Aloittelijoiden opas: Kuinka GPS toimii ja mitä sinun pitäisi tietää

Jokaisella meistä oli hetki elämässä, kun tietLöydä meidät oudolta, yön pimeys on kaatumassa ympäri meitä etkä tiedä tietä takaisin kotiin. Ah! GPS auttoi meitä! Kaikki kiitokset siitä. Mutta oletko koskaan yrittänyt mennä kulissien taakse ja selvittää miten se toimii? Jos olet TGC-lukija, et koskaan menetä laukausta. Tässä oppaassa jaamme kuinka GPS toimii!

Aloittelijoiden opas: Miten GPS toimii ja mitä sinun pitäisi tietää

Globaali paikannusjärjestelmä koostuu 27 maapallon kiertävää satelliittia, 24 virtaa ja 3 ylimääräistä jos joku epäonnistuu. Näiden satelliittien kiertoradat on järjestetty siten, että taivaalla on aina näkyvissä 4 satelliittia. Sijaintisi laskemiseksi GPS-vastaanottimen on suoritettava kaksi vaihetta -

• Tutki vähintään kolmen satelliitin sijainti yläpuolellasi.
• Etäisyys sinun ja näiden satelliittien välillä.

Vastaanottimet tasoittavat tämän tarkastelemalla pienitehoista radiosignaalit GPS-satelliiteista. Radioaallot ovat sähkömagneettista energiaa, mikä tarkoittaa, että ne kulkevat valon nopeudella. Vastaanotin voi selvittää kuinka pitkälle signaali on kulkenut saapumiseen mennessä.

Tietynä ajankohtana satelliitti alkaa lähettää pitkä, digitaalinen kuvio, jota kutsutaan a pseudo-satunnainen koodi. Vastaanotin alkaa myös käyttää samaa malliasamaan aikaan. Kun satelliittisignaalit saavuttavat vastaanottimen, kuvion lähetys jää jonkin verran jäljelle vastaanottimen toistamasta kuviosta. viiveen pituus on yhtä suuri kuin signaalin kulkuaika. Vastaanotin kertoo tämän ajan valon nopeudella tietääkseen kuinka pitkälle signaali kulki.

Tämän mittauksen tekemiseksi aikaSekä satelliitin että vastaanottimen on oltava tahdissa nanosekunnin kanssa. Tämä on mahdollista vain atomikellojen avulla. Mutta kalliita atomikelloja käytetään vain satelliiteissa kvartsikello korvaa vastaanottimissa olevan atomikello. Kvartsi kello palautuu jatkuvastiylläpitä tarkkuus avaruuskellojen tarkkuuden kanssa. Toisin sanoen "nykyiselle ajalle" on vain yksi arvo, jota vastaanotin voi käyttää. Tätä aika-arvoa pitävät kaikki avaruudessa olevat satelliitit. Se tarkoittaa, että GPS-vastaanotin saa atomiajan alennuksella.

Kun mittaamme etäisyyden neljään niistäsatelliittien avulla houkuttelemme neljä palloa, jotka leikkaavat yhdessä pisteessä. Kaikkia neljää palloa ei leikkaa, jos mittaukset ovat vääriä. Koska vastaanotin tekee kaikki etäisyysmittauksensa omalla sisäänrakennetulla kellollaan, etäisyydet ovat kaikki suhteellisesti virheellisiä.

Vastaanotin pystyy automaattisesti selvittämään tarvittavat säädöt, jotta kaikki neljä palloa leikkaavat pisteen. Se tulee nollaa kellonsa olevan synkronoituna atomikellojen kanssa, mikä tarkoittaa, että sen laskelmat ovat lähellä tarkkoja kuin kalliita atomikelloja avaruudessa.

Jotta etäisyystiedot ovat hyödyllisiä, Vastaanottimen on jäljitettävä satelliittien sijainti. Tämä ei ole kovin vaikeaa kuinsatelliitit pyörivät erittäin korkealla ja ennustettavissa olevalla kiertoradalla. GPS-vastaanotin ylläpitää almanakkaa kertoakseen satelliitin sijainnin tietyssä ajankohdassa. Asiat, kuten kuun ja auringon painovoima jne., Muuttavat kiertoratoja hieman, mutta puolustusministeriö tarkkailee jatkuvasti niiden tarkkaa sijaintia ja lähettää mahdolliset säädöt kaikille GPS-vastaanottimille osana satelliittien signaaleja.

Toivomme, että tämä aloittelijoiden opas kuinka GPS toimii auttaa sinua. Kerro meille kommenteista!