Сёння мы пагаворым аб тым, што такое GPS, як працуе гэтая сістэма. Нададзім увагу развіццю дадзенай тэхналогіі, яе функцыянальным асаблівасцяў. Таксама абмяркуем, якую ролю ў рабоце сістэмы гуляюць інтэрактыўныя карты.
Гісторыя з'яўлення GPS
Гісторыя з'яўлення глабальнай сістэмы пазіцыянавання, або вызначэння каардынатаў, пачалася ў ЗША яшчэ ў далёкіх 50-х гадах пры запуску першага савецкага спадарожніка ў космас. Брыгада амерыканскіх навукоўцаў, якія сачылі за запускам, заўважыла, што пры аддаленні спадарожнік раўнамерна мяняе сваю частату сігналу. Пасля глыбокага аналізу дадзеных яны прыйшлі да высновы, што пры дапамозе спадарожніка, калі казаць больш падрабязна, то яго размяшчэння і які выдаецца сігналу, можна дакладна вызначыць знаходжанне і хуткасць перамяшчэння чалавека на зямлі, як і наадварот, хуткасць і знаходжанне спадарожніка на арбіце пры вызначэнні дакладных каардынатаў чалавека. Да канца сямідзесятых гадоў Мінабароны ЗША запусціла сістэму GPS ў сваіх мэтах, а яшчэ праз некалькі гадоў яна стала даступная для грамадзянскай прымянення. Сістэма GPS як працуе цяпер? Дакладна так, як і працавала ў той час, па тым жа прынцыпам і асновам.
сетка спадарожнікаў
Больш за дваццаць чатырох спадарожнікаў, якія знаходзяцца на калязямной арбіце, перадаюць радыёсігналы прывязкі. Колькасць спадарожнікаў вар'іруецца, але на арбіце заўсёды знаходзіцца патрэбнае іх колькасць для забеспячэння бесперабойнай працы, плюс некаторыя з іх ёсць у запасе, каб у выпадку паломкі першых прыняць іх функцыі на сябе. Бо тэрмін службы кожнага з іх прыблізна каля 10 гадоў, вырабляецца запуск новых, мадэрнізаваных версій. Кручэнне спадарожнікаў адбываецца па шасці арбітах вакол Зямлі на вышыні менш за 20 тысяч км, яно ўтварае узаемазвязаных сетку, якой кіруюць станцыі GPS. Знаходзяцца апошнія на трапічных выспах і звязаныя з асноўным каардынацыйным цэнтрам у ЗША.
Як працуе GPS-навігатар?
Дзякуючы гэтай сеткі можна даведацца месцазнаходжанне пры дапамозе вылічэнні затрымкі праходжання сігналу ад спадарожнікаў, і пры дапамозе гэтай інфармацыі вызначыць каардынаты. Сістэма GPS як працуе цяпер? Як і любая сетку навігацыі ў прасторы - яна цалкам бясплатная. Яна з высокай эфектыўнасцю працуе пры любых умовах надвор'я і ў любы час сутак. Адзіная купля, якая павінна ў вас быць, гэта сам GPS-навігатар або прылада, якое падтрымлівае функцыі GPS. Уласна, прынцып працы навігатара будуецца на даўно выкарыстоўваецца просты схеме навігацыі: калі сапраўды ведаеце месца, дзе знаходзіцца маркерных аб'ект, найбольш прыдатны на ролю арыентыру, і адлегласць ад яго да вас, намалюйце акружнасць, на якой кропкай пазначце ваша месцазнаходжанне. Калі радыус акружнасці вялікі, то заменіце яе прамой лініяй. Правядзіце некалькі такіх палос ад магчымага вашага размяшчэння ў бок маркераў, кропка перасячэння прамых акрэсліць вашы каардынаты на мапе. Вышэйзгаданыя спадарожнікі ў такім выпадку як раз і гуляюць ролю гэтых маркерных аб'ектаў з адлегласцю ад вашага месцазнаходжання каля 18 тысяч км. Хоць кручэнне іх па арбіце і адбываецца з велізарнай хуткасцю, месцазнаходжанне пастаянна адсочваецца. У кожным навігатары усталяваны GPS-прыёмнік, які запраграмаваны на патрэбную частату і знаходзіцца ў прамым узаемадзеянні са спадарожнікам. У кожным радыёсігналаў змяшчаецца пэўную колькасць закадаванай інфармацыі, якая ўключае ў сябе ведамасці пра тэхнічны стан спадарожніка, месцазнаходжанне яго на арбіце Зямлі і часавым поясе (дакладны час). Дарэчы, інфармацыя пра дакладны час і з'яўляецца найбольш патрэбнай для атрымання дадзеных аб вашых каардынатах: тое, што адбываецца вылічэнне адрэзка часу паміж аддачай і прыёмам радыёсігналу памнажаецца на хуткасць самой радыёхвалі і шляхам непрацяглы падлікаў разлічваецца адлегласць паміж вашым навігацыйным прыборам і спадарожнікам на арбіце.
складанасці сінхранізацыі
Зыходзячы з гэтага прынцыпу навігацыі, можна меркаваць, што для дакладнага вызначэння вашых каардынатаў могуць спатрэбіцца ўсяго два спадарожніка, на аснове сігналаў якіх лёгка будзе знайсці кропку перасячэння, і ў выніку - месца, дзе вы знаходзіцеся. Але, на жаль, тэхнічныя прычыны патрабуюць прымянення яшчэ аднаго спадарожніка як маркера. Галоўная праблема заключаецца ў гадзінах GPS-прымача, што не дазваляе правесці дастатковую сінхранізацыю са спадарожнікамі. Прычынай гэтаму з'яўляецца розніца ў адлюстраванні часу (на вашым навігатары і ў космасе). На спадарожніках прысутнічаюць дарагія высакаякасныя гадзіны на атамнай аснове, што дазваляе ім весці падлік часу з гранічнай дакладнасцю, тады як на звычайных прымачах такія хранометры прымяніць папросту немагчыма, бо габарыты, кошт, складанасць у эксплуатацыі не дазволілі б прымяняць іх паўсюль. Нават малая памылка ў 0.001 секунды можа зрушыць каардынаты больш чым на 200 км у бок!
Трэцяя кропка
Так што распрацоўшчыкі вырашылі пакінуць звычайную тэхналогію кварцавых гадзін у GPS-навігатараў і пайсці па іншым шляху, калі казаць дакладней - выкарыстоўваць замест двух арыенціраў-спадарожнікаў - тры, адпаведна, столькі ж ліній для наступнага скрыжавання. Рашэнне праблемы будуецца на геніяльна простым выхадзе: пры скрыжаванні ўсіх ліній з трох пазначаных маркераў, нават пры магчымых недакладнасцях, ствараецца зона ў форме трыкутніка, за цэнтр якога бярэцца яго сярэдзіна - ваша размяшчэнне. Таксама гэта дазваляе выявіць адрозненне ў часе прымача і ўсіх трох спадарожнікаў (для якіх адрозненне будзе аднолькавым), што дазваляе скарэктаваць скрыжаванне ліній роўна ў цэнтры, прасцей кажучы - гэта вызначае вашыя каардынаты GPS.
адна частата
Варта таксама заўважыць, што ўсе спадарожнікі пасылаюць на ваша прылада інфармацыю на адной частаце, і гэта даволі незвычайна. Як працуе GPS-навігатар і як успрымае ўсю інфармацыю карэктна, калі ўсе спадарожнікі бесперапынку і адначасова пасылаюць на яго інфармацыю? Усе задаволена-ткі проста. Перадатчыкі на спадарожніку для вызначэння сябе пасылаюць у радыёсігналаў яшчэ і стандартную інфармацыю, у якой знаходзіцца зашыфраваны код. Ён паведамляе максімум характарыстык спадарожніка і заносіцца ў базу дадзеных вашага прылады, што потым дазваляе спраўджваць дадзеныя са спадарожніка з базай дадзеных навігатара. Нават пры вялікай колькасці спадарожнікаў у зоне дасяжнасці вельмі хутка і лёгка іх можна вызначыць. Усё гэта спрашчае ўсю схему і дазваляе выкарыстоўваць у GPS-навігатараў меншыя па памеры і больш слабыя антэны прыёму, што робіць больш танным і памяншае дызайн і габарыты прылад.
GPS-карты
Карты GPS загружаюцца на ваша прылада асобна, так як вы самі ўплывае на выбар мясцовасці, па якой хочаце перасоўвацца. Сістэма ўсяго толькі ўсталёўвае вашыя каардынаты на планеце, а ўжо функцыяй карт з'яўляецца аднаўленне на экране графічнай версіі, на якую наносяцца каардынаты, што і дазваляе вам арыентавацца на мясцовасці. GPS як працуе ў дадзеным выпадку? Бясплатна, гэта так і працягвае заставацца ў такім статусе, карты ў некаторых інтэрнэт-крамах (і не толькі) усё ж платныя. Часта для прыбора з GPS-навігатарам ствараюцца асобныя прыкладання для працы з картамі: як платныя, так і бясплатныя. Разнавіднасць карт прыемна здзіўляе і дазваляе наладзіць дарогу з пункту A ў пункт Б максімальна інфарматыўна і з усімі выгодамі: якія славутасці вы будзеце праязджаць, самы кароткі шлях да пункта прызначэння, галасавой памочнік, які паказвае кірунак і іншыя.
Дадатковае GPS-абсталяванне
Прымяняецца сістэма GPS не толькі для ўказанні вам патрэбнага шляху. Яна дазваляе вырабляць сачэнне за аб'ектам, на якім можа знаходзіцца так званы маячок, або GPS-трэкер. Складаецца ён з самага прымача сігналаў і перадатчыка на аснове gsm, 3gp ці іншых пратаколаў сувязі для перадачы інфармацыі аб размяшчэнні аб'екта ў сэрвісныя цэнтры, якія ажыццяўляюць кантроль. Ўжываюцца яны ў многіх галінах: ахоўнай, медыцынскай, страхавой, транспартнай і многіх іншых. Таксама існуюць аўтамабільныя трэкеры, якія падключаюцца выключна да аўтамабіля.
Падарожжы без праблем
З кожным днём значэння карты і нязменнага компаса сыходзяць усё далей у мінулае. Сучасныя тэхналогіі дазваляюць чалавеку пракласці дарогу для свайго падарожжы з мінімальнымі стратамі часу, высілкаў і сродкаў, пры гэтым ўбачыць найбольш захапляльныя і цікавыя месцы. Тое, што было фантастыкай каля стагоддзі таму, сёння стала рэальнасцю, і скарыстацца гэтым можа практычна кожны: ад вайскоўцаў, маракоў і пілотаў самалётаў да турыстаў і кур'ераў. Цяпер вялікую папулярнасць набірае і выкарыстанне гэтых сістэм для камерцыйнай, забаўляльнай, рэкламнай галін, дзе кожны прадпрымальнік можа паказаць сябе на глабальнай карце свету, і яго будзе зусім няцяжка знайсці. Спадзяемся, што гэты артыкул дапамагла ўсім, хто цікавіцца тым, GPS - як працуе, па якім прынцыпе адбываецца вызначэнне каардынатаў, якія яго моцныя і слабыя бакі.