Определение местонахождения с помощью GPS

Почему требуется не менее четырех GPS-спутников, чтобы найти свою позицию? Существует два способа объяснения этому: математический и визуальный.

Математический способ

Помните, когда вы были ребенком, учитель математики говорил, что для решения уравнения нужно вычислить неизвестное число, при котором получится верное равенство? Ну, вот также и в случае с GPS. Нам следует определить четыре неизвестные: позиции (х, y, z) и разницу во времени (дельта t). GPS-приемник, вероятно, не имеет таких же атомных часов, как у спутников. Каждый спутник обеспечивает информацию для одного уравнения.

Итак, с помощью GPS-сигналов нам становятся известны позиции спутников (х, у, z) и нескорректированное расстояние до каждого из них. Последняя величина – это скорость света умноженная на неисправленное время путешествия сигнала. По такому принципу и вычисляется местонахождение объекта, то есть место, где мы находимся. Этот пример можно применить и к сидящему водителю в автомобиле.

Визуальный способ

Каждый спутник системы GPS передает сигнал, который включает в себя псевдослучайный код и вектор своего положения. Такой же сигнал генерируется в GPS-приемник. Два сигнала сравниваются, устанавливается отставание по времени, которое потребовалось для прохождения сигнала от спутника к приемнику. Процесс повторяется с трех – четырех спутников. Расположение объекта определяется пересечением всех сфер с радиусом, равным расстоянию передачи сигнала.

За выбранный период довольно легко отслеживается маршрут автомобиля и адреса стоянок. Разбитые участки, преодолеваемые с различной скоростью, выводятся в разном цвете. Комплекс современных программных и технических средств позволило создать информационные системы со способностью длительного хранения базы данных, с широкими функциональными возможностями и с гарантией получения настоящего экономического эффекта.

Современное применение GPS

Сферы применения GPS абсолютно безграничны. Часть из них являются очевидными:

• любое транспортное средство, оборудованное gps маячком может теперь быстро определять свое местонахождение — это используется как в навигации, так и в противоугонных системах для отслеживания перемещений своего автомобиля.

• установленный на машинах экстренных служб навигатор направляет спасателей более точно;

• электронные карты навигаторов мгновенно указывают кратчайший путь автомобиля к любому месту.

Заключение

GPS работает, принимая много сигналов для определения координат местоположения. По ориентации, это означает, широты, долготы и измерения высоты, примерно соответствует в нашим пространственным координатам X, Y и Z. Каждый раз он вычисляет местоположение, определяя изменение расстояния от последнего измерения. В декартовой системе координат – это квадратный корень из суммы разностей.