Kako rade GPS prijemnici?

Globalni sustav pozicioniranja (GPS) prijemnici koriste zanimljivu tehniku ​​kako bi spriječili ljude da se izgube. Međutim, nisu svi GPS prijemnici jednaki. Neki od jeftinijih GPS prijamnika “džepne” veličine mogu imati više poteškoća da vam kažu gdje se nalazite kada se, na primjer, koriste u gustim šumovitim područjima. Međutim, većina GPS prijamnika može prilično precizno spriječiti da se izgubite ili pomoći u pronalaženju izlaza ako se izgubi.

GPS prijemnici su spojeni u sustav od 27 satelita koji kruže oko Zemlje. Svaki od njih ima elektronički almanah koji im govori gdje bi svaki satelit trebao biti u bilo kojem trenutku. Oni primaju podatke sa satelita o tome gdje se prijemnik nalazi. Način na koji to funkcionira je kroz tehniku ​​koja se zove trodimenzionalna trilateracija.

Kada osoba pokuša pronaći svoju lokaciju, GPS prijemnik prima signale s tri ili više najbližih satelita. Svaki satelit mjeri GPS prijemnike kao udaljenost od satelita. S više mjerenja dolazi i veća točnost, budući da svako novo mjerenje pomaže precizno identificirati točnu lokaciju osobe na zemlji.

To pomaže razumjeti procjenom dvodimenzionalne trilateracije. Izgubljena osoba pita troje ljudi za smjer. Prva osoba mu kaže: “Udaljeni ste 80 milja od Sacramenta.” Druga osoba mu kaže: “Ti si 40 milja od San Josea.” Treća osoba primijeti: “Udaljeni ste 60 milja od Santa Rose.” Uspoređujući te vrijednosti, osoba bi mogla zaključiti da je u San Franciscu. Više informacija učinilo bi ove usporedbe još lakšima.

Sateliti i GPS prijemnici koriste trodimenzionalnu trilateraciju jer ne mjere ravne udaljenosti, već udaljenosti od satelita do Zemlje. Većina ljudi je u dometu prijema od najmanje tri GPS prijemnika u bilo kojem trenutku, a to pomaže da se precizno identificira gdje se nalaze. Najveća se točnost postiže kada GPS prijemnici mogu doseći najmanje četiri satelita.

GPS prijemnici mjere udaljenost mjerenjem vremena potrebnog signalu da stigne do određenog satelita. Obično, da bi dobili najbolju točnost, i GPS prijemnik i satelit zahtijevali bi atomske satove za ekstremnu točnost. Međutim, atomski satovi su iznimno skupi. Dakle, samo je satelit opremljen atomskim satom. GPS prijemnici imaju kvarcni sat koji se resetira prema satelitskim očitanjima atomskog sata.
Neke se netočnosti javljaju u GPS prijemnicima jer se oslanjaju na pretpostavku da će svi radio valovi putovati istom brzinom. Ovo nije slučaj. U gradovima se radio valovi mogu odbijati od nebodera i iskriviti rezultate. Jedno od rješenja za to je imati stacionarne GPS stanice na zemlji koje mogu gledati GPS rezultate i rješavati poznate probleme.

Na novijim GPS prijemnicima vrše se kontinuirane izmjene kako bi se pokupili signali više satelita i uračunale male promjene koje bi mogle utjecati na mjerenja. Međutim, s GPS prijemnicima smo na putu da se dovedemo u poziciju da se više nikada ne izgubimo.