Бүгін біз GPS деген не, бұл жүйе қалай жұмыс істейтіні туралы айтатын боламыз. Бұл технологияның дамуына, оның функционалдық ерекшеліктеріне назар аударайық. Жүйеде интерактивті карталардың рөлін де талқылаймыз.
GPS тарихы
Жаһандық позициялау жүйесінің немесе координаттарды анықтаудың пайда болу тарихы АҚШ-та сонау 50-жылдары ғарышқа бірінші кеңестік жерсерігі ұшырылған кезде басталды. Ұшырылымды бақылаған американдық ғалымдар тобы спутник алыстаған сайын сигнал жиілігін біркелкі өзгерткенін байқады. Деректерді терең талдағаннан кейін олар жерсеріктің көмегімен оның орналасқан жері мен шығарылатын сигналын егжей-тегжейлі анықтау арқылы адамның жердегі орнын және жылдамдығын дәл анықтауға болады деген қорытындыға келді. керісінше, дәл адамның координаталарын анықтау кезінде орбитада спутниктің жылдамдығы мен орналасуы. Жетпісінші жылдардың аяғында АҚШ Қорғаныс министрлігі GPS жүйесін өз мақсаттары үшін іске қосты, ал бірнеше жылдан кейін ол азаматтық пайдалануға қол жетімді болды. Қазір GPS жүйесі қалай жұмыс істейді? Дәл сол кездегідей, сол принциптер мен негіздер бойынша жұмыс істеді.
Спутниктік желі
Жер орбитасындағы жиырма төрттен астам жерсерік радио анкерлерін таратады. Жерсеріктердің саны әртүрлі, бірақ біркелкі жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін орбитада әрқашан дұрыс сан бар, сонымен қатар олардың кейбіреулері резервте, сондықтан біріншісі сәтсіз болса, олар өз функцияларын алады. Олардың әрқайсысының қызмет ету мерзімі шамамен 10 жыл болғандықтан, жаңа, жетілдірілген нұсқалары іске қосылуда. Жер серігі 20 мың км-ден аз биіктікте Жердің айналасында алты орбита бойынша айналады, ол GPS станцияларымен басқарылатын өзара байланысқан желіні құрайды. Соңғылары тропикалық аралдарда орналасқан және АҚШ-тағы негізгі үйлестіру орталығына қосылған.
GPS навигаторы қалай жұмыс істейді?
Осы желінің арқасында жерсеріктерден келетін сигналдың кешігуін есептеу және осы ақпаратты координаттарды анықтау үшін пайдалану арқылы орынды білуге болады. Қазір GPS жүйесі қалай жұмыс істейді? Ғарыштағы кез келген навигациялық желі сияқты ол толығымен тегін. Ол кез келген ауа райы жағдайында және тәуліктің кез келген уақытында жоғары тиімділікпен жұмыс істейді. Сатып алуыңыз керек жалғыз нәрсе - GPS навигаторының өзі немесе GPS мүмкіндіктерін қолдайтын құрылғы. Шындығында, навигатордың жұмыс істеу принципі көптен бері қолданылған қарапайым навигациялық схемаға негізделген: егер сіз таңбалауыштың рөлі үшін ең қолайлы маркерлік нысанның орналасқан жерін және одан дейінгі қашықтықты дәл білсеңіз. Сіз өз нүктеңізді нүктемен белгілейтін шеңбер сызыңыз.орналасқан жері. Егер шеңбердің радиусы үлкен болса, оны түзу сызықпен ауыстырыңыз. Мүмкін болатын жеріңізден маркерлерге қарай бірнеше осындай жолақтарды сызыңыз, сызықтардың қиылысу нүктесі картадағы координаттарыңызды көрсетеді. Жоғарыда аталған спутниктер бұл жағдайда орналасқан жеріңізден шамамен 18 мың км қашықтықта орналасқан осы таңбалау объектілерінің рөлін атқарады. Олар орбитада үлкен жылдамдықпен жүрсе де, олардың орналасуы үнемі бақыланады. Әрбір навигаторда қажетті жиілікке бағдарламаланған және спутникпен тікелей әрекеттесетін GPS қабылдағышы бар. Әрбір радиосигнал жер серігінің техникалық жағдайы, оның Жер орбитасында орналасуы және уақыт белдеуі (нақты уақыт) туралы мәлімдемелерді қамтитын кодталған ақпараттың белгілі бір көлемін қамтиды. Айтпақшы, дәл уақыт туралы ақпарат сіздің координаттарыңыз туралы деректерді алу үшін ең қажет: радиосигналдың қайтарылуы мен қабылдануы арасындағы уақыт ұзақтығын ағымдағы есептеу радиотолқынның жылдамдығына көбейтіледі және қысқа мерзімді есептеулер, навигациялық құрылғы мен орбитада спутник арасындағы қашықтық есептеледі.
Синхрондау мәселелері
Осы навигация принципіне сүйене отырып, координаттарды дәл анықтау үшін сигналдар негізінде қиылысу нүктесін табу оңай болатын екі спутник қажет болуы мүмкін деп болжауға болады және соңында - сен тұрған жер. Бірақ, өкінішке орай, техникалық себептер маркер ретінде басқа жерсерікті пайдалануды талап етеді. үймәселе жерсеріктермен жеткілікті синхрондауға мүмкіндік бермейтін GPS қабылдағышының сағатында жатыр. Мұның себебі - уақыт дисплейіндегі айырмашылық (навигаторда және кеңістікте). Спутниктерде қымбат жоғары сапалы атомдық сағаттар бар, бұл оларға уақытты өте дәлдікпен жүргізуге мүмкіндік береді, ал кәдімгі қабылдағыштар мұндай хронометрлерді пайдалана алмайды, өйткені өлшемдері, құны және жұмысының күрделілігі оларды барлық жерде қолдануға мүмкіндік бермейді. Тіпті 0,001 секундтық кішкене қателік координаттарды 200 км-ден астамға ауыстыруы мүмкін!
Үшінші маркер
Сондықтан әзірлеушілер GPS навигаторларында кварц сағаттарының әдеттегі технологиясын қалдырып, басқа жолды таңдауды шешті, дәлірек айтсақ - екі спутниктік бағдардың орнына келесі қиылысу үшін сәйкесінше үш сызықты пайдаланыңыз.. Мәселені шешу өте қарапайым шығуға негізделген: үш белгіленген маркердің барлық сызықтары қиылысатын кезде, тіпті ықтимал дәлсіздіктер болса да, үшбұрыш түрінде аймақ жасалады, оның ортасы оның ортасы ретінде алынады. - сіздің орналасқан жеріңіз. Ол сондай-ақ қабылдағыш пен барлық үш спутник арасындағы уақыт айырмашылығын анықтауға мүмкіндік береді (ол үшін айырмашылық бірдей болады), бұл сызықтардың қиылысуын дәл ортасында түзетуге мүмкіндік береді, басқаша айтқанда - бұл сіздің GPS координаттары.
Бір жиілік
Сонымен қатар барлық жерсеріктердің құрылғыңызға ақпаратты бірдей жиілікте жіберетінін атап өткен жөн және бұл әдеттен тыс. ҚалайGPS навигаторы жұмыс істей ме және егер барлық спутниктер оған үздіксіз және бір уақытта ақпаратты жіберсе, ол барлық ақпаратты қалай дұрыс қабылдайды? Барлығы өте қарапайым. Өздерін анықтау үшін спутниктегі таратқыштар шифрланған кодты қамтитын радиосигналдағы стандартты ақпаратты да жібереді. Ол спутниктің максималды сипаттамаларын хабарлайды және құрылғыңыздың дерекқорына енгізіледі, содан кейін спутниктен алынған деректерді навигатордың дерекқорымен тексеруге мүмкіндік береді. Тіпті диапазондағы жерсеріктердің үлкен санының өзінде оларды өте тез және оңай анықтауға болады. Мұның бәрі бүкіл схеманы жеңілдетеді және GPS навигаторларында кішірек және әлсіз қабылдау антенналарын пайдалануға мүмкіндік береді, бұл шығындарды азайтады және құрылғылардың дизайны мен өлшемдерін азайтады.
GPS карталары
GPS карталары құрылғыңызға бөлек жүктеледі, себебі сіз жылжытқыңыз келетін аумақты таңдауға өзіңіз әсер етесіз. Жүйе тек ғаламшардағы координаттарыңызды белгілейді, ал карталардың қызметі - жер бедерін шарлауға мүмкіндік беретін координаталар қолданылатын графикалық нұсқаны экранда қайта жасау. Бұл жағдайда GPS қалай жұмыс істейді? Тегін, ол осы күйде қалады, кейбір интернет-дүкендердегі карталар (тек қана емес) әлі де төленеді. Көбінесе GPS навигаторы бар құрылғы үшін карталармен жұмыс істеуге арналған бөлек қосымшалар жасалады: ақылы және ақысыз. Карталардың әртүрлілігі сізді таң қалдырады және жолды А нүктесінен В нүктесіне дейін мүмкіндігінше ақпаратты және барлық ыңғайлы етіп орнатуға мүмкіндік береді: қандай көрікті жерлерді өтесіз, ең қысқа жолмежелі жерге, бағытты көрсететін дауыстық көмекші және басқалар.
Қосымша GPS жабдығы
GPS сізге дұрыс бағытты көрсету үшін ғана пайдаланылады. Ол нысанды бақылауға мүмкіндік береді, оның құрамында маяк немесе GPS трекері болуы мүмкін. Ол сигнал қабылдағыштың өзінен және басқаруды жүзеге асыратын қызмет көрсету орталықтарына объектінің орналасқан жері туралы ақпаратты жіберуге арналған gsm, 3gp немесе басқа байланыс протоколдарына негізделген таратқыштан тұрады. Олар көптеген салаларда қолданылады: қауіпсіздік, медициналық, сақтандыру, көлік және басқа да көптеген салаларда. Сондай-ақ тек көлікке қосылатын көлік трекерлері бар.
Мәселесіз саяхат
Күн өткен сайын карта мен тұрақты компастың мәндері өткенге барады. Заманауи технологиялар адамға ең қызықты және қызықты жерлерді көре отырып, уақытты, күш пен ақшаны аз жоғалту арқылы өз саяхатына жол ашуға мүмкіндік береді. Бір ғасыр бұрын қиял болған нәрсе бүгінде шындыққа айналды және оны барлығы дерлік пайдалана алады: әскерилерден, матростар мен ұшақ ұшқыштарынан бастап туристер мен курьерлерге дейін. Қазір бұл жүйелерді коммерциялық, ойын-сауық, жарнама салаларында пайдалану үлкен танымалдылыққа ие болуда, мұнда әрбір кәсіпкер өзін әлемнің жаһандық картасынан көрсете алады және оны табу мүлде қиын болмайды. Бұл мақала GPS-ке қызығушылық танытатындардың барлығына көмектесті деп үміттенеміз - ол қалай жұмыс істейді, координаттар қандай негізде анықталады, неоның күшті және әлсіз жақтары.
