Weet hoe jou GPS werk
Die globale posisioneringstelsel is 'n groep Amerikaanse bates wat in staat is om gebruikers hul posisie presies op enige plek in of naby die aarde te bepaal in enige weersomstandighede. Die stelsel is oorspronklik ontwerp vir Amerikaanse militêre gebruik, maar het in die middel van die 1980's vir burgerlike gebruik beskikbaar gestel.
Die stelsel gebruik satelliete in 'n medium-grondbaan om die afstand na 'n GPS-ontvanger te bereken. Die afstand word bereken met baie akkurate horlosies wat die tyd meet wat nodig is om 'n sein te reis van 'n satelliet na 'n ontvanger met behulp van die relatiwiteitsreëls .
Akkuraatheid is noodsaaklik omdat 'n fout van een mikrosekonde 'n 300 meter verskil in meting sal meebring.
Die gebruiker se ontvanger bereken die posisie deur vier of meer satellietseine te vergelyk en die snypunt te bereken. Dit is vergelykbaar met radio-posisionering deur die driehoeke van die driehoeke te snoei, of 'n ouer voorbeeld sou die navigasiepraktyk van Dead Reckoning wees.
Die GPS gebruik drie elemente om transmissie, instandhouding en gebruikerskoppelvlak te bereik. Hierdie segmente staan ​​bekend as ruimte, beheer en gebruiker.
Tans is daar 31 GPS satelliete wat die aarde in 'n "konstellasie" ombeweeg. Die konstellasie is verdeel in ses "vliegtuie", dink aan hulle as ringe om die aarde. Elke vliegtuig is op 'n ander hoek in verhouding tot die ewenaar gekant en gee die satelliete verskillende paaie oor die aardoppervlak. Elk van hierdie vliegtuie het ten minste vier satelliete wat langs sy "ring" gespasieer is. Dit laat die GPS toe om enige tyd vanaf enige plek op die aarde vier satelliete te sien.
Die satelliete het 'n baie presiese klok aan boord en hulle stuur hul kloksignaal voortdurend.
Beheer van satelliete en grondbates word bereik met 'n drieledige beheerstelsel.
'N Masterkontrole stasie en rugsteunbeheerstasie monitor die toestand van die satelliete in die baan en spasieweer in die omgewing van die satelliete.
Die akkuraatheid van 'n satelliet se baan word gemonitor en aangepas van hierdie stasies en die binneklokke word binne nanosekonde van die beheerklok gesinchroniseer.
Toegewyde grond antennes
Hierdie bates word gebruik om die akkuraatheid van data wat oorgedra word deur satellietbane te meet. Daar is vier toegewyde antennas met vaste, bekende posisies. Hulle word gebruik as verwysings om instrumente aan boord van satelliete te kalibreer.
Daar is ses toegewyde moniteringsstasies regoor die wêreld. Hierdie sekondêre stasies word gebruik om data oor prestasie aan die meesterbeheerstasie te verskaf en die gesondheid van elke satelliet te verseker . Baie sekondêre stasies is nodig omdat oorgedra seine nie die aarde kan deurdring nie, sodat 'n enkele stasie nie al die satelliete gelyktydig kan monitor nie.
Die gebruikersegment is wat u in u daaglikse bedrywighede ervaar. 'N Gebruikersegment bestaan ​​uit drie komponente.
'N GPS-antenna kan 'n enkele, lae-profiel eenheid wees of kan 'n verskeidenheid van verskeie antennas wees. Of enkelvoudig of veelvuldig die antenna dieselfde werk doen om seine van satelliete in die baan te ontvang en die seine oor te dra na die dataverwerkingseenheid waaraan hulle gekoppel is.
Dit is belangrik om antennas vry van obstruksie of puin te hou. Die meeste sal steeds funksioneer, maar dit is goeie oefening om seker te maak dat alle antennas 'n goeie uitsig op die lug het.
Hierdie toestel kan deel wees van 'n skerm of dit kan 'n afsonderlike toestel wees wat aan 'n skerm gekoppel is. In kommersiële mariene toepassings is die GPS-data- eenheid dikwels op afstand geleë van die skerm om elektriese inmenging te voorkom, die toestel teen skade te beskerm, of die eenheid nader aan antennas te plaas om seinverlies van lang antenna kabels te vermy.
Die eenheid ontvang data van die antenna en kombineer die seine met behulp van 'n wiskundige formule om die plek van die ontvanger vas te stel. Hierdie data word in vertoonformaat gelewer en na die vertoningseenheid gestuur. Die beheermaatreëls op die vertooneenheid kan bykomende inligting van die dataverwerkingseenheid aanvra.
Die inligting uit die data-eenheid word gekombineer met ander inligting soos kaarte of kaarte en word vertoon op 'n skerm wat 'n paar duim oor of baie groot en leesbaar van verskeie voete weg kan wees. Liggingdata kan ook net in 'n breedtegraad en lengtegraadformaat vertoon word in 'n aparte klein skerm.
Die gebruik van GPS om te navigeer, is baie maklik omdat die meeste stelsels die liggingdata saam met ander data soos elektroniese kaarte integreer. Die GPS plaas 'n vaartuig op die elektroniese kaart vir die kyker. Selfs 'n basiese GPS bied breedtegraad en lengtegraad wat handmatig op 'n papierkaart aangeteken kan word.
Die hoeveelheid data wat nodig is om 'n GPS-plek te bepaal, is klein en kan gestuur word aan partye wat 'n skip se posisie moet ken. Verskaffers, verkeersmonitors en wetstoepassers kan ingelig word oor die ligging en verloop van 'n vaartuig vir doeltreffendheids- of veiligheidsredes.
Omdat die GPS op tyd gegrond is, het elke GPS-eenheid 'n baie akkurate gesinchroniseerde klok as deel van sy konstruksie. Hierdie klok pas outomaties vir tydsones aan en laat alle skepe en hawens toe op 'n tydstandaard. Dit vereenvoudig kommunikasie en veiligheid deur klokke te sinkroniseer en verkeersopeenhoping of verwarring te voorkom terwyl jy by anker lê.
GPS is 'n komplekse onderwerp en ons het dit net kortliks gekyk. Kyk hoe die GPS in jou selfoon anders is as 'n kommersiële mariene stelsel. U kan ook kyk na sommige van die fisika wat by hierdie tegnologie betrokke is.