Jak działa GPS? Zasady są proste
System nawigacji satelitarnej stał się nieodzownym elementem naszego życia. Korzystanie z niego jest powszechne, ale nie każdy wie, jak działa GPS i jakie są podstawowe zasady jego funkcjonowania.
GPS, czyli Global Positioning System to system nawigacji satelitarnej, który został opracowany w latach 70. XX wieku przez Departament Obrony USA. Początkowo był wykorzystywany wyłącznie na potrzeby armii, ale ostatecznie podjęto decyzję, że zostanie udostępniony również dla cywili. Dzisiaj możemy korzystać z GPS w większości z dostępnych urządzeń – nawigacji samochodowych, smartfonów, smartwatchy, tabletów itp.
GPS: Trzy segmenty
System nawigacji satelitarnej swoim zasięgiem obejmuje cały świat i składa się z trzech segmentów: kosmicznego, naziemnego i użytkownika.
System kosmiczny to 31 satelitów, które krążą na średniej orbicie okołoziemskiej. Segment naziemny tworzą stacje kontrolne i monitorujące, a segment użytkownika odbiorniki nadawanych sygnałów.
GPS został tak skonstruowany, aby jego użytkownik otrzymywał informację o swoim aktualnym położeniu. Jego zadaniem jest również ułatwianie poruszania się po terenie, czyli tzw. nawigowanie.
Jak działa GPS
Satelity krążące wokół Ziemi nadają unikalne sygnały i parametry orbitalne. To dzięki nimi system nawigacji satelitarnej może dekodować i obliczać dokładną pozycję satelity. Informacje te są wykorzystywane przez odbiorniki GPS, które z kolei ustalają lokalizację ich użytkowników.
Odbiorniki GPS dokonują pomiarów na podstawie analizy czasu potrzebnego do odebrania nadawanego sygnału. Dzięki porównaniu czasu nadania sygnału i jego odebrania, system GPS oblicza odległość satelitów poprzez pomnożenie czasu przez prędkość. Jest to o tyle proste, że prędkość sygnału zawsze jest taka sama.
Wiedza na temat odległości kilku satelitów umożliwia dokładne określenie lokalizacji użytkownika. Zazwyczaj określenie długości i szerokości geograficznej wymaga połączenia tylko z dwoma satelitami.
