Globālā pozicionēšanas sistēma
Globālā pozicionēšanas sistēma, pazīstama arī kā GPS, ir satelītu sistēma, kas paredzēta navigācijai uz Zemes, gaisā un uz ūdens.
GPS uztvērējs parāda, kur tas atrodas. Tas var arī parādīt, cik ātri tas pārvietojas, kurā virzienā tas iet, cik augstu tas atrodas un, iespējams, cik ātri tas paceļas vai nolaižas. Daudzos GPS uztvērējos ir informācija par vietām. Automobiļiem paredzētajos GPS uztvērējos ir ceļojumu dati, piemēram, ceļu kartes, viesnīcas, restorāni un degvielas uzpildes stacijas. Kuģu GPS ierīcēs ir navigācijas kartes ar ostām, jahtu piestātnēm, seklūdens vietām, klintīm un ūdensceļiem. Citi GPS uztvērēji ir paredzēti aeronavigācijai, pārgājieniem un pārgājieniem ar mugursomu, riteņbraukšanai vai daudzām citām aktivitātēm. Lielākā daļa no tiem ir viedtālruņos.
Lielākā daļa GPS uztvērēju var reģistrēt, kur tie ir bijuši, un palīdzēt plānot ceļojumu. Braucot plānotajā braucienā, tas paredz laiku līdz nākamajam galamērķim.
GPS uztvērēji. Cilvēki tos var nēsāt līdzi, lai noteiktu, kur viņi atrodas, un plānotu, kur un kā doties uz nākamo vietu.
Kā tas darbojas
GPS ierīce uztver radio signālus no satelītiem kosmosā, kas atrodas orbītā ap Zemi. Ir 31 satelīts, kas atrodas 20 200 km (12 600 jūdžu) augstumā virs Zemes. Orbītas periods ir 11 stundas un 58 minūtes. Katra apļa rādiuss ir 26 600 kilometri (16 500 jūdzes) Zemes rādiusa dēļ. Tālu no Ziemeļpola un Dienvidpola GPS ierīce var uzņemt signālus no 6 līdz 12 satelītiem vienlaicīgi. Katrā satelītā ir atompulkstenis, ko NORAD katru dienu vairākas reizes rūpīgi noregulē.
Radiosignāli satur informāciju par satelīta atrašanās laiku un atrašanās vietu, tostarp tā efemerīdas. GPS uztvērējs no signāla nosūtīšanas laika atņem pašreizējo laiku. Starpība parāda, cik sen signāls tika nosūtīts. Laika starpība, reizināta ar gaismas ātrumu, ir attālums līdz satelītam. GPS ierīce izmanto trigonometriju, lai aprēķinātu, kur tā atrodas, ņemot vērā katra satelīta atrašanās vietu un attālumu. Parasti ir jābūt vismaz četriem satelītiem, lai atrisinātu ģeometriskos vienādojumus. GPS uztvērējs var aprēķināt savu atrašanās vietu vairākas reizes sekundē.
Daudzi lēti patēriņa uztvērēji ir precīzi 20 metru (66 pēdu) attālumā gandrīz jebkurā vietā uz Zemes.
GPS ierīce parasti var aprēķināt arī savu pašreizējo ātrumu. Lētie, piemēram, mobilajā tālrunī, to dara, salīdzinot pašreizējo atrašanās vietu ar pēdējo atrašanās vietu. Dārgās ierīces, piemēram, lidmašīnās, izmanto Doplera efektu un ir ļoti precīzas.
GPS satelīti riņķo ap Zemi četrās plaknēs, kā arī virs ekvatora. Šeit redzamie zilie satelīti ir redzami GPS uztvērējam 45° ziemeļu platuma. Sarkanos satelītus bloķē Zeme.
Vēsture
Dažādas radionavigācijas sistēmas tiek izmantotas kopš 20. gadsimta vidus. Pagājušā gadsimta 60. gados eksperimentos radioraidītājus ievietoja satelītos. Jaunu sistēmu, ko sākumā sauca par Navstar, 70. gados izstrādāja ASV Gaisa spēki. Tā kļuva par GPS, un to izmantoja tikai ASV bruņotie spēki. Prezidents Ronalds Reigans 1983. gadā izdeva rīkojumu atļaut sistēmu izmantot ikvienam, lai gan tā vēl bija pārāk maza, lai būtu ļoti noderīga. Visaugstākās precizitātes signāls bija šifrēts, un to drīkstēja izmantot tikai bruņotie spēki, bet 90. gados to uz laiku atšifrēja, un gadsimtu mijā tas tika padarīts par pastāvīgu.
Daži GPS uztvērēji ir atsevišķas ierīces ar savu strāvas padevi un displeju. Tādi 20. gadsimtā bija lielākā daļa. Militārie uztvērēji tolaik rādīja tikai ģeogrāfiskās koordinātas vai arī dažiem nebija displeja, bet tikai nodeva koordinātas citai ierīcei.
Tagad lielākā daļa GPS uztvērēju ir daļa no mobilajiem tālruņiem, un daudzi ir iebūvēti rokas pulksteņos, automašīnās un citās ierīcēs. Mobilā tālruņa GPS daļa ir maza un parasti vāja, taču telefons izmanto arī mobilās bāzes stacijas un Wi-Fi signālus.
Citas sistēmas
Ir arī citas sistēmas, kas darbojas līdzīgi. Vienu no tām Krievija ir izvietojusi kosmosā - GLONASS. Vēl viena, kas vēl nav pabeigta, ir nosaukta par Galileo un to izveidojusi Eiropas Savienība.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir globālā pozicionēšanas sistēma (GPS)?
A: GPS ir satelītu sistēma, kas izveidota, lai palīdzētu orientēties uz Zemes, gaisā un uz ūdens.
J: Ko rāda GPS uztvērējs?
A: GPS uztvērējs rāda, kur tas atrodas, cik ātri tas pārvietojas, kurā virzienā tas iet, cik augstu tas atrodas un, iespējams, cik ātri tas ceļas augšup vai lejup.
J: Kādu informāciju satur automobiļu GPS?
A: Automobiļiem paredzētajos GPS ir ceļojumu dati, piemēram, ceļu kartes, viesnīcas, restorāni un degvielas uzpildes stacijas.
J: Kādu informāciju satur laivām paredzētie GPS?
A: Kuģu GPS ietver navigācijas kartes ar ostām, jahtu ostām, piestātnēm, seklūdens vietām, klintīm un ūdensceļiem.
J: Kādām citām darbībām GPS uztvērēji ir paredzēti?
A: Citi GPS uztvērēji ir paredzēti aeronavigācijai, pārgājieniem un pārgājieniem ar mugursomu, riteņbraukšanai un daudzām citām aktivitātēm.
J: Kur atrodas lielākā daļa GPS uztvērēju?
A.: GPS uztvērēji lielākoties ir viedtālruņos.
J: Ko lielākā daļa GPS uztvērēju var darīt?
A: Lielākā daļa GPS uztvērēju var reģistrēt, kur tie ir bijuši, un palīdzēt plānot ceļojumu. Braucot plānotajā braucienā, tas paredz laiku līdz nākamajam galamērķim.
