Сегодня нам уже не приходится тратить много времени на поиск необходимого места в незнакомом городе благодаря спутниковой системе GPS. Мы привыкли к тому, что достаточно открыть карты на смартфоне и ввести адрес пункта назначения. Навигатор моментально покажет нам не только местоположение, но и время, которое уйдет для достижения цели, и маршруты общественного транспорта, чтобы добраться. Но как же работает эта удивительная технология, которая так точно определяет наши координаты? В этой статье мы рассмотрим, что такое GPS и как устроена, а также разберем ее плюсы и минусы.
Что означает GPS
GPS – система позиционирования, которая позволяет точно определять местоположение объекта в любой точке Земли. Эта технология стала незаменимой в нашей повседневной жизни, нашла применение в автомобильных навигаторах, мобильных телефонах, авиации и других отраслях.
История появления
Global Positioning System изначально была разработана для военного ведомства. После запуска СССР первого спутника нашей планеты, ученые США заметили, что с приближением спутника возрастает частота получаемого сигнала, а при отдалении объектов — уменьшается.
Они выявили две закономерности:
Зная свои точные координаты, легко узнать скорость и положение спутника.
По положению спутника легко рассчитать собственные координаты.
Применяться эти исследования стали только после 1967 года. Во время действия космической программы Timation американцы запустили военные спутники на низкую орбиту вокруг Земли. Система спутников неоднократно меняла название, наименование GPS появилось только в 1973 году.
После запуска 24 спутников стало возможным использовать систему GPS для точного наведения ракет на неподвижные и подвижные объекты в воздухе и на земле. Тогда никто не предвидел гражданское применение этой технологии, поскольку никто не видел в ней потенциала для заработка.
Принцип работы
Для понимания принципов работы устройства, необходимо разобрать, что такое GPS и что она делает.
Система спутниковой навигации состоит из трех компонентов:
Космос,
Управление,
Пользователь.
Спутники GPS находятся на орбите и постоянно передают сигналы, содержащие информацию о своем местоположении и точное время. Эти сигналы принимаются приемниками на земле для вычисления местоположения точки. Благодаря трем спутникам рассчитывается широта и долгота. Погрешность составляет 1 —5 метров. Высоту объекта определяют на основании данных дополнительного четвертого спутника.
Контрольные станции управляют спутниками и поддерживают их работоспособность. Они помогают не допустить сбоев программного обеспечения и внести изменение в прошивку.
Применение
Даже в самых бюджетных смартфонах установлены GPS-модули, но выделяют и более специализированные устройства, заточенные под определенные задачи.
Навигаторы
Автомобильные навигаторы с GPS-модулем позволяют определить местоположение автомобиля и рассчитать оптимальный маршрут до заданной точки на карте. Они также предупреждают водителя о наличии пробок, аварий и других препятствий на пути следования. Им не нужен интернет, поэтому они подходят для передвижения по трассам с плохим покрытием мобильных сетей.
Трекеры
Служат для отслеживания в пространстве. Могут не иметь дисплея и устройства управления. Местоположение устанавливается путем соединения трекера и приложения на мобильном телефоне или компьютере.
Их устанавливают в детские часы, ошейники домашних животных или даже используют правоохранительные органы для контроля подозреваемых на домашнем аресте. Они позволяют следить за перемещением объектов или людей в реальном времени, их маршрутом движения, скоростью и другими параметрами.
Полезны такие устройства и для путешественников, которые могут использовать их для отслеживания багажа, если он потеряется во время перелета.
GPS-приемники
От трекеров и навигаторов отличаются повышенной точностью, например, https://www.stavtrack.ru/gps-tracker.html . Это уже профессиональные устройства. Стоят они существенно дороже, поскольку их изготавливают из более качественных материалов.
Эхолоты
Без этого гаджета сложно обойтись в мореплавание. Главное преимущество этого девайса заключается в комбинации доступных карт надводного и подводного ландшафта. Продвинутые модели обладают множеством методов эхолокации и имеют инструменты для создания собственных карт, на которых можно отметить наиболее рыбные места.
Преимущества и недостатки
Для системы глобального позиционирования характерны свои плюсы и минусы.
Преимущества:
Удобство использования. Предоставляет пользователю точные данные о его местоположении и позволяет легко определить курс движения, маршрут и расстояние до нужного места.
Высокая точность. Определяет местонахождение с точностью до нескольких метров.
Надежность. Основана на работе спутников, постоянно обновляющих данные о местоположении объекта, что делает систему надежной и точной.
Быстрое получение данных. Работает в режиме реального времени, что обеспечивает быстрый и точный доступ к информации.
Возможность использования в любых условиях. Система GPS функционирует в любых условиях, даже при плохой погоде и ночью.
Недостатки:
Зависимость от спутников. Для работы понадобится связь с достаточным количеством спутников, что может быть проблематично в зданиях, лесах или горных ущельях.
Необходимость постоянного обновления карт. GPS-навигация зависит от карт, которые могут устаревать со временем, поэтому их необходимо постоянно обновлять.
Ошибка измерения. Погода, топография местности, наличие зданий и других объектов влияют на точность измерения и приводят к ошибкам системы.
Недостаточная точность внутри зданий. Не обеспечивает точное определение местоположения внутри зданий, что может быть проблематично для некоторых приложений.
GPS – это надежная и удобная система, которая позволяет пользователям быстро и точно определять свое местоположение и получать доступ к другим важным данным. Несмотря на некоторые недостатки, GPS остается одной из самых популярных систем навигации в мире. В будущем с развитием технологий можно ожидать еще большего развития GPS и новых возможностей для его применения.