Барлық көліктегі навигациялық жүйелер, көлік жүргізу қолданбалары және Google Maps сияқты мобильді навигация қолданбалары бізді А нүктесінен В нүктесіне жеткізу үшін GPS-ке сүйенеді. Бірақ GPS дегеніміз не және ол қалай жұмыс істейді?
Жаһандық позициялау жүйесі дегеніміз не?
Жаһандық позициялау жүйесі (GPS) - Америка Құрама Штаттары үкіметіне тиесілі, үш негізгі сегменттен тұратын навигациялық жүйе:
- Ғарыш сегменті кемінде 31 спутниктен тұратын навигациялық жүйе болып табылады, олардың 24 (немесе одан да көп) әдетте ұшуда және жұмыс істейді. Бұл спутниктер Жер орбитасында 12550 миль биіктікте ұшады. Әрбір жеке спутник әдетте Жерді күніне екі рет айналады.
- Басқару сегменті - орбитада спутниктерді бақылайтын, бақылайтын және оларға қызмет көрсететін басқару станцияларының халықаралық желісі. Бұл басқару станциялары спутниктерге деректерді немесе пәрмендерді де жібере алады. Басқару сегменті 16 монитор станциясынан, екі басты басқару станциясынан (бір негізгі және бір балама) және 11 басқару және басқару антеннасынан (төрт жерүсті антеннасы және жеті Әуе күштерінің спутниктік басқару желісін қашықтан бақылау станциясы) тұрады.
- Пайдаланушы сегменті бейбіт тұрғындарға және біздің GPS құрылғыларымызға арналған, олар орбитада орналасқан жерді анықтау үшін жерсеріктерден сигналдарды алатындықтан GPS қабылдағыштары деп те аталады.
GPS ойлап тапқан кім?
Әдетте GPS ойлап тапқан төрт адам - Иван Геттинг, Брэдфорд Паркинсон, Роджер Л. Истон және Глэдис Уэст. Лемельсон-MIT мәліметтері бойынша, бүгін біз білетін GPS-ті алғаш рет «зымырандар мен ұшақтар сияқты жылдам қозғалатын объектілер үшін нақты орналасу деректерін жасау үшін спутниктік жүйені» пайдалануды қамтитын тұжырымдама ретінде қарастырған Гетинг болды."
Паркинсонның GPS жүйесіне қосқан үлесі 1972 жылы Америка Құрама Штаттары Қорғаныс министрлігінің GPS бағдарламасын басқаруда жетекші рөл атқарған кезде келді. Бұл рөлде Паркинсон Гетингтің бастапқы идеяларына сүйене алды. 1978 жылға қарай NAVSTAR GPS жүйесі ретінде белгілі Паркинсонның GPS әзірлеу жобасы аяқталды және үш метрге дейін дәл болды.
Роджер Л. Истон да GPS-тің дамуына үлес қосты және «GPS-тің әкесі» деп аталды. Истонның қосқан үлесі спутниктерді қадағалауға байланысты мәселені шешудің нәтижесі болды. Бақылау станцияларының уақытын синхрондау мақсатында Истон спутниктерге сағаттарды орналастыру арқылы уақыт бойынша навигация жүйесін әзірледі, бұл оларға пайдаланушылардың жердегі нақты орнын дәлірек анықтауға мүмкіндік береді. Истон бұл жүйені «Тимация» деп атады және АҚШ Қорғаныс министрлігі оның мүмкіндіктерін жаһандық позициялау жүйесін әзірлеуге енгізді.
Соңында, GPS-ті дамытуға қосқан үлесі үшін математик Глэдис Уэст те саналады. Уэсттің қосқан үлесі ауырлық күші мен басқа да күштердің әсерінен Жер пішініндегі өзгерістерді есепке алатын Жер моделін жасаудағы жұмысы болды. Батыстың Жер моделі GPS жобасының негізгі элементі болып саналады.
GPS қалай жұмыс істейді және ол қалай басқарылады?
Жаһандық позициялау жүйесі GPS жерсеріктері мен GPS қосылған құрылғылардағы қабылдағыштар арасындағы қатынасқа негізделген. GPS технологиялық компаниясы Garmin мәліметтері бойынша, жаһандық орынды анықтау жүйесі GPS спутниктері "GPS құрылғыларына жерсеріктің нақты орнын декодтау мен есептеуге мүмкіндік беретін бірегей сигнал мен орбиталық параметрлерді" жібергенде жұмыс істейді.
Бұл жіберуден GPS құрылғылары сигналды қабылдауға кететін уақытты өлшеу арқылы пайдаланушылардың орналасқан жерін есептей алады. Содан кейін бұл есептеу бірнеше басқа жерсеріктерден алынған қашықтық өлшемдерімен біріктіріледі. Адамның ендігі мен бойлығын дұрыс есептеу үшін GPS құрылғысы кем дегенде үш спутниктен сигнал қабылдауы керек. Биіктікті есептеу үшін кемінде төрт жерсеріктің сигналы қажет. Көптеген GPS қабылдағыш құрылғылары кемінде сегіз спутниктің сигналдарын қабылдайды және қадағалайды, бірақ бұл сан орналасқан жеріңізге және сағат қаншаға байланысты өзгеруі мүмкін.
GPS.gov деректері бойынша, жаһандық позициялау жүйесін АҚШ Әуе күштері қолдайды және басқарады. АҚШ Әуе күштері жүйені құрайтын бүкіл әлемде орналасқан 24 жерсерікті және басқару станцияларын "әзірлейді, ұстайды және басқарады".
Көліктегі GPS жүйелерінен тыс: GPS үшін күнделікті пайдаланулар
GPS тек үйге баратын жолды табу үшін ғана емес. GPS-ті басқа пайдаланулар мыналарды қамтиды:
- GPS сағаттары сияқты GPS киетін құрылғыларды балаларды, үй жануарларын және қарттарды бақылау үшін пайдалануға болады.
- GPS арқылы басқарылатын дрондар фильмдердегі құстардың көзімен түсіру үшін қолданылады. GPS фильм индустриясында орынды анықтау үшін де қолданылады.
- Геокэшингті белгілі бір орындардағы элементтерді жасыру, содан кейін басқа адамдардың GPS құрылғыларымен іздеуі үшін карталарды желіге жүктеп салу арқылы қоқыс іздеуді орнату үшін пайдалануға болады.
- Жергілікті энергетикалық компания электр қуатының үзілуін бақылау үшін GPS пайдалануы мүмкін.
