Hvordan virker GPS Bruk satellittene Avstander å bestemme posisjon?

Det er én ting å gå inn i en elektronikkbutikk, kjøpe en GPS-enhet, kan du lære hvordan det fungerer og deretter fortsette på din vei, følelsen av at du er hip med GPS-teknologi. Det er en annen ting, men å forstå minst det grunnleggende all den teknologien som ligger bak GPS, inkludert minst 24 satellitter suse rundt i verdensrommet og deres avstand fra Jorden. Avstanden mellom GPS-mottakeren og satellittene er avgjørende for å fastslå posisjonen din gjennom en prosess som kalles trilateration.

Bakgrunn

Det er faktisk minst 31 satellitter som kretser rundt jorden i verdensrommet, men bare 24 teller som de offisielle aktive GPS-satellitter. De bane rundt jorden to ganger daglig, reiser på ca 7000 miles per time, og de sender radiosignaler til Jorden som reiser på lysets hastighet - 186000 miles per sekund - for å bli mottatt av GPS-enheter i kjøretøy og andre steder på jorden . Imidlertid er bare tre GPS-satellitter som trengs for å levere en nøyaktig avlesning - og for deres kjente avstand fra et bestemt GPS-enhet er avgjørende.

trilateration

Nøkkelen til å påpeke en GPS-enhet for å navigere presist er å vite avstanden til tre satellitter fra den aktuelle GPS-enheten. Kombinasjonen av disse tre avstandsmålinger for å bestemme plassering kalles trilateration. I hovedsak fungerer det slik: En GPS-mottaker beregner hvor lenge et satellittsignal, reiser på lysets hastighet, må nå mottakeren ved å sammenligne det tidspunkt signalet forlot satellitt med tidspunktet da den nådde mottakeren. At tiden forteller GPS-mottakeren hvor langt satellitten er. Legg til at målingen avstandene til to andre satellitter og GPS-enheten kan avgjøre ikke bare sin egen plassering, men også hvor raskt det er å reise.

korreksjoner

Med en fjerde satellitt, er måling enda mer nøyaktig, også gir ikke bare en GPS-enhet breddegrad og lengdegrad, men sin høyde. Likevel, uansett hvor mange satellitter det er å sende signal til en enhet, feil skje på grunn av en signal er treffende bygninger, blir bremset av tettheten av atmosfæren eller på grunn av tette løvverket og andre hindringer på jorden. For å rette disse feilene, avhengig GPS på supplerende systemer, som for eksempel Wide Area Augmentation System, for å rette signaler som de reiser så stor avstand fra verdensrommet til jorden.

Framtid

Den amerikanske føderale regjeringen, som overvåker GPS-programmet, fortsetter arbeidet med å gjøre det samlede systemet mer nøyaktig. Dette inkluderer erstatte gamle satellitter med nye og innføre flere signaler som øker GPS nøyaktighet. For eksempel, en av disse nye signalene, heter L2C, er en sivil signal ment for kommersiell bruk og er utformet for å gjøre korreksjoner til GPS-signaler etter å ha passert gjennom ionosfæren, den ion-rike delen av jordas atmosfære. Dette bidrar til mer nøyaktige avstandsmålinger og dermed mer effektiv GPS-funksjonalitet. Den amerikanske regjeringen anslår at alle 24 GPS aktive satellitter vil sende L2C sivile signal innen 2018.