ตัวรับสัญญาณ GPS ทำงานอย่างไร

ตัวรับสัญญาณ Global Positioning System (GPS) ใช้เทคนิคที่น่าสนใจเพื่อป้องกันไม่ให้ผู้คนหลงทาง อย่างไรก็ตามตัวรับสัญญาณ GPS ทั้งหมดนั้นไม่เท่ากัน ตัวรับสัญญาณ GPS ขนาดพกพาที่ราคาไม่แพงบางตัวอาจมีปัญหาในการบอกคุณว่าคุณอยู่ที่ไหนเมื่อใช้งานในพื้นที่ที่มีป่าหนาแน่น อย่างไรก็ตามตัวรับสัญญาณ GPS ส่วนใหญ่สามารถป้องกันการสูญหายได้อย่างแม่นยำหรือช่วยหาวิธีแก้ไขหากมีการสูญหาย

ตัวรับสัญญาณ GPS ได้รับการติดตั้งในระบบของดาวเทียม 27 ดวงที่โคจรรอบโลก พวกเขาแต่ละคนมีปฏิทินอิเล็กทรอนิกส์ที่บอกพวกเขาว่าดาวเทียมแต่ละดวงควรอยู่ ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง พวกเขารับข้อมูลจากดาวเทียมเกี่ยวกับที่ตั้งของผู้รับ วิธีการทำงานนี้คือผ่านเทคนิคที่เรียกว่า trilateration สามมิติ

เมื่อบุคคลพยายามค้นหาตำแหน่งของเขาหรือเธอเครื่องรับ GPS จะรับสัญญาณจากดาวเทียมที่อยู่ใกล้ที่สุดสามดวงขึ้นไป ดาวเทียมแต่ละตัววัดระยะทางจากตัวรับสัญญาณ GPS เป็นระยะทางจากดาวเทียม ด้วยการวัดที่มากขึ้นจะมีความแม่นยำมากขึ้นเนื่องจากการวัดใหม่แต่ละครั้งจะช่วยระบุตำแหน่งที่แน่นอนของบุคคลบนโลกได้อย่างแม่นยำ

ช่วยให้เข้าใจสิ่งนี้ได้โดยการประเมิน trilateration สองมิติ คนหายถามคนสามคนเพื่อขอเส้นทาง เขาเป็นคนแรกที่บอกว่า“ คุณ 80 ไมล์จากแซคราเมนโต” คนที่สองบอกเขาว่า“ คุณอยู่ห่างจากซานโฮเซ 40 ไมล์” บุคคลที่สามกล่าวว่า“ คุณอยู่ห่างจากซานตาโรซ่า 60 ไมล์” โดย เปรียบเทียบค่าเหล่านี้คนสามารถสรุปได้ว่าเขาอยู่ในซานฟรานซิสโก ข้อมูลเพิ่มเติมจะทำให้การเปรียบเทียบเหล่านี้ง่ายยิ่งขึ้น

ดาวเทียมและตัวรับสัญญาณ GPS ใช้ trilateration สามมิติเนื่องจากไม่ได้วัดระยะทางแบบแบน แต่ระยะทางจากดาวเทียมสู่โลก คนส่วนใหญ่อยู่ในช่วงรับของอย่างน้อยสามตัวรับ GPS ในเวลาใดก็ได้และสิ่งนี้จะช่วยระบุโดยเฉพาะว่าพวกเขาอยู่ที่ไหน ความแม่นยำสูงสุดนั้นสำเร็จได้เมื่อตัวรับสัญญาณ GPS สามารถเข้าถึงดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวง

การวัดระยะทางของตัวรับสัญญาณ GPS คือการวัดเวลาที่ใช้ในการส่งสัญญาณไปยังดาวเทียมที่กำหนด โดยปกติเพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสุดทั้งตัวรับสัญญาณ GPS และดาวเทียมจะต้องใช้นาฬิกาอะตอมมิกเพื่อความแม่นยำสูงสุด อย่างไรก็ตามนาฬิกาอะตอมมีราคาแพงมาก มีเพียงดาวเทียมเท่านั้นที่มีนาฬิกาอะตอม ตัวรับสัญญาณ GPS มีนาฬิกาควอทซ์ที่ตั้งค่าใหม่ตามการอ่านดาวเทียมจากนาฬิกาอะตอม

ความไม่ถูกต้องบางอย่างเกิดขึ้นในตัวรับสัญญาณ GPS เพราะพวกเขาพึ่งพาสมมติฐานว่าคลื่นวิทยุจะเดินทางด้วยความเร็วเดียวกัน กรณีนี้ไม่ได้. ในเมืองคลื่นวิทยุสามารถกระเด็นตึกระฟ้าและผลเอียง หนึ่งในการแก้ไขนี้คือการมีสถานี GPS ที่อยู่กับที่บนโลกที่สามารถดูผลลัพธ์ของ GPS และแก้ไขปัญหาที่ทราบ

การปรับเปลี่ยนอย่างต่อเนื่องนั้นทำขึ้นกับตัวรับสัญญาณ GPS รุ่นใหม่เพื่อรับสัญญาณดาวเทียมและบัญชีสำหรับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยที่อาจส่งผลกระทบต่อการวัด อย่างไรก็ตามด้วยเครื่องรับสัญญาณ GPS เราพร้อมที่จะทำให้ตัวเองอยู่ในตำแหน่งที่จะไม่หลงทางอีกต่อไป