Heute werden wir darüber sprechen, was GPS ist und wie dieses System funktioniert. Lassen Sie uns auf die Entwicklung dieser Technologie und ihre funktionalen Merkmale achten. Wir werden auch die Rolle diskutieren, die interaktive Karten im System spielen.
Die Geschichte des GPS
Die Geschichte der Entstehung eines globalen Positionsbestimmungssystems oder der Bestimmung von Koordinaten begann in den Vereinigten Staaten in den fernen 50er Jahren, als der erste sowjetische Satellit ins All geschossen wurde. Ein Team amerikanischer Wissenschaftler, das den Start überwachte, bemerkte, dass der Satellit seine Signalfrequenz gleichmäßig änderte, als er sich entfernte. Nach einer gründlichen Analyse der Daten kamen sie zu dem Schluss, dass es mit Hilfe eines Satelliten, genauer gesagt seines Standorts und des ausgesendeten Signals, möglich ist, den Standort und die Geschwindigkeit einer Person auch auf der Erde genau zu bestimmen umgekehrt die Geschwindigkeit und Position eines Satelliten im Orbit bei der Bestimmung der genauen Koordinaten der Person. Ende der siebziger Jahre führte das US-Verteidigungsministerium das GPS-System für eigene Zwecke ein, einige Jahre später wurde es für zivile Zwecke verfügbar. Wie funktioniert das GPS-System jetzt? Genau wie damals, nach denselben Prinzipien und Grundlagen.
Satellitennetz
Mehr als vierundzwanzig Satelliten in der Erdumlaufbahn senden Funkanker. Die Anzahl der Satelliten variiert, aber es ist immer die richtige Anzahl im Orbit, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, und einige von ihnen sind in Reserve, damit sie beim Ausfall des ersten ihre Funktionen übernehmen. Da die Lebensdauer jedes von ihnen ungefähr 10 Jahre beträgt, werden neue, aktualisierte Versionen auf den Markt gebracht. Satelliten drehen sich in sechs Umlaufbahnen um die Erde in einer Höhe von weniger als 20.000 km und bilden ein miteinander verbundenes Netzwerk, das von GPS-Stationen gesteuert wird. Letztere befinden sich auf tropischen Inseln und sind mit dem Hauptkoordinationszentrum in den USA verbunden.
Wie funktioniert ein GPS-Navigator?
Dank dieses Netzwerks können Sie den Standort herausfinden, indem Sie die Verzögerung des Signals von den Satelliten berechnen und diese Informationen verwenden, um die Koordinaten zu bestimmen. Wie funktioniert das GPS-System jetzt? Wie jedes Navigationsnetzwerk im Weltraum ist es völlig kostenlos. Es arbeitet bei jedem Wetter und zu jeder Tageszeit mit hoher Effizienz. Der einzige Kauf, den Sie haben sollten, ist der GPS-Navigator selbst oder ein Gerät, das GPS-Funktionen unterstützt. Tatsächlich basiert das Funktionsprinzip des Navigators auf einem seit langem verwendeten einfachen Navigationsschema: Wenn Sie genau den Ort kennen, an dem sich das Markierungsobjekt befindet, das für die Rolle eines Orientierungspunkts am besten geeignet ist, und die Entfernung von ihm zu Zeichne einen Kreis, auf dem du deinen Punkt mit einem Punkt markierst. Lage. Wenn der Radius des Kreises groß ist, ersetzen Sie ihn durch eine gerade Linie. Ziehen Sie mehrere solcher Streifen von Ihrem möglichen Standort in Richtung der Markierungen, der Schnittpunkt der Linien zeigt Ihre Koordinaten auf der Karte an. Die oben genannten Satelliten spielen in diesem Fall nur die Rolle dieser Markierungsobjekte mit einer Entfernung von etwa 18.000 km von Ihrem Standort. Obwohl sie mit großer Geschwindigkeit umkreisen, wird ihre Position ständig überwacht. Jedes Navigator verfügt über einen GPS-Empfänger, der auf die gewünschte Frequenz programmiert ist und in direkter Wechselwirkung mit dem Satelliten steht. Jedes Funksignal enthält eine bestimmte Menge verschlüsselter Informationen, die Aussagen über den technischen Zustand des Satelliten, seinen Standort in der Erdumlaufbahn und die Zeitzone (genaue Uhrzeit) beinh alten. Um Daten über Ihre Koordinaten zu erh alten, ist übrigens die Angabe des genauen Zeitpunkts am wichtigsten: Die fortlaufende Berechnung der Zeitspanne zwischen der Rückkehr und dem Empfang des Funksignals wird mit der Geschwindigkeit der Funkwelle selbst und mit multipliziert Bei kurzfristigen Berechnungen wird die Entfernung zwischen Ihrem Navigationsgerät und dem Satelliten im Orbit berechnet.
Synchronisationsprobleme
Basierend auf diesem Navigationsprinzip kann davon ausgegangen werden, dass Sie zur genauen Bestimmung Ihrer Koordinaten möglicherweise nur zwei Satelliten benötigen, anhand deren Signale der Schnittpunkt leicht zu finden ist, und am Ende - der Ort, an dem Sie sich befinden. Aus technischen Gründen muss aber leider ein anderer Satellit als Marker verwendet werden. Heimatdas Problem liegt in der Uhr des GPS-Empfängers, die keine ausreichende Synchronisation mit den Satelliten zulässt. Der Grund dafür ist die unterschiedliche Zeitanzeige (auf Ihrem Navigator und im Raum). Satelliten haben teure, hochwertige Atomuhren, die es ihnen ermöglichen, die Zeit mit extremer Genauigkeit zu h alten, während herkömmliche Empfänger solche Chronometer einfach nicht verwenden können, da die Abmessungen, die Kosten und die Komplexität der Bedienung es nicht erlauben würden, sie überall einzusetzen. Schon ein kleiner Fehler von 0,001 Sekunden kann die Koordinaten um mehr als 200 km verschieben!
Dritte Markierung
Daher entschieden sich die Entwickler dafür, die übliche Technik der Quarzuhren in GPS-Navigationsgeräten zu verlassen und einen anderen Weg einzuschlagen, genauer gesagt - anstelle von zwei Satelliten-Landmarken drei bzw. gleich viele Linien für die spätere Kreuzung zu verwenden. Die Lösung des Problems basiert auf einem genial einfachen Ausweg: Wenn sich alle Linien der drei bezeichneten Markierungen schneiden, entsteht trotz möglicher Ungenauigkeiten eine Zone in Form eines Dreiecks, dessen Mittelpunkt als Mitte genommen wird - Ihr Standort. Es ermöglicht Ihnen auch, den Zeitunterschied zwischen dem Empfänger und allen drei Satelliten zu erkennen (für die der Unterschied gleich ist), wodurch Sie den Schnittpunkt der Linien genau in der Mitte korrigieren können, mit anderen Worten - dies bestimmt Ihren GPS-Koordinaten.
Einzelfrequenz
Zu beachten ist auch, dass alle Satelliten auf der gleichen Frequenz Informationen an Ihr Gerät senden, was eher ungewöhnlich ist. Wiefunktioniert ein GPS-Navigator und wie nimmt er alle Informationen richtig wahr, wenn alle Satelliten kontinuierlich und gleichzeitig Informationen an ihn senden? Alles ist ziemlich einfach. Zur Selbstbestimmung senden die Sender auf dem Satelliten im Funksignal auch Standardinformationen, die einen verschlüsselten Code enth alten. Es meldet die maximalen Eigenschaften des Satelliten und wird in die Datenbank Ihres Geräts eingegeben, die es Ihnen dann ermöglicht, die Daten des Satelliten mit der Datenbank des Navigators zu überprüfen. Selbst bei einer großen Anzahl von Satelliten in Reichweite können sie sehr schnell und einfach identifiziert werden. All dies vereinfacht das gesamte Schema und ermöglicht die Verwendung kleinerer und schwächerer Empfangsantennen in GPS-Navigatoren, was die Kosten senkt und das Design und die Abmessungen der Geräte reduziert.
GPS-Karten
GPS-Karten werden separat auf Ihr Gerät heruntergeladen, da Sie selbst die Wahl des Bereichs beeinflussen, in dem Sie sich bewegen möchten. Das System ermittelt nur Ihre Koordinaten auf dem Planeten, und die Funktion der Karten besteht darin, auf dem Bildschirm eine grafische Version nachzubilden, auf der die Koordinaten angewendet werden, mit der Sie im Gelände navigieren können. Wie funktioniert GPS in diesem Fall? Kostenlos, es bleibt weiterhin in diesem Status, Karten in einigen Online-Shops (und nicht nur) werden immer noch bezahlt. Häufig werden für ein Gerät mit einem GPS-Navigator separate Anwendungen für die Arbeit mit Karten erstellt: sowohl kostenpflichtig als auch kostenlos. Die Vielf alt der Karten überrascht angenehm und ermöglicht es Ihnen, den Weg von A nach B so informativ wie möglich und mit allen Annehmlichkeiten einzurichten: An welchen Sehenswürdigkeiten Sie vorbeikommen, auf dem kürzesten Wegzum Ziel, Sprachassistent zeigt die Richtung an und andere.
Zusätzliche GPS-Ausrüstung
GPS dient nicht nur dazu, Ihnen die richtige Richtung zu zeigen. Es ermöglicht Ihnen, ein Objekt zu verfolgen, das ein sogenanntes Beacon oder einen GPS-Tracker enth alten kann. Es besteht aus dem Signalempfänger selbst und einem Sender, der auf gsm, 3gp oder anderen Kommunikationsprotokollen basiert, um Informationen über den Standort eines Objekts an Servicezentren zu übermitteln, die die Kontrolle ausüben. Sie werden in vielen Branchen eingesetzt: Sicherheit, Medizin, Versicherungen, Transport und viele andere. Es gibt auch Auto-Tracker, die sich ausschließlich mit dem Auto verbinden.
Reisen ohne Probleme
Mit jedem Tag gehen die Werte der Karte und des permanenten Kompasses immer weiter in die Vergangenheit. Moderne Technologien ermöglichen es einer Person, den Weg für ihre Reise mit minimalem Zeit-, Arbeits- und Geldverlust zu ebnen und dabei die aufregendsten und interessantesten Orte zu sehen. Was vor etwa einem Jahrhundert eine Fantasie war, ist heute Wirklichkeit geworden, und fast jeder kann davon profitieren: vom Militär, über Seeleute und Flugzeugpiloten bis hin zu Touristen und Kurieren. Jetzt erfreut sich die Verwendung dieser Systeme für die Handels-, Unterh altungs- und Werbebranche großer Beliebtheit, wo sich jeder Unternehmer auf der globalen Weltkarte orientieren kann und es nicht schwierig sein wird, ihn zu finden. Wir hoffen, dass dieser Artikel allen geholfen hat, die sich für GPS interessieren – wie es funktioniert, auf welcher Grundlage die Koordinaten bestimmt werden, wasseine Stärken und Schwächen.
