GPS
Глобальная система позиционирования, также известная как GPS, - это система спутников, предназначенная для навигации на Земле, в воздухе и на воде.
Приемник GPS показывает, где он находится. Он также может показывать, как быстро он движется, в каком направлении, на какой высоте находится и, возможно, как быстро поднимается или опускается. Многие GPS-приемники содержат информацию о местах. GPS-приемники для автомобилей содержат данные о поездках, такие как карты дорог, гостиницы, рестораны и станции техобслуживания. GPS-приемники для лодок содержат морские карты гаваней, пристаней, мелководья, скал и водных путей. Другие GPS-приемники предназначены для аэронавигации, пеших и туристических походов, велоспорта и многих других видов деятельности. Большинство из них находятся в смартфонах.
Большинство GPS-приемников могут записать, где они были, и помочь спланировать путешествие. Во время запланированного путешествия он прогнозирует время до следующего пункта назначения.
GPS-приемники. Люди могут носить их с собой, чтобы определить, где они находятся, и спланировать, куда и как идти дальше.
Как это работает
Устройство GPS принимает радиосигналы от спутников в космосе на орбите вокруг Земли. Над Землей находится 31 спутник на высоте 20 200 км (12 600 миль). Орбитальный период составляет 11 часов 58 минут. Радиус каждого круга составляет 26 600 километров (16 500 миль) из-за радиуса Земли. Вдали от Северного и Южного полюсов устройство GPS может принимать сигналы от 6 до 12 спутников одновременно. Каждый спутник содержит атомные часы, которые тщательно устанавливаются NORAD несколько раз в день.
Радиосигналы содержат информацию о времени и положении спутника, включая его эфемериду. GPS-приемник вычитает текущее время из времени отправки сигнала. Разница показывает, как давно был послан сигнал. Разница во времени, умноженная на скорость света, - это расстояние до спутника. Устройство GPS использует тригонометрию для расчета своего местоположения и расстояния до каждого спутника. Обычно для решения геометрических уравнений должно быть не менее четырех спутников. GPS-приемник может вычислять свое положение много раз за одну секунду.
Многие недорогие бытовые приемники имеют точность до 20 метров (66 футов) практически в любой точке Земли.
Устройство GPS обычно также может рассчитать текущую скорость. Дешевые устройства, как в мобильных телефонах, делают это, сравнивая текущее положение с недавним. Дорогие, как в авиалайнере, используют эффект Доплера и являются очень точными.
Спутники GPS вращаются вокруг Земли в четырех плоскостях, плюс группа над экватором. Синие спутники здесь видны GPS-приемнику, расположенному на 45° северной широты. Красные спутники блокируются Землей.
История
Различные системы радионавигации используются с середины 20-го века. В 1960-х годах в ходе экспериментов радиопередатчики были помещены в спутники. Новая система, сначала названная Navstar, была разработана в 1970-х годах ВВС США. Она превратилась в GPS и использовалась только американскими военными. В 1983 году президент Рональд Рейган издал указ, разрешающий всем желающим использовать эту систему, хотя она была еще слишком мала, чтобы быть очень полезной. Сигнал высочайшей точности был зашифрован, и пользоваться им разрешалось только вооруженным силам, но в 1990-х годах его временно расшифровали, а на рубеже веков сделали постоянным.
Некоторые GPS-приемники представляют собой отдельные устройства с собственным питанием и дисплеем. Таких приемников было большинство в 20 веке. Военные приемники тогда отображали только географические координаты, а некоторые не имели дисплея, а только передавали координаты на другую машину.
Сейчас большинство GPS-приемников являются частью мобильных телефонов, а многие встроены в наручные часы, автомобили и другие устройства. GPS-часть мобильного телефона небольшая и обычно плохо работает, но телефон также использует базовые станции мобильной связи и сигналы Wi-Fi.
Другие системы
Существуют и другие системы, действующие аналогичным образом. Одна из них была выведена в космос Россией и называется ГЛОНАСС. Другая, которая еще не сделана, названа Galileo и построена Европейским Союзом.
Вопросы и ответы
В: Что такое система глобального позиционирования (GPS)?
О: GPS - это система спутников, разработанная для помощи в навигации на Земле, в воздухе и на воде.
В: Что показывает GPS-приемник?
О: GPS-приемник показывает, где он находится, с какой скоростью он движется, в каком направлении он движется, на какой высоте он находится и, возможно, с какой скоростью он поднимается или опускается.
В: Какую информацию содержат GPS-приемники для автомобилей?
О: GPS-навигаторы для автомобилей содержат данные о поездках, такие как карты дорог, гостиницы, рестораны и станции техобслуживания.
В: Какую информацию содержат GPS-навигаторы для лодок?
О: GPS-приемники для лодок содержат морские карты гаваней, пристаней, мелководья, скал и водных путей.
В: Для каких других видов деятельности предназначены GPS-приемники?
О: Другие GPS-приемники предназначены для аэронавигации, пешего туризма, велоспорта и многих других видов деятельности.
В: Где находится большинство GPS-приемников?
О: Большинство GPS-приемников находятся в смартфонах.
В: Что могут делать большинство GPS-приемников?
О: Большинство GPS-приемников могут записывать, где они были, и помогать планировать путешествие. Во время запланированного путешествия он предсказывает время до следующего пункта назначения.
