Hur GPS fungerar [MakeUseOf Förklarar]

Som en ivrig spelare är jag förvånad över sambandet mellan GPS-liknande funktioner i moderna videospel och spridningen av GPS-teknik i det vardagliga livet. När jag var barn var papperskartor och kartografi fortfarande vanliga. Om du blev vilse led du dig igenom det och hittade dig till din destination. Nuförtiden har vi GPS-underverk för att styra oss där och tillbaka igen.

Jag är bara 24 så jag menar inte att låta som pre-GPS-eran var en “gyllene ålder” eller något sådant. Jag uppskattar bekvämligheten med GPS och det har sparat min rumpa i mer än ett dussin tillfällen. Men som en hel del teknik tenderar vi att ta det för givet. jag vet att jag gör.

Vad är GPS? Vet du hur GPS fungerar? Vad är hemligheten bakom den närmaste precision som den erbjuder? Fortsätt läsa för att lära dig om den imponerande tanke som gick in i byggandet av detta magnifika navigationssystem.

Vad är den gemensamma punkten mellan kärnkraft, Internet Internet och World Wide Web är inte samma sak [MakeUseOf Förklarar] Internet och World Wide Web är inte samma sak [MakeUseOf Förklarar] De två termen "Internet" och "World Wide Web" har använts utbytbart ända sedan Internet själv blev ett hushållsverktyg som är lika vanligt som el- eller kabel-tv. Folk pratar om "surfar på nätet" och ... Läs mer och GPS? De började alla som projekt som syftar till att stärka USA: s tekniska kant över resten av världen. Speciellt den tekniska kanten av deras militär-. Internet skulle tillåta snabb kommunikation över långa sträckor; Kärnkraft kan vara både destruktiv och energigenerativ och GPS betydde enkel navigering för militära styrkor genom utländsk terräng.

GPS, som står för Global Positioning System, är faktiskt ett nätverk av 27 konstgjorda satelliter som kretsar runt jorden. Av de 27 satelliterna är 24 för närvarande i bruk och de återstående tre finns där som failsafes i fall en av de 24 störningarna. Baserat på arrangemanget av dessa satelliter är åtminstone fyra av dessa satelliter synliga i himmelen vid varje given tillfälle.

I kombination med bana-satelliterna finns fem övervakningsstationer på jordens yta: huvudstationen (i Colorado) och fyra obemannade stationer placerade i avlägsna platser som är så nära ekvatorn som möjligt (Hawaii är en av dessa platser). Dessa obemannade stationer samlar in data från satelliterna och vidarebefordras till huvudstationen, vilken tolkar och gör justeringar innan de skickar tillbaka de korrekta dataen tillbaka till GPS-satelliterna.

Även om detta system ursprungligen var avsett för militär användning, öppnade USA systemet 1983 för civil användning, varför vi kan använda dessa satelliter idag för att hitta våra närmaste Starbucks med fingrarna.

Okej, så vi har detta globala system av satelliter och stationer som ständigt växlar runt i jordens atmosfär och vidarebefordrar data fram och tillbaka. Hur tar våra mobila enheter och bilspårare in i systemet för att ta reda på var exakt vi är? Och om det finns så många satelliter som flyter runt där uppe, varför misslyckas din GPS-signal ibland Sick Of Your GPS Apps Data Connection Flaking Out? Prova 3 uppdaterade offline-kartor [Android] Sick Of Your GPS Apps Data Connection Flaking Out? Prova 3 uppdaterade offline-kort [Android] Inte för länge sedan omfattade Chris tre av de bästa offline-GPS-apparna som finns tillgängliga på Android. Sedan dess har många andra GPS-appar släppts eller fått stora uppdateringar. Jämför dessa nykomlingar positivt med dem som granskats av ... Läs mer ?

Tänk på vad du använder för GPS-navigering. Oavsett om det är en instrumentbräda från TomTom eller Google Maps-appen från Google Hur fungerar Google Maps? Hur fungerar Google Maps? Google Maps används av miljontals människor varje dag och du kan vara en av dem, men hur fungerar det faktiskt och hur håller Google sin noggrannhet så bra? Läs mer, idén är densamma: din enhet är en GPS-mottagare. Med andra ord, din enhet tar emot data från GPS-satelliterna. Vilken typ av data? Enkelt sagt, varje satellit berättar för din enhet avståndet mellan dig och den satelliten.

Vid den här tiden kan du vara lite förvirrad eftersom du tror att du behöver mer än avstånd från ett objekt för att hitta din exakta plats. Och du hade rätt! Med hjälp av avståndet från varje satellit kan din GPS-enhet använda en teknik som heter trileration att hitta var du är.

Föreställ dig att du är borttappad i vildmarken. Om du ringde din vän i Philadelphia och han visste magiskt exakt hur långt ifrån honom du var, skulle han berätta att du är 400 miles från Philadelphia. Att veta att det inte räcker, eftersom det avståndet från en enda punkt kan betyda vilken punkt som helst längs cirkeln av en radius på 400 mil runt den punkten.

Så du ringer en andra vän i New York City och han säger att du är 300 miles away. Nu har du två cirklar avstånd och varje punkt längs dessa cirklar är en potentiell plats där du kan vara just nu. Som du kan se skär de två cirklarna i två fläckar: baserat på distansdata vet du att du är på någon av dessa platser.

Och om du ringde en tredje vän och han berättade att du var 200 miles från Newark, skulle du ha tre cirklar som skärs på en plats. Det är där du är.

Samma teknik används av GPS där varje satellit kan ses som en av dina vänner från exemplet ovan. Men eftersom satelliter arbetar i 3D-utrymme, måste du föreställa dig skärningspunkten mellan sfärer istället för cirklar. Kombinera distansdata med det faktum att du måste stå på jordens yta (som fungerar som den fjärde sfären) och det är ganska lätt att hitta var du är.

För exakta GPS-data försöker de flesta enheter ansluta till minst fyra satelliter. Det är därför varför det tar lång tid för enheten att uppdatera GPS-platser. Det är också därför att du ibland inte har någon signal: du kan vara ansluten till en eller två satelliter, men det räcker inte.

Naturligtvis finns det mycket mer matematik och vetenskap bakom hur GPS fungerar. Till exempel kompenserar signalfördröjningen mellan satelliter och mottagare (radiovågor rör sig bara så snabbt). Någonsin undrat varför GPS dödar telefonens batteri 5 sätt att skära batteriet ur din Android-telefon 5 sätt att skära batteriet ur din Android-telefon Har du någonsin tittat på din Android-telefon, bara för att märka att batteriladdning redan är halvvägs och du rörde inte ens telefonen en gång? Många människor hämtar och installerar ständigt nya appar ... Läs mer? Det beror på att telefonen måste ständigt rätta till fel i beräkningen.

Förhoppningsvis lärde du dig lite om GPS och hur det fungerar. Jag visste faktiskt inte hur allt fungerade förrän jag gjorde min forskning för denna artikel och tanken bakom den är både fascinerande och smart. Om du fortfarande inte förstår det, kanske har jag inte förklarat det tillräckligt bra; I det fallet uppmanar jag dig att ställa frågor i kommentarerna för förtydligande.

Bildkrediter: GPS-nätverk via slutare, GPS-telefon Via slutare, GPS-satellit via slutare

Utforska mer om: Geotagging, GPS.