GPS- ը ինչպես է այն աշխատում: GPS- նավիգատորների գործունեության սկզբունքները

Այսօր մենք կխոսենք այն մասին, թե ինչպիսին է GPS- ը, ինչպես է աշխատում այս համակարգը: Մենք ուշադրություն ենք դարձնում այս տեխնոլոգիաների զարգացմանը, նրա ֆունկցիոնալ հատկանիշներին: Բացի այդ, մենք կքննարկենք, թե համակարգում ինչ դեր կարող է ունենալ ինտերակտիվ քարտեզները:

GPS- ի տեսքի պատմություն

Գլոբալ դիրքորոշման համակարգի ստեղծման պատմությունը կամ կոորդինատների որոշումը սկսվել է ԱՄՆ-ում 50-ականներին, երբ առաջին խորհրդային արբանյակը մեկնարկեց տարածության մեջ: Ամերիկյան գիտնականների բրիգադը մեկնարկից հետո նկատեց, որ երբ արբանյակն հեռավոր է, արբանյակն աստիճանաբար փոխում է ազդանշանային հաճախականությունը: Տվյալների խորը վերլուծությունից հետո նրանք եկել են այն եզրակացության, որ արբանյակի օգնությամբ ավելի մանրամասն, գտնվելու վայրը եւ հրատարակված ազդանշանը հնարավոր է ճշգրիտ որոշել երկրի վրա մարդկային շարժման վայրը եւ արագությունը, ինչպես նաեւ հակառակը, արբանյակի արագությունը եւ գտնվելու վայրը, ուղեծրի մեջ ճշգրիտ որոշումը Անձի կոորդինատները: Յոթանասունների վերջում ԱՄՆ պաշտպանության դեպարտամենտը գործարկել է GPS համակարգը սեփական նպատակների համար, եւ մի քանի տարի անց այն հասանելի դարձավ քաղաքացիական օգտագործման համար: GPS համակարգը, թե ինչպես է այն աշխատում: Ճիշտ այնպես, ինչպես եղել է այդ ժամանակ, նույն սկզբունքների եւ սկզբունքների վրա:

Արբանյակների ցանցը

Երկրագնդի ուղեծրից ավելի քան քսան չորս արբանյակները փոխանցում են ռադիոակտիվ ազդանշանները: Արբանյակների թիվը տատանվում է, սակայն ուղեծրի մեջ կա միշտ ճիշտ թվ, ապահովելու անհամապատասխան գործողություն, եւ դրանցից մի քանիսը գտնվում են պահեստում այնպես, որ ճեղքման դեպքում առաջինն իր գործառույթները վերցնի: Քանի որ դրանցից յուրաքանչյուրը մոտ 10 տարի է, սկսվում են նոր, նորացված տարբերակները: Արբանյակների ռոտացիան երկրագնդի վեց վայրէջք է ստանում շուրջ 20 հազար կիլոմետրից պակաս, այն կազմում է փոխկապակցված ցանց, որը վերահսկվում է GPS կայաններով: Վերջիններս հայտնաբերված են արեւադարձային կղզիների վրա եւ կապված են ԱՄՆ-ի հիմնական համակարգող կենտրոնի հետ:

Ինչպես է GPS նավիգատորը աշխատում:

Այս ցանցի միջոցով դուք կարող եք պարզել տեղանքը, հաշվի առնելով արբանյակներից ազդանշանի ընդունման հետաձգումը եւ օգտագործելով այս տեղեկատվությունը կոորդինատները որոշելու համար: GPS համակարգը, թե ինչպես է այն աշխատում: Ինչպես տիեզերքում նավիգացիայի ցանկացած ցանցի, այն ամբողջությամբ անվճար է: Այն աշխատում է բարձր արդյունավետությամբ բոլոր եղանակային պայմաններում եւ ցանկացած օրվա ընթացքում: Միակ ձեռքբերումը, որ դուք պետք է ունենաք, GPS- նավիգատորն է կամ GPS գործառույթներին աջակցող սարքը: Իրոք, նավարկիչի սկզբունքը հիմնված է երկարատեւ օգտագործման պարզ նավիգացիոն սխեմայի վրա, եթե դուք գիտեք, թե որտեղ է տեղադրվում նշիչի օբյեկտը, որը առավել հարմար է մի կետի դերի եւ այն հեռավորությունը այն ձեզանից, նկարեք մի շրջան, որի վրա կետը ցույց է տալիս ձեր գտնվելու վայրը: Եթե շրջանագծի շառավղը մեծ է, ապա այն փոխարինեք ուղիղ գծով: Քաշեք մի քանի նման տողեր ձեր հնարավոր դիրքերից դեպի մարկերների ուղղությամբ, տողերի խաչմերուկի կետը ցույց կտա ձեր համակարգում քարտեզի վրա: Վերոնշյալ արբանյակները այս դեպքում ուղղակի խաղում են այս մարկետինգային օբյեկտների դերը մոտ 18 հազար կմ հեռավորության վրա: Չնայած նրանց ռոտացիան ուղեծրում եւ տեղի է ունենում հսկայական արագությամբ, գտնվելու վայրը անընդհատ վերահսկվում է: Յուրաքանչյուր նավատորմի մեջ տեղադրվում է GPS ընդունիչ, որը ծրագրավորված է ցանկալի հաճախականությամբ եւ ուղղակիորեն փոխազդեցություն է արբանյակի հետ: Յուրաքանչյուր ռադիոհաղորդիչը պարունակում է որոշակի քանակությամբ կոդավորված տեղեկատվություն, որը ներառում է արբանյակի տեխնիկական վիճակի վերաբերյալ հայտարարություն, տեղանքում Երկրի ուղեծրի եւ ժամանակի գոտի (ճշգրիտ ժամանակ): Ի դեպ, ճշգրիտ ժամանակի մասին տեղեկությունները եւ ձեր համակարգչին վերաբերող տվյալները ստանալու համար անհրաժեշտ է. Ռեցեսիայի եւ ռադիոհաղորդիչի միջեւ ընկած ժամանակահատվածի հաշվարկը բազմապատկվում է ռադիոալիքի արագությամբ եւ կարճաժամկետ հաշվարկներով, հաշվարկվում է ձեր նավիգացիոն սարքի եւ արբանյակի միջեւ ուղեծրը հեռավորության վրա:

Համաժամացման դժվարությունները

Ելնելով այս նավիգացիոն սկզբունքից, կարելի է ենթադրել, որ ձեր համակարգերը ճշգրիտ որոշելու համար անհրաժեշտ է ընդամենը երկու արբանյակներ, որոնց հիման վրա ազդանշանները հեշտ կլինի գտնել խաչմերուկի կետը, իսկ վերջում `այն վայրը, որտեղ դուք գտնվում եք: Սակայն, ցավոք, տեխնիկական պատճառները պահանջում են մեկ այլ արբանյակի օգտագործումը որպես մարկեր: Հիմնական խնդիրը GPS ընդունիչի ժամացույցն է, որը թույլ չի տալիս ապահովել արբանյակներով բավարար համաժամացման: Պատճառի պատճառը ժամանակի ցուցադրման տարբերությունն է (ձեր նավիգատորում եւ տարածությունում): Արբանյակների վրա ատոմային հիմունքներով թանկարժեք բարձրորակ ժամացույցներ կան, ինչը հնարավորություն է տալիս նրանց ժամանակին հաշվել առավելագույն ճշգրտությամբ, մինչդեռ սովորական ստացողների վրա նման քրոնոմետրերը չեն կարող օգտագործվել միայն այն պատճառով, որ դրանց չափը, արժեքը, բարդությունը թույլ չի տա դրանք օգտագործել ամենուր: Նույնիսկ 0.001 վայրկյան փոքր սխալը կարող է փոխել կոորդինատները ավելի քան 200 կմ կողմը:

Երրորդ մարկեր

Այսպիսով, մշակողները որոշեցին թողնել GPS- նավիգատորներում սովորական տեխնոլոգիաների քվարցային ժամացույցը եւ գնալ այլ կերպ `ճշգրտորեն` օգտագործելով երկու արբանյակային կողմնորոշման փոխարեն, համապատասխանաբար, երեք գծերի համար, քանի որ հաջորդ գծի համար շատ գծեր: Խնդիրի լուծումը հիմնված է հանճարեղ պարզ արդյունքների վրա. Երբ երեք նշանակված մարկերներից բոլոր գծերը հատելը, նույնիսկ հնարավոր անճշտությունների դեպքում, ստեղծվում է եռանկյունաձեւ գոտի, որի կենտրոնը վերցնում է իր միջին տեղը: Այն նաեւ հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել ժամանակի տարբերությունը ընդունիչի եւ բոլոր երեք արբանյակների միջեւ (որի համար տարբերությունը կլինի նույնը), որը թույլ է տալիս ուղղել գծերի խաչմերուկը հենց կենտրոնում, այսինքն `սահմանում է ձեր GPS կոորդինատները:

Single հաճախականությունը

Պետք է նաեւ նշել, որ բոլոր արբանյակները տեղեկացնում են ձեր սարքի մեկ հաճախականության մասին, եւ սա շատ անսովոր է: Ինչպես է GPS նավիգատորը աշխատում եւ ինչպես է այն բոլոր տեղեկությունները ճիշտ ընկալում, եթե բոլոր արբանյակները շարունակաբար եւ միաժամանակ ուղարկում են տեղեկատվություն: Դա շատ պարզ է: Արբանյակում հաղորդողները իրենց որոշելու համար ուղարկվում են ռադիոհաճախականության մեջ նաեւ ստանդարտ տեղեկատվություն, որտեղ գտնվում է կոդավորված կոդը: Այն հաղորդվում է արբանյակի առավելագույն հատկանիշների մասին եւ պահվում է ձեր սարքի տվյալների բազայում, որը թույլ է տալիս համեմատել տվյալներ արբանյակային նավիգացիոն համակարգից: Նույնիսկ հասանելի գոտում արբանյակների մեծ թվով նրանք կարող են շատ արագ եւ հեշտությամբ հայտնաբերվել: Այս ամենը հեշտացնում է ամբողջ սխեմայով եւ թույլ է տալիս օգտագործել GPS- նավիգատորների փոքր եւ թույլ ընդունման ալեհավաքները, ինչը նվազեցնում է ծախսերը եւ նվազեցնում է սարքերի նախագծումը եւ չափերը:

GPS Քարտեզներ

GPS քարտեզները ներբեռնվում են ձեր սարքի առանձին-առանձին, քանի որ դուք ինքներդ կարող եք ազդել տեղանքի ընտրության վրա, որտեղ դուք ցանկանում եք տեղափոխել: Համակարգը միայն հաստատում է ձեր համակարգը մոլորակի վրա, եւ արդեն քարտեզների գործառույթն է էկրանին վերարտադրել գրաֆիկական տարբերակը, որը կիրառվում է համակարգում, ինչը թույլ է տալիս նավարկելու տեղանքը: GPS- ը ինչպես է այն աշխատում այս դեպքում: Անվճար, այն շարունակում է մնալ այս կարգավիճակում, քարտերի որոշ առցանց խանութներում (եւ ոչ միայն) վճարվում են: Հաճախ GPS- նավիգատոր ունեցող սարքի համար ստեղծվում են քարտերի հետ աշխատելու առանձին ծրագրեր `ինչպես վճարովի, այնպես էլ անվճար: Քարտերի բազմազանությունը հաճելիորեն անակնկալ է եւ թույլ է տալիս հարմարեցնել ճանապարհը A կետից մինչեւ B կետը հնարավորինս տեղեկատվական եւ բոլոր հարմարություններով. Ինչ տեսարաններ եք անցնելու, նպատակակետին ամենակարճ ճանապարհը, ձայնային օգնականը, ուղղորդող ուղղությունը եւ այլն:

Լրացուցիչ GPS սարքավորում

GPS համակարգը օգտագործվում է ոչ միայն Ձեզ ուղղորդելու ցանկալի ճանապարհին: Այն թույլ է տալիս հետեւել այն օբյեկտը, որի վրա կարող է լինել այսպես կոչված ազդանշանի կամ GPS-tracker: Այն բաղկացած է ազդանշանի ստացողի եւ հաղորդիչից, gsm, 3gp կամ այլ հաղորդակցության արձանագրությունների հիման վրա, օբյեկտի գտնվելու վայրի մասին տեղեկատվության փոխանցման համար `վերահսկողության իրականացնող սպասարկման կենտրոններին: Դրանք օգտագործվում են բազմաթիվ ոլորտներում. Անվտանգության, բժշկական, ապահովագրության, տրանսպորտի եւ շատ այլ ոլորտներում: Կան նաեւ մեքենայական սարքեր, որոնք կապում են բացառապես մեքենայի հետ:

Ճանապարհորդություն առանց խնդիրների

Յուրաքանչյուր անցնող օրվա ընթացքում քարտեզի եւ մշտական կոմպոզիտորի արժեքները անցնում են անցյալի: Ժամանակակից տեխնոլոգիաները թույլ են տալիս, որ մարդը ուղեւորություն կատարի ժամանակի, ջանքերի եւ ռեսուրսների նվազագույն կորուստներով, մինչդեռ տեսնում է ամենահետաքրքիր ու հետաքրքիր վայրերը: Ինչպիսի ֆանտաստիկ էր դարեր առաջ այսօր իրականություն դարձավ, եւ գրեթե բոլորը կարող են օգտվել այս ամենից. Զինվորականներից, նավաստիներից եւ օդաչուներից զբոսաշրջիկներին եւ կուրծք: Այսօր այդ համակարգերի օգտագործումը առեւտրային, ժամանցային եւ գովազդային ոլորտներում օգտագործվում է ժողովրդականության մեջ, որտեղ յուրաքանչյուր գործարար կարող է ինքն իրեն հայտնաբերել աշխարհի համաշխարհային քարտեզում, եւ դժվար կլինի նրան գտնել: Հուսով ենք, որ այս հոդվածը օգնել է բոլոր նրանց, ովքեր շահագրգռված են GPS- ով, ինչպես է այն աշխատում, ինչպես են համակարգվածները որոշվում, ինչն է դրա ուժեղ եւ թույլ կողմերը: