Objavljeno u Slovenia - Socijalne interakcije i zabava - 09 Nov 2016 11:21 - 0
Ko govorimo o GPS-u, običajno govorimo o GPS sprejemniku (Garmin naprave, pametni telefon, itd.). GPS pa je ubistvu omrežje približno 30 satelitov, ki krožijo v orbiti Zemlje na višini približno 20000km. Zemljo obkrožijo dvakrat na dan in so razporejeni tako, da se iz vsake točke na zemlji ves čas vidi vsaj 4 satelite.
Vsak satelit oddaja signal, ki vsebuje informacijo o svoji poziciji in trenutnem času v rednih časovnih intervalih. Te signale, ki potujojo s svetlobno hitrostjo, prestreže GPS sprejemnik in na podlagi časovne razlike (koliko časa je minilo od tega, ko je bil signal poslan od satelita) izračuna kako daleč od sprejemnika je posamezni satelit. Ko ima GPS sprejemnik te informacije o najmanj treh satelitih, lahko s pomočjo triangulacije izračuna trenutno pozicijo na zemlji.
Na sliki je primer triangulacije.
Torej, če stojimo nekje na zemlji in na nebu vidimo tri satelite, in če vemo kako daleč smo oddaljeni od satelita A, potem vemo, da se nahajamo nekje na rdeči črti. Če storimo enako za satelit B in C, potem ugotovimo, da je naša lokacijo na točki, kjer se trije krogi sekajo.
Tak izračun zahteva veliko natančnost ure v satelitu in sprejemniku, praviloma bi morali biti obe uri atomsko točni in med seboj sinhronizirani. To pa praktično ni izvedljivo, saj so atomske ure predrage, da bi bile vgrajene v vsak GPS sprejemnik. Zato sprejemnik, ki prejme signal treh satelitov predvideva, da je na višini povprečne gladine morja. Zaradi tega bo lokacija bolj točna na nižji nadmorski višini, v gorah pa je lahko tudi več sto metrov razlike. Rešitev za večjo natančnost lokacije je ta, da sprejemnik uporabi še signal četrtega satelita, in lahko izračuna enačbo, ki določi točen čas in prostor.
Opisan sistem deluje v redu, vendar se netočnosti še vedno lahko pojavijo. Signal iz satelita mora prepotovati dolgo pot, in včasih lahko pride do nepredvidenega zamika. Problem se lahko pojavi tudi pri večjih objektih, kot so nebotičniki, med katerimi se signal odbija in potuje dalj časa, zato sprejemnik misli, da je bolj oddaljen od satelita, kot v resnici je. Po vrhu vsega pa satelit včasih zataji in pošlje napačno informacijo o svoji poziciji. Rešitev za odpravo teh napak je sistem DGPS - Diferencialni globalni sistem pozicioniranja (Differential Global Positioning System).
DGPS sistem pomaga sprejemniku pri odpravi napačnih informacij prejetih od satelitov. Deluje tako, da se na znani lokaciji na zemlji meri netočnost prejetih informacij od satelitov. To pomeni, da je na zemlji stacionarni sprejemnik, ki sprejema signale satelitov, in ker ta sprejemnik svojo lokacijo že pozna, lahko izračuna kako netočne so informacije satelitov. S temi informacijami pomaga sprejemnikom, ki ne poznajo svoje lokacije in so v bližini odpraviti napako pri prikazu trenutne lokacije, do katere je prišlo zaradi prejetih netočnih podatkov od satelitov.
Standardni GPS sprejemnik pa zna veliko več, kot povedati trenutno lokacijo. Ko je priključen, konstantno komunicira s sateliti in spremlja kako se lokacija spreminja. S temi informacijami in vgrajeno uro, lahko pove kar nekaj uporabnih informacij:
Vsak satelit oddaja signal, ki vsebuje informacijo o svoji poziciji in trenutnem času v rednih časovnih intervalih. Te signale, ki potujojo s svetlobno hitrostjo, prestreže GPS sprejemnik in na podlagi časovne razlike (koliko časa je minilo od tega, ko je bil signal poslan od satelita) izračuna kako daleč od sprejemnika je posamezni satelit. Ko ima GPS sprejemnik te informacije o najmanj treh satelitih, lahko s pomočjo triangulacije izračuna trenutno pozicijo na zemlji.
Na sliki je primer triangulacije.
Torej, če stojimo nekje na zemlji in na nebu vidimo tri satelite, in če vemo kako daleč smo oddaljeni od satelita A, potem vemo, da se nahajamo nekje na rdeči črti. Če storimo enako za satelit B in C, potem ugotovimo, da je naša lokacijo na točki, kjer se trije krogi sekajo.
Tak izračun zahteva veliko natančnost ure v satelitu in sprejemniku, praviloma bi morali biti obe uri atomsko točni in med seboj sinhronizirani. To pa praktično ni izvedljivo, saj so atomske ure predrage, da bi bile vgrajene v vsak GPS sprejemnik. Zato sprejemnik, ki prejme signal treh satelitov predvideva, da je na višini povprečne gladine morja. Zaradi tega bo lokacija bolj točna na nižji nadmorski višini, v gorah pa je lahko tudi več sto metrov razlike. Rešitev za večjo natančnost lokacije je ta, da sprejemnik uporabi še signal četrtega satelita, in lahko izračuna enačbo, ki določi točen čas in prostor.
Opisan sistem deluje v redu, vendar se netočnosti še vedno lahko pojavijo. Signal iz satelita mora prepotovati dolgo pot, in včasih lahko pride do nepredvidenega zamika. Problem se lahko pojavi tudi pri večjih objektih, kot so nebotičniki, med katerimi se signal odbija in potuje dalj časa, zato sprejemnik misli, da je bolj oddaljen od satelita, kot v resnici je. Po vrhu vsega pa satelit včasih zataji in pošlje napačno informacijo o svoji poziciji. Rešitev za odpravo teh napak je sistem DGPS - Diferencialni globalni sistem pozicioniranja (Differential Global Positioning System).
DGPS sistem pomaga sprejemniku pri odpravi napačnih informacij prejetih od satelitov. Deluje tako, da se na znani lokaciji na zemlji meri netočnost prejetih informacij od satelitov. To pomeni, da je na zemlji stacionarni sprejemnik, ki sprejema signale satelitov, in ker ta sprejemnik svojo lokacijo že pozna, lahko izračuna kako netočne so informacije satelitov. S temi informacijami pomaga sprejemnikom, ki ne poznajo svoje lokacije in so v bližini odpraviti napako pri prikazu trenutne lokacije, do katere je prišlo zaradi prejetih netočnih podatkov od satelitov.
Standardni GPS sprejemnik pa zna veliko več, kot povedati trenutno lokacijo. Ko je priključen, konstantno komunicira s sateliti in spremlja kako se lokacija spreminja. S temi informacijami in vgrajeno uro, lahko pove kar nekaj uporabnih informacij:
- razdalja potovanja,
čas potovanja,
trenutna hitrost,
povprečna hitrost,
sled potovanja,
predviden čas do cilja pri trenutni hitrosti (moderni sprejemniki znajo pri izračunu časa do cilja upoštevati tudi spreminjanje hitrosti glede na okolje po katerem bomo potovali, npr. stanje na cestah).
Podrška
Komentari (0)