βαρύτητα και άλλες δυνάμεις. Το μοντέλο της Γης της Δύσης θεωρείται ευρέως ως θεμελιώδες στοιχείο του έργου GPS.
Πώς λειτουργεί και πώς διαχειρίζεται το GPS;
Το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης βασίζεται στη σχέση μεταξύ δορυφόρων GPS και δεκτών σε συσκευές με δυνατότητα GPS. Σύμφωνα με την εταιρεία τεχνολογίας GPS Garmin, μια εταιρεία τεχνολογίας GPS, το Global Positioning System λειτουργεί όταν οι δορυφόροι GPS μεταδίδουν "ένα μοναδικό σήμα και τροχιακές παραμέτρους που επιτρέπουν στις συσκευές GPS να αποκωδικοποιούν και να υπολογίζουν την ακριβή θέση του δορυφόρου."
Από αυτήν τη μετάδοση, οι συσκευές GPS μπορούν να υπολογίσουν την τοποθεσία των χρηστών μετρώντας το χρόνο που απαιτείται για τη λήψη του σήματος. Αυτός ο υπολογισμός στη συνέχεια συνδυάζεται με τις μετρήσεις απόστασης από πολλούς άλλους δορυφόρους. Για να υπολογιστεί σωστά το γεωγραφικό πλάτος και το μήκος ενός ατόμου, μια συσκευή GPS πρέπει να λαμβάνει ένα σήμα από τουλάχιστον τρεις δορυφόρους. Ο υπολογισμός του υψομέτρου απαιτεί το σήμα τουλάχιστον τεσσάρων δορυφόρων. Οι περισσότερες συσκευές δέκτη GPS θα λαμβάνουν και θα παρακολουθούν τα σήματα τουλάχιστον οκτώ δορυφόρων, αλλά αυτός ο αριθμός μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την τοποθεσία σας και την ώρα.
Σύμφωνα με το GPS.gov, το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Τοποθέτησης διατηρείται και λειτουργεί από την Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ. Η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ "αναπτύσσει, συντηρεί και λειτουργεί" τους 24 δορυφόρους και σταθμούς ελέγχου που βρίσκονται σε όλο τον κόσμο και αποτελούν το σύστημα.
Πέρα από συστήματα GPS αυτοκινήτου: Καθημερινές χρήσεις για GPS
Το Το GPS δεν είναι μόνο για να βρείτε το δρόμο για το σπίτι σας. Άλλες χρήσεις του GPS περιλαμβάνουν:
- Τα φορητά GPS, όπως τα ρολόγια GPS, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση παιδιών, κατοικίδιων ζώων και ηλικιωμένων.
- Τα Τρονια ελεγχόμενα με GPS χρησιμοποιούνται για τη λήψη πλάνων με θέα τα πουλιά σε ταινίες. Το GPS χρησιμοποιείται επίσης στη βιομηχανία ταινιών για εντοπισμό τοποθεσίας.
- Το Geocaching μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία κυνηγιών οδοκαθαριστών με την απόκρυψη στοιχείων σε συγκεκριμένες τοποθεσίες και, στη συνέχεια, τη μεταφόρτωση χαρτών στο διαδίκτυο για να ζητήσετε από άλλα άτομα να τους αναζητήσουν με συσκευές GPS.
- Η τοπική σας εταιρεία ηλεκτρισμού ενδέχεται να χρησιμοποιεί GPS για να παρακολουθεί διακοπές ρεύματος.
