Hur fungerar GPS -mottagare?

Global Positioning System (GPS) -mottagare använder en intressant teknik för att hindra människor från att gå vilse.Men inte alla GPS -mottagare är lika.Några av de billigare GPS -mottagarna "Pocket" kan ha svårare att berätta var du är när du används i tätt trädbevuxna områden till exempel.De flesta GPS -mottagare kan emellertid ganska exakt hindra en från att gå vilse, eller hjälpa en att hitta en väg ut om man går förlorad.

GPS -mottagare är lappade i ett system med 27 satelliter som kretsar runt jorden.De har var och en en elektronisk almanack som berättar var varje satellit ska vara vid en viss tidpunkt.De får data från satelliterna om var mottagaren är belägen.Hur detta fungerar är genom en teknik som kallas tredimensionell trilateration.

När en person försöker hitta sin plats plockar GPS -mottagaren upp signaler från tre eller fler av de närmaste satelliterna.Varje satellit mäter GPS -mottagare som ett avstånd från satelliten.Med fler mätningar kommer större noggrannhet, eftersom varje ny mätning hjälper till att exakt identifiera den exakta platsen för personen på jorden.

Det hjälper till att förstå detta genom att utvärdera tvådimensionell trilateration.En förlorad person ber tre personer om vägbeskrivning.Han berättas av den första personen "Du är 80 mil från Sacramento."Den andra personen säger till honom "du är 40 mil från San Jose."Den tredje personen kommenterar, "Du är 60 mil från Santa Rosa."Genom att jämföra dessa värden kunde personen dra slutsatsen att han är i San Francisco.Mer information skulle göra dessa jämförelser ännu enklare.

Satelliterna och GPS-mottagarna använder tredimensionell trilateration eftersom de inte mäter platta avstånd, utan avstånd från satelliter till jorden.De flesta är inom det mottagande intervallet på minst tre GPS -mottagare vid en viss tidpunkt, och detta hjälper specifikt att identifiera var de är.Största noggrannhet uppnås när GPS -mottagare kan nå minst fyra satelliter.

GPS -mottagare mäter avståndet är genom att mäta den tid det tar för en signal att nå en given satellit.För att få bästa noggrannhet skulle både GPS -mottagaren och satelliten kräva atomklockor för extrem noggrannhet.Atomiska klockor är emellertid extremt dyra.Så bara satelliten är utrustad med en atomklocka.GPS -mottagare har en kvartsklocka som återställs enligt satellitavläsningar från en atomklocka.

Vissa felaktigheter förekommer hos GPS -mottagare eftersom de förlitar sig på antagandet att radiovågor alla kommer att resa med samma hastighet.Detta är inte fallet.I städer kan radiovågor studsa av skyskrapor och skevresultat.En av korrigeringarna för detta är att ha stationära GPS -stationer på jorden som kan titta på GPS -resultat och fixa kända problem.

Fortsatta ändringar görs till nyare GPS -mottagare för att plocka upp signalerna från fler satelliter och står för små förändringar som kan påverka mätningar.Men med GPS -mottagare är vi på väg att sätta oss själva i stånd att aldrig gå vilse igen.