Kā darbojas GPS uztvērēji?

GPS uztvērēji ir iekļauti 27 satelītu sistēmā, kas riņķo ap Zemi. Katram no tiem ir elektronisks almanahs, kas norāda, kur katram satelītam jebkurā laikā jāatrodas. Viņi saņem datus no satelītiem par to, kur atrodas uztvērējs. Tas darbojas, izmantojot metodi, ko sauc par trīsdimensiju trilaterāciju.

Kad cilvēks mēģina noteikt savu atrašanās vietu, GPS uztvērējs uztver signālus no trim vai vairākiem tuvākajiem satelītiem. Katrs satelīts mēra GPS uztvērēju kā attālumu no satelīta. Ar vairāk mērījumu tiek iegūta lielāka precizitāte, jo katrs jauns mērījums palīdz precīzi noteikt cilvēka precīzu atrašanās vietu uz zemes.

Tas palīdz to saprast, novērtējot divdimensiju trilaterāciju. Apmaldījies cilvēks trīs cilvēkiem prasa ceļu. Pirmā persona viņam saka: “Jūs esat 129 km attālumā no Sakramento.” Otrā persona viņam saka: “Tu atrodies 64,4 km attālumā no Sanhosē.” Trešā persona atzīmē: “Jūs esat 96,6 km attālumā no Santarosas.” Salīdzinot šīs vērtības, persona varētu secināt, ka atrodas Sanfrancisko. Vairāk informācijas padarītu šos salīdzinājumus vēl vienkāršākus.

Satelīti un GPS uztvērēji izmanto trīsdimensiju, jo tie mēra nevis līdzenus attālumus, bet gan attālumus no satelītiem līdz zemei. Lielākā daļa cilvēku jebkurā laikā atrodas vismaz trīs GPS uztvērēju uztveršanas diapazonā, un tas palīdz precīzi noteikt, kur viņi atrodas. Vislielākā precizitāte tiek sasniegta, ja GPS uztvērēji var sasniegt vismaz četrus satelītus.

GPS uztvērēji mēra attālumu, mērot laiku, kas nepieciešams, lai signāls sasniegtu noteiktu satelītu. Parasti, lai iegūtu vislabāko precizitāti, gan GPS uztvērējam, gan satelītam ir nepieciešami atompulksteņi, lai nodrošinātu ārkārtēju precizitāti. Tomēr atompulksteņi ir ārkārtīgi dārgi. Tātad tikai satelīts ir aprīkots ar atompulksteni. GPS uztvērējiem ir kvarca pulkstenis, kas tiek atiestatīts atbilstoši satelīta rādījumiem no atompulksteņa.

Dažas neprecizitātes rodas GPS uztvērējos, jo tie balstās uz pieņēmumu, ka visi radioviļņi virzīsies ar tādu pašu ātrumu. Tas tā nav. Pilsētās radioviļņi var atsist no debesskrāpjiem un izkropļot rezultātus. Viens no šīs problēmas risinājumiem ir stacionāras GPS stacijas, kas var skatīt GPS rezultātus un novērst zināmās problēmas.

Jaunākiem GPS uztvērējiem tiek veiktas nepārtrauktas modifikācijas, lai uztvertu vairāk satelītu signālus un ņemtu vērā nelielas izmaiņas, kas varētu ietekmēt mērījumus. Tomēr ar GPS uztvērējiem mēs esam ceļā uz to, lai mēs nekad vairs nepazustu.