Minden autós navigációs rendszer, vezetési alkalmazás és mobil navigációs alkalmazás, például a Google Térkép, mind a GPS-re támaszkodik, hogy eljuttasson minket A pontból B pontba. De mi is az a GPS, és hogyan működik?
Mi az a globális helymeghatározó rendszer?
A Global Positioning System (GPS) az Egyesült Államok kormányának tulajdonában lévő navigációs rendszer, amely három fő szegmensből áll:
- A Űrszegmens egy legalább 31 műholdból álló navigációs rendszer, amelyek közül 24 (vagy több) általában repül és üzemképes. Ezek a műholdak 12 550 mérföldes magasságban repülnek a Föld pályáján. Minden egyes műhold általában naponta kétszer kerüli meg a Földet.
- A Control Segment irányítóállomások nemzetközi hálózata, amely nyomon követi, figyeli és karbantartja a műholdakat a pályán. Ezek a vezérlőállomások adatokat vagy parancsokat is küldhetnek a műholdaknak. A vezérlő szegmens 16 megfigyelő állomásból, két fő vezérlőállomásból (egy fő és egy alternatív) és 11 vezérlő- és vezérlőantennából (négy földi antennából és hét légierő-műholdvezérlő hálózat távoli nyomkövető állomásából) áll.
- A Felhasználói szegmens a civileknek és a GPS-eszközeinknek szól, más néven GPS-vevőknek, mivel a pályán lévő műholdak jeleit veszik, hogy meghatározzák a helyzetünket.
Ki találta fel a GPS-t?
A négy személy, akit általában a GPS feltalálásának tulajdonítanak: Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton és Gladys West. A Lemelson-MIT szerint Getting volt az, aki először képzelte el a ma ismert GPS-t, mint egy olyan koncepciót, amely magában foglalja a „műholdak rendszerét, amely precíz helymeghatározási adatokat állít elő gyorsan mozgó objektumok, például rakéták és repülőgépek számára."
Parkinson 1972-ben járult hozzá a GPS-hez, amikor átvette a vezető szerepet az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma GPS-programjának irányításában. Ebben a szerepben Parkinson képes volt Getting eredeti ötleteire építeni. 1978-ra a Parkinson-féle GPS-fejlesztési projekt, az úgynevezett NAVSTAR GPS-rendszer befejeződött, és három méteren belül volt pontos.
Roger L. Easton is hozzájárult a GPS fejlesztéséhez, és a „GPS atyjának” is nevezték. Easton hozzájárulása a műholdak követésével kapcsolatos probléma megoldásának eredménye volt. A nyomkövető állomások időzítésének szinkronizálása érdekében az Easton kifejlesztett egy időalapú navigációs rendszert úgy, hogy órákat helyez el a műholdakon, lehetővé téve számukra a felhasználók pontosabb tartózkodási helyét a földön. Easton ezt a rendszert "Timation"-nak nevezte, és az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma végül beépítette szolgáltatásait a globális helymeghatározó rendszer fejlesztésébe.
Végül, de nem utolsósorban Gladys West matematikusnak is köszönhető, hogy hozzájárult a GPS fejlesztéséhez. West hozzájárulása a Föld olyan modelljének kidolgozásában volt, amely figyelembe vette a Föld alakjának gravitációs és egyéb erők által okozott eltéréseit. A West's Earth modellt széles körben a GPS-projekt alapvető elemének tekintik.
Hogyan működik a GPS és hogyan kezelhető?
A globális helymeghatározó rendszer a GPS-műholdak és a GPS-kompatibilis eszközök vevői közötti kapcsolaton alapul. A GPS technológiai vállalat, a Garmin, a GPS-technológiai vállalat szerint a globális helymeghatározó rendszer akkor működik, amikor a GPS-műholdak "egyedi jelet és olyan pályaparamétereket továbbítanak, amelyek lehetővé teszik a GPS-eszközök számára a műhold pontos helyzetének dekódolását és kiszámítását".
Ebből az átvitelből a GPS-eszközök képesek kiszámítani a felhasználók tartózkodási helyét a jel vételéhez szükséges idő mérésével. Ezt a számítást azután kombinálják több más műhold távolságmérésével. Egy személy szélességi és hosszúsági fokának helyes kiszámításához a GPS-eszköznek legalább három műhold jelét kell fogadnia. A magasság kiszámításához legalább négy műhold jelére van szükség. A legtöbb GPS-vevőkészülék legalább nyolc műhold jelét fogja fogadni és követni, de ez a szám az Ön tartózkodási helyétől és az időponttól függően változhat.
A GPS.gov szerint a globális helymeghatározó rendszert az Egyesült Államok légiereje tartja karban és üzemelteti. Az Egyesült Államok légiereje „fejleszti, karbantartja és üzemelteti” a rendszert alkotó 24 műholdat és vezérlőállomást, amelyek a világ minden részén találhatók.
Az autós GPS-rendszereken túl: A GPS mindennapi használata
A GPS nem csak arra szolgál, hogy hazataláljon. A GPS egyéb felhasználási területei:
- A hordható GPS-eszközök, például a GPS-órák, használhatók gyerekek, háziállatok és idősek nyomon követésére.
- A GPS-vezérlésű drónok madártávlatból készült felvételek filmezésére szolgálnak a filmekben. A GPS-t a filmiparban is használják helymeghatározásra.
- A geocaching segítségével vadászatokat indíthat el úgy, hogy bizonyos helyeken elrejti az elemeket, majd térképeket tölt fel online, hogy mások GPS-eszközzel kereshessék őket.
- A helyi áramszolgáltató GPS-t használhat az áramkimaradások nyomon követésére.
