GPS
Maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä, joka tunnetaan myös nimellä GPS, on satelliittijärjestelmä, joka on suunniteltu auttamaan navigoinnissa maapallolla, ilmassa ja vesillä.
GPS-vastaanotin näyttää, missä se on. Se voi myös näyttää, kuinka nopeasti se liikkuu, mihin suuntaan se kulkee, kuinka korkealla se on ja ehkä kuinka nopeasti se nousee tai laskee. Monissa GPS-vastaanottimissa on tietoja paikoista. Autojen GPS-vastaanottimissa on matkatietoja, kuten tiekarttoja, hotelleja, ravintoloita ja huoltoasemia. Veneiden GPS-vastaanottimissa on merikarttoja satamista, venesatamista, matalista vesistä, kallioista ja vesiväylistä. Muut GPS-vastaanottimet on tehty lentosuunnistusta, patikointia ja reppureissausta, pyöräilyä tai monia muita aktiviteetteja varten. Suurin osa on älypuhelimissa.
Useimmat GPS-vastaanottimet voivat tallentaa, missä ne ovat olleet, ja auttaa matkan suunnittelussa. Suunniteltua matkaa tehdessä se ennustaa ajan seuraavaan määränpäähän.
GPS-vastaanottimet. Ihmiset voivat kantaa niitä mukanaan havaitakseen, missä he ovat, ja suunnitellakseen, minne ja miten mennä seuraavaan paikkaan.
Miten se toimii
GPS-yksikkö vastaanottaa radiosignaaleja avaruudessa olevilta satelliiteilta, jotka kiertävät Maata. Satelliitteja on 31 kappaletta 20 200 kilometrin (12 600 mi) korkeudella Maan yläpuolella. Kiertoradan kesto on 11 tuntia ja 58 minuuttia. Kunkin ympyrän säde on 26 600 kilometriä (16 500 mi) Maan säteen vuoksi. Kaukana pohjoisnavalta ja etelänavalta GPS-laite voi vastaanottaa signaaleja 6-12 satelliitista samanaikaisesti. Jokaisessa satelliitissa on atomikello, jonka NORAD asettaa huolellisesti useita kertoja päivässä.
Radiosignaalit sisältävät tietoa satelliitin ajasta ja sijainnista, mukaan lukien sen ephemeris. GPS-vastaanotin vähentää nykyisen ajan signaalin lähetyshetkestä. Erotus kertoo, kuinka kauan sitten signaali lähetettiin. Aikaero kerrottuna valonnopeudella on etäisyys satelliittiin. GPS-laite laskee trigonometrian avulla, missä se on kunkin satelliitin sijainnin ja etäisyyden perusteella. Yleensä satelliitteja on oltava vähintään neljä, jotta geometriset yhtälöt voidaan ratkaista. GPS-vastaanotin voi laskea sijaintinsa monta kertaa sekunnissa.
Monet edulliset kuluttajavastaanottimet ovat tarkkoja 20 metrin (66 jalan) tarkkuudella lähes missä tahansa maapallolla.
GPS-laite voi yleensä myös laskea senhetkisen nopeuden. Halvat laitteet, kuten matkapuhelimissa, tekevät tämän vertaamalla nykyistä sijaintia viimeisimpään sijaintiin. Kalliit laitteet, kuten matkustajakoneissa, käyttävät Doppler-ilmiötä ja ovat erittäin tarkkoja.
GPS-satelliitit kiertävät maapalloa neljässä tasossa ja lisäksi päiväntasaajan yläpuolella. Tässä näkyvät siniset satelliitit näkyvät GPS-vastaanottimelle 45° pohjoista leveyttä. Maa estää punaiset satelliitit.
Historia
Erilaisia radionavigointijärjestelmiä on ollut käytössä 1900-luvun puolivälistä lähtien. 1960-luvulla tehtiin kokeiluja, joissa radiolähettimet sijoitettiin satelliitteihin. Yhdysvaltain ilmavoimat suunnittelivat 1970-luvulla uuden järjestelmän, jonka nimi oli aluksi Navstar. Siitä tuli GPS, ja sitä käytti vain Yhdysvaltain armeija. Vuonna 1983 presidentti Ronald Reagan antoi määräyksen, jonka mukaan kuka tahansa voi käyttää järjestelmää, vaikka se oli vielä liian pieni ollakseen kovin hyödyllinen. Korkeimman tarkkuuden signaali oli salattu, ja vain asevoimat saivat käyttää sitä, mutta 1990-luvulla se purettiin väliaikaisesti, ja siitä tehtiin pysyvä vuosisadan vaihteessa.
Jotkin GPS-vastaanottimet ovat erillisiä yksiköitä, joissa on oma virta ja näyttö. Ne olivat enemmistönä 1900-luvulla. Sotilasvastaanottimet näyttivät silloin vain maantieteelliset koordinaatit, tai joissakin ei ollut näyttöä, vaan ne vain antoivat koordinaatit toiselle laitteelle.
Nyt suurin osa GPS-vastaanottimista on osa matkapuhelimia, ja monet niistä on rakennettu rannekelloihin, autoihin ja muihin laitteisiin. Matkapuhelimen GPS-osa on pieni ja yleensä huono, mutta puhelin käyttää apunaan myös matkapuhelintukiasemia ja Wi-Fi-signaaleja.
Muut järjestelmät
On muitakin järjestelmiä, jotka toimivat samalla tavalla. Yksi niistä on Venäjän avaruuteen lähettämä GLONASS. Toinen, joka ei ole vielä valmis, on nimeltään Galileo, ja sen on rakentanut Euroopan unioni.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä (GPS)?
A: GPS on satelliittijärjestelmä, joka on suunniteltu auttamaan navigoinnissa maapallolla, ilmassa ja vesillä.
K: Mitä GPS-vastaanotin näyttää?
A: GPS-vastaanotin näyttää, missä se on, kuinka nopeasti se liikkuu, mihin suuntaan se kulkee, kuinka korkealla se on ja ehkä kuinka nopeasti se nousee tai laskee.
K: Mitä tietoja autojen GPS-vastaanottimet sisältävät?
V: Autojen GPS-laitteissa on matkatietoja, kuten tiekarttoja, hotelleja, ravintoloita ja huoltoasemia.
K: Mitä tietoja veneiden GPS-laitteet sisältävät?
V: Veneiden GPS-laitteet sisältävät merikarttoja satamista, venesatamista, matalista vesistä, kallioista ja vesiväylistä.
K: Mihin muihin toimintoihin GPS-vastaanottimet on tehty?
V: Muut GPS-vastaanottimet on tehty lentosuunnistusta, vaellusta ja retkeilyä, pyöräilyä tai monia muita toimintoja varten.
K: Missä suurin osa GPS-vastaanottimista on?
V: Suurin osa GPS-vastaanottimista on älypuhelimissa.
K: Mitä useimmat GPS-vastaanottimet voivat tehdä?
V: Useimmat GPS-vastaanottimet voivat tallentaa, missä ne ovat olleet, ja auttaa matkan suunnittelussa. Suunniteltua matkaa tehdessä se ennustaa ajan seuraavaan määränpäähän.
