Принципы работы GPS

Практически каждый человек использует GPS-навигацию, будь то необходимость узнать, где находится милое кафе, или прокладывание маршрута для похода в лес, в горы и т.д. Но вряд ли кто при этом задумывался: «А как работает GPS?». Если только не произошел какой-либо сбой.

Если многие думают, что без интернета не узнать новый путь до работы, то это не так. На самом деле работа GPS не нуждается в интернете. Здесь главными элементами являются спутники.

Из истории GPS

Первоначально идея создания навигации принадлежала российским ученым из «ГЛОНАСС», но, к сожалению, проект оказался провальным из-за недостаточного финансирования. Тогда эта идея была реализована навигационным комплексом США под названием NAVSTAR. Они смогли вывести на орбиту Земли 24 спутника, которые распространили сигнал на поверхности Земли. По мере того, как реализовывался проект, военная технология стала общедоступной системой.

Принцип работы

Основной принцип работы реализуется с помощью спутников, вращающихся на орбитах Земли и передающих сигналы. Таких спутников больше 24, некоторые остаются «в запасе», а по необходимости старые заменяются новыми.

Спутники обладают своими характеристиками:

• Срок службы – около 10 лет
• Высота, на которой находятся спутники – около 20000 км.
• Вес спутника на орбите составляет 840 кг
• Ширина – 1,52 м
• Длина – 5, 33 м.
• Мощность солнечных панелей, находящихся в спутнике – 800 ватт.
• Максимальное количество одновременно работающих спутников – 37.

Спутники работают постоянно и этим обеспечивают высокую работоспособность навигационной системы. Вся эта система находится в космической части данного механизма.

В GPS-навигации выделяется еще наземная часть. В нее входят станции слежения, которые отслеживают спутники. Далее они передают данные на главную станцию, которая находится в штате Колорадо. Здесь данные обрабатываются компьютерами и передаются на спутники. GPS-приемники получают данные от спутников и на этой основе происходит расчет координат места.

Нельзя обойтись без пользовательского сегмента в этой системе. Первые приемники обладали одним каналом и требовалось вносить данные примерного местоположения. В последствии появились двухканальные приемники. По мере усовершенствования стали появляться быстро переключающиеся приёмники, «мультиплексные». Всё это привело к тому, что сейчас приёмники имеют 12 каналов, благодаря которым спутники отслеживают одновременно, и работа происходит быстро и без сбоев.

Применение GPS-навигации

Несмотря на то, что изначально данная система была определена как военная технология, сейчас GPS может использовать любой человек. Они встроены во все современные смартфоны, телефоны, часы и т.д.

Большое значение GPS имеет для таких областей как геодезия, картография, морская и дорожная навигация, сотовая связь и даже в области развлечений, например, разработано много игр с применением системы GPS.