Gps (pandaigdigang sistema ng pagpoposisyon)

Ang GPS ay isang teknolohiya sa pag-navigate na kung saan, sa pamamagitan ng paggamit ng mga satellite, ay nagsasabi ng tumpak na impormasyon tungkol sa isang lokasyon. Karaniwan ang isang sistema ng GPS ay binubuo ng pangkat ng mga satellite at mahusay na binuo mga tool tulad ng tatanggap. Gayunpaman, ang system ay dapat na binubuo ng hindi bababa sa apat na mga satellite. Ang bawat satellite at ang tatanggap ay nilagyan ng matatag na atomic na orasan. Ang mga satellite na orasan ay na-synchronize sa bawat isa at mga ground clock. Ang GPS receiver ay mayroon ding orasan ngunit hindi ito naka-synchronize at hindi matatag (hindi gaanong matatag). Ang anumang paglihis ng tunay na oras ng mga satellite mula sa ground clock ay dapat na naitama araw-araw. Apat na hindi kilalang dami (tatlong mga koordinasyon at paglihis ng orasan mula sa oras ng satellite) ay kinakailangan upang makalkula mula sa naka-synchronize na network ng mga satellite at ang tatanggap.Ang gawain ng tatanggap ng GPS ay upang makatanggap ng mga signal mula sa network ng mga satellite upang makalkula ang tatlong pangunahing hindi kilalang mga equation ng oras at posisyon.

Ang isang senyas ng GPS ay may kasamang isang pseudorandom na mga code at oras ng paghahatid at posisyon ng satellite sa oras na iyon. Ang signal na nai-broadcast ng GPS ay tinatawag ding dalas ng carrier na may modulate. Dagdag dito, ang isang pseudorandom code ay isang pagkakasunud-sunod ng mga zero at isa. Praktikal, ang posisyon ng tagatanggap at ang offset ng orasan ng tatanggap na may kaugnayan sa oras ng system ng tatanggap ay sabay na kinalkula, gamit ang mga equation sa pag-navigate upang maproseso ang oras ng paglipad (TOFs). Ang TOF ay ang apat na halagang binubuo ng tatanggap gamit ang oras ng pagdating at oras ng paghahatid ng signal. Ang lokasyon ay karaniwang nai-convert sa latitude, longitude at taas na may kaugnayan sa geoids (mahalagang, ibig sabihin ng antas ng dagat). Pagkatapos ang mga coordinate ay ipinapakita sa screen.

Mga elemento ng GPS

Ang istraktura ng GPS ay isang kumplikadong isa. Binubuo ito ng tatlong pangunahing mga segment ng isang segment ng space, isang control segment at isang segment ng gumagamit. Ang paglulunsad ng satellite sa medium Earth orbit ay isang mabibigat na trabaho. Ang segment na puwang ay binubuo ng 24 hanggang 32 mga satellite o mga sasakyang puwang sa parehong orbit, 8 bawat isa sa tatlong mga bilog na orbit. Hindi bababa sa anim na satellite ang laging nasa linya ng paningin mula sa halos saanman sa ibabaw ng mundo.

Sa tabi ng segment ng space ay control segment. Sa control segment mayroong isang master control station, isang kahaliling master control station, ground antennae at monitor station. Ang segment ng gumagamit ay binubuo ng libu-libong serbisyong pagpoposisyon ng sibil, komersyal at militar. Ang isang tagatanggap ng GPS o bumubuo ay binubuo ng isang antena, na naka-tune sa dalas na ipinadala ng mga satellite. Nagsasama rin ito ng display screen upang magbigay ng lokasyon at oras.

Ang isang tagatanggap ng GPS ay inuri sa bilang ng mga satellite na maaari nitong subaybayan nang sabay-sabay, iyon ang bilang ng mga channel. Ang mga tumatanggap sa pangkalahatan ay may apat hanggang limang mga channel ngunit ipinakita ang mga kamakailang pagsulong na hanggang sa 20 mga channel ang nagawa din.

Dalas ng satellite: Lahat ng mga frequency ng pag-broadcast ng satellite. Ang frequency band ay naglalaman ng limang uri tulad ng L1, L2, L3, L4, at L5. Ang mga banda na ito ay may mga saklaw na dalas sa pagitan ng1176MHz hanggang 1600 M Hz.

Paano gumagana ang GPS

Paikutin ang mga GPS satellite sa buong mundo ng dalawang beses sa isang araw. Umiikot ito sa isang napaka tumpak na kurso at nagpapadala ng pahiwatig at impormasyon sa mundo. Ang mga tatanggap ng GPS ay nakakakuha ng lahat ng impormasyon at naglalapat ng triangulation upang matuklasan ang tumpak na lokasyon ng gumagamit. Sa panimula, kinukumpara ng tatanggap ng GPS ang tagal kung saan ang isang senyas ay kumalat sa pamamagitan ng isang satellite at inilalaan ang oras na natanggap ito. Ang pagkakaiba-iba ng oras ay bumubuo ng kung gaano kalayo ang receiver mula sa mga satellite ng GPS. Sinusukat nito ang eksaktong distansya na may ilan pang mga satellite at tinutukoy ng tatanggap ang posisyon ng gumagamit at ipinapakita ito sa mapa ng elektronikong kasangkapan.

Ang tatanggap ay dapat na naka-lock sa signal na may hindi bababa sa tatlong mga satellite upang makabuo ng isang dalawang dimensional na posisyon at sinusubaybayan din ang paggalaw ng gumagamit. Sa pamamagitan ng paggamit ng apat o higit pang mga satellite, maaaring matukoy ng tatanggap ang tatlong dimensional na posisyon ng gumagamit na binubuo ng altitude, latitude at longitude. Matapos matukoy ang posisyon ng gumagamit, kinakalkula ng yunit ng GPS ang iba pang impormasyon tulad ng bilis, tindig, track, distansya, patutunguhan, pagsikat ng araw, at oras ng paglubog ng araw.

Gaano katumpak ang GPS?

Ang mga tatanggap ng GPS ay napaka-tumpak dahil sa parallel na disenyo ng multi channel. Ang mga parallel na channel ay napakabilis at tumpak bagaman ang ilang mga kadahilanan tulad ng ingay sa atmospera at mga kaguluhan ay maaaring makagambala at makakaapekto sa kawastuhan ng mga tatanggap ng GPS nang malaki minsan.

Ang mga gumagamit ay maaari ring makakuha ng pinabuting katumpakan sa Differential GPS (DGPS), na nagtatama sa mga signal ng GPS na napapaligiran ng isang regular na tatlo hanggang limang metro. Nagpapatakbo ang US Coast Guard ng pinakakaraniwang serbisyo sa pagwawasto ng DGPS. Naglalaman ang system ng isang pag-aayos ng mga tower na nakakakuha ng mga signal ng GPS at nag-broadcast ng isang eksaktong signal sa pamamagitan ng mga beacon transmitter. Sa layuning makuha ang eksaktong signal, ang mga gumagamit ay dapat magkaroon ng isang kaugalian na tatanggap ng beacon at beacon antena bukod sa pagkakaroon ng isang GPS.

Mga mapagkukunan ng mga error sa signal ng GPS

Ang mga kadahilanan na maaaring makapinsala sa katumpakan ng mga signal ng GPS at sa gayon makaimpluwensya sa accurateness isama ang mga sumusunod:

• Mga pagkaantala ng ionospera at troposfir - Ang signal ng satellite ay bumagal habang tumatawid ito sa mga layer ng himpapawid. Gumagamit ang GPS system ng built in na modelo na ginagamit upang kalkulahin ang regular na tagal ng sagabal na kinakailangan upang maitama ang ganitong uri ng kawalang-katumpakan.
• Signal multipath - Naganap ang error na ito kapag ang signal ay makikita mula sa mga bagay tulad ng mas matangkad na mga gusali at mas malalaking bato bago ito umabot sa tatanggap. Pinapataas nito ang pangkalahatang tagal ng oras ng paglalakbay ng signal at nagsasanhi ng mga pagkakamali at kawastuhan.
• Mga error sa orbital - Ang mga error na ito ay kilala rin bilang mga ephemeris error na ginagamit upang makalkula ang mga pagkakamali ng lokasyon ng satellite.
• Ang bilang ng mga satellite na nakikita - ang katumpakan ay nakasalalay sa eksaktong bilang ng mga satellite na nakikita ng isang tagatanggap ng GPS. Ang mga kadahilanan tulad ng mga gusali, kalupaan, elektronikong pagkagambala ay hinaharangan ang katumpakan ng signal at pagtanggap na sanhi ng error sa posisyon at kung minsan ay walang pagbabasa sa mga signal. Karaniwan itong hindi gumagana sa loob ng bahay, sa ilalim ng tubig at sa ilalim ng lupa.

Mga Aplikasyon

Hindi lamang para sa paggamit ng militar ang isang makina ng GPS na malawak na kilala sa paggamit nito sa mga serbisyong sibil at komersyal. Ang ilang mga aplikasyon ng sibilyan ay:

1. Astronomiya: Ginamit sa mga kalkulasyon ng Astrometry at celestial mekanika.

2. Mga awtomatikong sasakyan: Ginagamit din ito sa mga awtomatikong sasakyan (mga walang driver na sasakyan) upang mag-apply ng mga lokasyon para sa mga kotse at trak.

3. Cellular telephony: Ang mga modernong mobile phone ay nilagyan ng software sa pagsubaybay sa GPS. Ito ay naroroon dahil maaaring malaman ng isa ang posisyon at maaari ding subaybayan ang mga kalapit na kagamitan tulad ng mga ATM, mga tindahan ng kape, pagpigil, atbp. Ang unang pinagana ng cell phone na GPS ay inilunsad noong 1990s. Sa cellular telephony ginagamit din ito sa pagtuklas para sa mga emergency na tawag at maraming iba pang mga application.

4. Ang lunas sa sakuna at iba pang mga serbisyong pang-emergency: Sa kaso ng anumang natural na sakuna, ang GPS ay isang pinakamahusay na tool upang makilala ang lokasyon. Kahit na bago ang mga sakuna tulad ng mga bagyo, tumutulong ang GPS sa pagkalkula ng tinatayang oras.

5. Pagsubaybay sa Fleet: Ang GPS ay isang tool ng developer na kilala sa potensyal nito upang subaybayan ang mga barkong militar sa panahon ng giyera.

6. Lokasyon ng kotse: Ginagawa ng isang kotse na pinagana ng GPS na mas madali upang subaybayan ang lokasyon nito.

7. Geo fencing: Sa geo fencing, gumagamit kami ng GPS upang subaybayan ang isang tao, hayop o kotse. Ang balak ay nakakabit sa sasakyan, tao o sa kwelyo ng hayop. Nagbibigay ito ng tuloy-tuloy na pagsubaybay at pag-update.

8. Geo tagging: ang isa sa mga pangunahing application ay ang pag-geotag na nangangahulugang paglalapat ng mga lokal na coordinate sa mga digital na bagay.

9. GPS para sa pagmimina: Gumagamit ng katumpakan sa pagpoposisyon sa antas ng sentimeter.

10. Mga paglilibot sa GPS: tumutulong sa pagtukoy ng lokasyon ng kalapit na punto ng mga interes.

11. Surveying: Ginagamit ng mga surveyor ang Global Positioning System upang magbalak ng mga mapa.