เราทุกคนมีช่วงเวลาในชีวิตเมื่อถนนพบพวกเราแปลก ๆ ความมืดของยามค่ำคืนกำลังตกลงมาจากเราและคุณไม่รู้ทางกลับบ้าน อา! GPS ช่วยเรา! ขอบคุณมัน แต่คุณเคยพยายามที่จะอยู่เบื้องหลังและค้นหาว่ามันทำงานอย่างไร? หากคุณเป็นผู้อ่าน TGC คุณจะไม่พลาดช็อตเด็ด ในคู่มือนี้เราแบ่งปันวิธีการทำงานของ GPS!
คู่มือเริ่มต้น: GPS ทำงานอย่างไรและทุกสิ่งที่คุณควรรู้
ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลกประกอบด้วย แผ่นดินโลก 27 ดวงโคจรรอบดาวเทียม 24 ดวงกำลังเพิ่มอีก 3 ดวง ถ้าใครล้มเหลว วงโคจรของดาวเทียมเหล่านี้ถูกจัดเรียงในลักษณะที่มีดาวเทียม 4 ดวงปรากฏอยู่บนท้องฟ้าเสมอ ในการคำนวณตำแหน่งของคุณเครื่องรับ GPS จะต้องทำงานสองอย่าง -
- ตรวจสอบตำแหน่งของดาวเทียมอย่างน้อย 3 ดวงที่อยู่เหนือคุณ
- ระยะห่างระหว่างคุณกับดาวเทียมแต่ละดวง
เครื่องรับเหล็กออกมาโดยการพิจารณาพลังงานต่ำ สัญญาณวิทยุ จากดาวเทียม GPS คลื่นวิทยุเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งหมายความว่าพวกมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง ผู้รับสามารถทราบได้ว่าสัญญาณเดินทางไกลแค่ไหนเมื่อถึงเวลาที่จะมาถึง
ในเวลาที่กำหนดดาวเทียมจะเริ่มส่งสัญญาณรูปแบบดิจิตอลที่ยาวเรียกว่า a รหัสสุ่มหลอก ตัวรับสัญญาณก็เริ่มทำงานในรูปแบบเดียวกันในเวลาเดียวกัน. เมื่อสัญญาณดาวเทียมไปถึงผู้รับการส่งสัญญาณของรูปแบบจะล่าช้าเล็กน้อยหลังการเล่นของรูปแบบ ความยาวของความล่าช้าเท่ากับเวลาเดินทางของสัญญาณ เครื่องรับทวีคูณในครั้งนี้ด้วยความเร็วแสงเพื่อทราบว่าสัญญาณเดินทางไปไกลแค่ไหน
เพื่อที่จะทำการวัดนี้เวลาของทั้งดาวเทียมและเครื่องรับจะต้องซิงค์กับนาโนวินาที เรื่องนี้เป็นไปได้ด้วยความช่วยเหลือของนาฬิกาอะตอม แต่นาฬิกาอะตอมที่มีราคาแพงจะใช้ในดาวเทียมเท่านั้นในขณะที่ นาฬิกาควอทซ์แทนนาฬิกาอะตอมในเครื่องรับ. นาฬิกาควอตซ์รีเซ็ตตัวเองเป็นอย่างต่อเนื่องรักษาความแม่นยำด้วยนาฬิกาอะตอมในอวกาศ กล่าวอีกนัยหนึ่งมีเพียงค่าเดียวสำหรับ "เวลาปัจจุบัน" ที่ผู้รับสามารถใช้ ค่าเวลานั้นถือโดยดาวเทียมทุกดวงในอวกาศ ซึ่งหมายความว่า ตัวรับสัญญาณ GPS ได้รับเวลาอะตอม ลดราคา
เมื่อเราวัดระยะทางถึงสี่เหล่านั้นดาวเทียมเราล่อให้โฟร์สเฟียร์สี่ลูกตัดกันที่จุดหนึ่ง ทรงกลมทั้งสี่จะไม่ตัดกันหากการวัดไม่ถูกต้อง เนื่องจากตัวรับทำการวัดระยะทางทั้งหมดโดยใช้นาฬิกาในตัวของตัวเองระยะทางทั้งหมดจึงไม่เหมาะสมตามสัดส่วน
ตัวรับสามารถค้นหาการปรับที่จำเป็นโดยอัตโนมัติเพื่อทำให้ทั้งสี่ทรงกลมตัดกันที่จุด มันจะ รีเซ็ตนาฬิกาเป็นซิงค์กับนาฬิกาอะตอม ซึ่งหมายความว่าการคำนวณใกล้กับนาฬิกาอะตอมที่มีความแม่นยำสูงในอวกาศ
เพื่อทำให้ข้อมูลระยะทางมีประโยชน์ เครื่องรับต้องติดตามตำแหน่งของดาวเทียม. นี่ไม่ใช่เรื่องยากอย่างเช่นดาวเทียมโคจรรอบวงโคจรที่สูงมากและคาดเดาได้ ตัวรับสัญญาณ GPS เก็บรักษาปูมเพื่อบอกตำแหน่งของดาวเทียม ณ เวลาที่ระบุ สิ่งต่าง ๆ เช่นแรงโน้มถ่วงจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ ฯลฯ จะเปลี่ยนวงโคจรเล็กน้อย แต่กระทรวงกลาโหมจะตรวจสอบตำแหน่งที่แน่นอนและส่งสัญญาณการปรับเปลี่ยนใด ๆ ไปยังตัวรับสัญญาณ GPS ทั้งหมดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสัญญาณดาวเทียม
เราหวังว่าผู้เริ่มต้นจะเป็นแนวทางในการทำงานของ GPS แจ้งให้เราทราบในความคิดเห็น!
ความคิดเห็น