Masuk ke GPS - dummies

GPS bermaksud Sistem Penentududukan Global. Penerima radio khas mengukur jarak dari lokasi anda ke satelit yang mengorbit isyarat radio penyiaran bumi. GPS boleh menentukan kedudukan anda di mana sahaja di dunia. Cukup sejuk, huh? Selain membeli penerima, sistem ini percuma untuk sesiapa sahaja.

Anda boleh membeli penerima GPS yang murah, pop beberapa bateri di dalamnya, menghidupkannya, dan presto! Lokasi anda muncul di skrin. Tiada peta, kompas, jantina, atau sundial diperlukan. Sama seperti sihir. Walau bagaimanapun, ia tidak benar-benar sihir, tetapi telah berkembang dari beberapa aplikasi sains praktikal yang telah berkumpul selama 50 tahun yang lalu.

Bagaimana kerja GPS

Kerumitan GPS terperinci dalam matematik, fizik, dan kejuruteraan, tetapi anda tidak perlu menjadi saintis roket untuk memahami cara kerja GPS. GPS terdiri daripada tiga bahagian:

• Satelit
• Stesen bawah
• Penerima

Melihat satelit

Dalam jargon GPS, satelit adalah segmen ruang. Satu konstelasi 24 satelit GPS (21 operasi dan tiga alat ganti) mengorbit sekitar 12, 000 batu di atas Bumi. Satelit zoom ke langit pada sekitar 7, 000 batu sejam. Ia mengambil masa kira-kira 12 jam untuk satelit untuk mengorbit sepenuhnya Bumi, melintasi tempat yang sama tepatnya kira-kira setiap 24 jam. Satelit diposisikan di mana penerima GPS boleh menerima isyarat dari sekurang-kurangnya enam satelit pada bila-bila masa, di mana-mana lokasi di Bumi (jika tidak menghalang isyarat).

Satelit mempunyai tiga kepingan utama perkakasan:

• Komputer: Komputer onboard ini mengawal penerbangan dan fungsi lain.
• Jam atom: Ini menyimpan masa yang tepat dalam tiga nanodetik (sekitar tiga bilion dari satu saat).
• Pemancar radio: Ini menghantar isyarat ke Bumi.

Satelit GPS tidak hanya membantu anda terus ditemui. Semua satelit GPS sejak 1980 membawa sensor NUDET. Tidak, ini bukan sistem pengesanan pornografi berteknologi tinggi. NUDET adalah singkatan dari DETonation NUclear; Satelit GPS mempunyai sensor untuk mengesan letupan senjata nuklear, menilai ancaman serangan nuklear, dan membantu menilai kerosakan mogok nuklear.

Satelit GPS berkuasa solar mempunyai jangka hayat terhad (sekitar 10 tahun). Apabila mereka mula gagal, alat ganti diaktifkan atau satelit baru dihantar ke orbit untuk menggantikan yang lama. Ini memberi peluang kepada kerajaan untuk menaik taraf sistem GPS dengan meletakkan perkakasan dengan ciri-ciri baru ke ruang angkasa.

Satelit GPS menghantar dua jenis isyarat radio: C / A-code dan P-code. Perolehan kasar (C / A-code) adalah jenis isyarat yang diterima oleh unit GPS pengguna. Kod Ketepatan (P-code) menyediakan maklumat lokasi yang sangat tepat. P-kod adalah sukar untuk jem dan spoof. U. S. tentera adalah pengguna utama transmisi P-kod, dan ia menggunakan bentuk data yang disulitkan sehingga penerima khusus boleh mengakses maklumat tersebut.

Meliputi stesen darat

Stesen darat adalah segmen kawalan GPS. Lima stesen tanah tanpa kawalan di seluruh bumi memantau satelit. Maklumat dari stesen dihantar ke stesen kawalan induk - Pusat Operasi Angkasa Konsolidasi (CSOC) di Pangkalan Tentera Udara Schriever di Colorado - di mana data diproses untuk menentukan kesilapan ephemeris dan kesilapan setiap satelit.

An ephemeris adalah senarai kedudukan planet astronomi yang diramalkan seperti planet atau Bulan. Ephemerides (plural ephemeris ) telah wujud selama beribu-ribu tahun kerana kepentingannya dalam navigasi angkasa. Ephemerides disusun untuk menjejaki kedudukan banyak satelit yang mengorbit bumi.

Data yang diproses dihantar ke satelit sekali sehari dengan antena tanah yang terletak di seluruh dunia. Ini seperti menyegerakkan pembantu digital peribadi (PDA) dengan komputer peribadi anda untuk memastikan semua data disegerakkan di antara kedua-dua peranti. Kerana satelit mempunyai roket terbina dalam yang kecil, CSOC dapat mengawalnya untuk memastikan mereka berada di orbit yang betul.

Penerima GPS

Sesiapa yang mempunyai penerima GPS boleh menerima isyarat satelit untuk menentukan di mana dia berada. Pengguna boleh membeli penerima GPS praktikal di kedai barangan sukan. Mereka mudah digunakan dan kebanyakannya disasarkan untuk rekreasi dan kegunaan lain yang tidak memerlukan ketepatan lokasi yang tinggi. Pengeluar Big Three dalam pasaran GPS pengguna ialah Garmin, Magellan, dan Lowrance. Penerima GPS pengguna berpatutan, dari kurang daripada $ 100 hingga $ 400 di U. S.

Seberapa tepat penerima GPS?

Menurut pengeluar kerajaan dan penerima GPS, harapkan unit GPS anda tepat dalam jarak 49 kaki (itu 15 meter untuk orang yang bijak metrik). Jika GPS anda melaporkan bahawa anda berada di lokasi tertentu, anda pasti boleh yakin bahawa anda berada dalam jarak 49 kaki dari set koordinat yang tepat.

Penerima GPS memberitahu anda betapa tepat kedudukan anda. Berdasarkan kualiti isyarat satelit yang diterima oleh unit, skrin memaparkan ketepatan yang dianggarkan dalam kaki atau meter. Ketepatan bergantung kepada

• Lokasi penerima

Penghalang yang menyekat isyarat satelit

Walaupun penerima GPS gred berskaji boleh memberikan ketepatan kurang daripada dua sentimeter, mereka sangat khusus dan mahal, memerlukan banyak latihan, t sangat mudah alih. Ketepatan mereka dicapai dengan DGPS dan data pemprosesan selepas pengumpulan untuk mengurangkan kesilapan lokasi. Pengguna GPS purata tidak memerlukan ketepatan ini.

Awan, hujan, salji dan cuaca tidak mengurangkan kekuatan isyarat GPS yang cukup untuk mengurangkan ketepatan.Satu-satunya cara cuaca boleh melemahkan isyarat adalah apabila sejumlah besar hujan atau salji berkumpul di antena penerima GPS atau di atas kanopi pokok.