Der Einstieg in GPS

GPS steht für Global Positioning System.

Eine spezielle Funkempfänger misst den Abstand von Ihrem Standort zu Satelliten, die die Erde Rundfunk Funksignale umkreisen. GPS kann Ihre Position überall auf der Welt lokalisieren. Ziemlich cool, oder? Abgesehen von den Empfänger zu kaufen, ist das System für jedermann frei.

Sie können eine kostengünstige GPS-Empfänger kaufen, Pop einige Batterien drin, schalten Sie ihn ein, und presto! Ihr Standort auf dem Bildschirm erscheint. Keine Karte, Kompass, Sextant, noch Sonnenuhr ist nicht erforderlich. Genau wie Magie. Es ist nicht wirklich Magie, obwohl, sondern wurde von einigen großen praktischen Anwendungen der Wissenschaft entwickelt, die zusammen in den letzten 50 Jahren gekommen sind.

Wie funktioniert GPS

Die Feinheiten von GPS sind in der Mathematik, Physik und Technik durchtränkt, aber Sie brauchen kein Raketenwissenschaftler sein, um zu verstehen, wie funktioniert GPS. GPS besteht aus drei Teilen zusammengesetzt:

  • Satellites
  • Bodenstationen
  • Empfänger

eyeing Satelliten

Im GPS-Jargon ist ein Satellit der Raumsegment. Eine Konstellation von 24 GPS-Satelliten (21 Betriebs- und 3 Ersatzteile) umkreist etwa 12.000 Meilen über der Erde. Die Satelliten heran durch die Himmel auf rund 7.000 Meilen pro Stunde. Es dauert etwa 12 Stunden für einen Satelliten vollständig um die Erde zu umkreisen, über die exakt gleichen Stelle vorbei etwa alle 24 Stunden. Die Satelliten sind so positioniert, wo ein GPS-Empfänger Signale von mindestens sechs der Satelliten jederzeit empfangen können, an einem beliebigen Ort auf der Erde (wenn nichts die Signale behindert).

Ein Satellit hat drei wesentliche Teile der Hardware:

  • Computer: Dieser Bordcomputer steuert den Flug und andere Funktionen.
  • Atomuhr: Dies hält die genaue Zeit innerhalb von drei ns (Rund drei Milliardstel einer Sekunde).
  • Funksender: Dieser sendet Signale zur Erde.

GPS-Satelliten nur nicht helfen Sie gefunden bleiben. Alle GPS-Satelliten seit 1980 tragen NUDET Sensoren. Nein, dies ist nicht einige High-Tech-Pornografie-Detektionssystem. NUDET ist ein Akronym für Nukleare DETonation- GPS-Satelliten haben Sensoren Kernwaffenexplosionen, beurteilen die Gefahr eines nuklearen Angriffs zu erkennen und helfen Atomschlag Schaden zu bewerten.

Die solarbetriebenen GPS-Satelliten haben eine begrenzte Lebensdauer (ca. 10 Jahre). Wenn sie scheitern starten, werden Ersatzteile aktiviert oder neue Satelliten in die Umlaufbahn geschickt, um die alten zu ersetzen. Dies gibt der Regierung eine Chance, das GPS-System-Upgrade von Hardware mit neuen Funktionen in den Raum stellen.

GPS-Satelliten übertragen zwei Arten von Funksignalen: C / A-Code und P-Code. Coarse Acquisition (C / A-Code) ist die Art des Signals, dass Verbraucher GPS-Geräte erhalten. Präzisions-Code (P-Code) liefert hochgenaue Standortinformationen. P-Code ist schwierig zu Marmelade und Parodie. Das US-Militär ist der Hauptnutzer von P-Code-Übertragungen, und es verwendet eine verschlüsselte Form der Daten, so dass nur spezielle Empfänger auf die Informationen zugreifen können.

Bedecken Bodenstationen

Bodenstationen sind das Steuersegment von GPS. Fünf unbemannten Bodenstationen rund um die Erde überwachen die Satelliten. der Konzern Space Operations Center (CSOC) bei Schriever Air Force Base in Colorado - - Informationen von den Stationen ist mit einer Master-Steuerstation gesendet, wo die Daten verarbeitet werden jedes Satelliten-Ephemeriden und Timing-Fehler zu bestimmen.

Ein Ephemeriden ist eine Liste der vorhergesagten Positionen der Himmelskörper wie die Planeten oder Mond. Ephemeriden (der Plural von Ephemeriden) Haben um in astronomische Navigation wegen ihrer Bedeutung für Tausende von Jahren. Ephemeriden zusammengestellt, die Positionen der zahlreichen Satelliten zu verfolgen, die die Erde umkreisen.

Die verarbeiteten Daten werden einmal täglich mit Bodenantennen an den Satelliten gesendet Welt befindet sich herum. Dies ist eine Art, wie ein Personal Digital Assistant Synchronisierung (PDA) mit Ihrem PC, um sicherzustellen, dass alle Daten synchron zwischen den beiden Geräten. Da die Satelliten kleinen eingebauten in Raketen haben, kann die CSOC sie zu kontrollieren, um sicherzustellen, dass sie in der richtigen Umlaufbahn bleiben.

GPS-Empfänger

Jeder, der einen GPS-Empfänger hat, kann die Satellitensignale empfangen, um zu bestimmen, wo er oder sie befindet. Die Verbraucher können in Sportgeschäften praktische GPS-Empfänger kaufen. Sie sind einfach zu bedienen und sind vor allem für Freizeit-und andere Anwendungen gezielt, die nicht über ein hohes Maß an Ort Präzision erfordern. Die drei großen Hersteller im Consumer-GPS-Markt Garmin, Magellan, und Lowrance. Consumer-GPS-Empfänger sind preiswert, von weniger als $ 100 bis $ 400 in der US-

Wie genau ist ein GPS-Empfänger?

(Das ist 15 Meter für metrische versierte Leute) Nach Angaben der Regierung und GPS-Empfänger Hersteller, erwarten, dass Ihr GPS-Gerät innerhalb von 49 Fuß genau zu sein. Wenn Ihr GPS berichtet, dass Sie an einem bestimmten Ort sind, können Sie ziemlich sicher sein, dass Sie innerhalb von 49 Fuß von genau diesem Satz von Koordinaten sind.

GPS-Empfänger Ihnen sagen, wie genau Ihre Position ist. Basierend auf der Qualität der Satellitensignale, die das Gerät empfängt, zeigt der Bildschirm die geschätzte Genauigkeit in Fuß oder Meter. Die Genauigkeit ist abhängig von

  • Receiver Lage

Verstopfungen, die Satellitensignale blockieren

Obwohl Umfrage-Grade-GPS-Empfänger Genauigkeit von weniger als zwei Zentimeter liefern können, sind sie sehr spezialisiert und teuer, erfordern viel Training und sind nicht sehr beweglich. Ihre Genauigkeit ist mit DGPS erreicht und Nachbearbeitung gesammelten Daten Standortfehler zu reduzieren. Die durchschnittliche GPS-Benutzer nicht braucht diese Präzision.

Wolken, regen, Schnee und Wetter nicht die Stärke der GPS-Signale ausreichend reduzieren Genauigkeit zu reduzieren. Die einzige Möglichkeit, dass Wettersignale schwächen kann, ist, wenn eine erhebliche Menge an regen oder Schnee auf dem Baldachin-GPS-Empfänger-Antenne oder auf einem Overhead-Baum ansammelt.

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