Jak działają lokalizatory GPS?

Podstawy działania lokalizatorów GPS: wszystko, co musisz wiedzieć

Lokalizator GPS to urządzenie, które pozwala na określenie swojej pozycji na Ziemi za pomocą sygnałów radiowych wysyłanych przez satelity. Lokalizator GPS ma wiele zastosowań, np. w nawigacji, geodezji, ratownictwie, sporcie czy turystyce. Lokalizator GPS to niezawodny i dokładny system, który ułatwia orientację i podróżowanie po świecie.

Jak działają lokalizatory GPS?

Lokalizator GPS składa się z trzech głównych segmentów: segmentu kosmicznego, segmentu kontrolnego i segmentu użytkownika.

Segment kosmiczny to system nawigacji złożony z co najmniej 31 satelitów, z których 24 (lub więcej) są zwykle w locie i operacyjne. Satelity te latają na orbicie Ziemi na wysokości około 20 tysięcy kilometrów. Każdy indywidualny satelita zwykle okrąża Ziemię dwa razy dziennie.

Segment kontrolny to międzynarodowa sieć stacji kontrolnych, które śledzą, monitorują i utrzymują satelity na orbicie. Stacje te mogą również wysyłać dane lub polecenia do satelitów. Segment kontrolny składa się z 16 stacji monitorujących, dwóch głównych stacji kontrolnych (jednej głównej i jednej zapasowej) oraz 11 anten dowodzenia i kontroli (czterech anten naziemnych i siedmiu zdalnych stacji śledzenia sieci kontroli satelitów sił powietrznych).

Segment użytkownika to dla cywilów i naszych urządzeń GPS, zwanych również odbiornikami GPS, ponieważ odbierają one sygnały z satelitów na orbicie, aby określić naszą lokalizację. Odbiornik GPS oblicza swoją odległość od czterech lub więcej satelitów GPS i na tej podstawie określa swoją pozycję.

Historia lokalizatora GPS

Lokalizator GPS ma swoje korzenie w czasach zimnej wojny, kiedy naukowcy z USA byli w stanie śledzić radziecki satelitę Sputnik za pomocą zmian w jego sygnale radiowym, znanych jako “efekt Dopplera”. W latach 60. XX wieku marynarka wojenna USA przeprowadzała eksperymenty z nawigacją satelitarną, aby śledzić amerykańskie okręty podwodne z przenoszącymi pociski nuklearne. Z sześciu satelitów krążących wokół biegunów, okręty podwodne były w stanie obserwować zmiany w Dopplerze i określić swoją pozycję w ciągu kilku minut.

W latach 70. XX wieku Departament Obrony USA postanowił stworzyć niezawodny i stabilny system nawigacji satelitarnej dla swoich potrzeb. Korzystając z pomysłów naukowców z marynarki, Departament Obrony zdecydował się używać satelitów do wspierania swojego proponowanego systemu nawigacji. W 1978 roku został wystrzelony pierwszy prototypowy satelita systemu NAVSTAR GPS. Pełna konstelacja 24 satelitów stała się operacyjna w 1993 roku.

Dziś GPS jest systemem wielozadaniowym, opartym na przestrzeni kosmicznej, należącym do rządu USA i zarządzanym przez Siły Kosmiczne USA. Zapewnia on krytyczne możliwości pozycjonowania dla użytkowników wojskowych, cywilnych i komercyjnych na całym świecie.

Zastosowania lokalizatora GPS

Lokalizator GPS jest używany w wielu dziedzinach życia i gospodarki. Oto niektóre z nich:

• Nawigacja w samolotach, statkach, samochodach i ciężarówkach. System GPS zwiększa bezpieczeństwo i efektywność lotów, podróży morskich i drogowych. GPS umożliwia określenie trójwymiarowej pozycji dla wszystkich faz lotu od startu, przez trasę, po lądowanie i nawigację na powierzchni lotniska. GPS jest niezbędny dla nowej generacji systemu transportu lotniczego (NextGen), który poprawi bezpieczeństwo lotów i zwiększy pojemność przestrzeni powietrznej.
• Geodezja, kartografia i geoinformacja. System GPS jest wykorzystywany do dokładnego pomiaru i mapowania powierzchni Ziemi. GPS umożliwia określenie współrzędnych geograficznych, wysokości nad poziomem morza, kątów i odległości między punktami. GPS jest również używany do monitorowania ruchów tektonicznych, deformacji skorupy ziemskiej, zmian poziomu morza i innych zjawisk geofizycznych.
• Ratownictwo, bezpieczeństwo i obrona. System GPS ratuje życie poprzez zapobieganie wypadkom transportowym, wspomaganie akcji poszukiwawczo-ratowniczych i przyspieszanie dostawy usług ratunkowych i pomocy humanitarnej. GPS jest niezbędny dla bezpieczeństwa narodowego USA i jego zastosowania są zintegrowane z niemal każdym aspektem operacji wojskowych USA. Prawie wszystkie nowe aktywa wojskowe – od pojazdów po amunicję – są wyposażone w GPS.
• Rolnictwo, budownictwo, górnictwo, badania i pomiary. System GPS zwiększa wydajność tych sektorów gospodarki poprzez umożliwienie precyzyjnego planowania, projektowania, wykonania i zarządzania pracami. GPS umożliwia automatyzację procesów takich jak nawożenie, siew, zbiór, kopanie, niwelacja, wiercenie czy pomiar. GPS poprawia jakość i dokładność tych prac oraz zmniejsza koszty i czas wykonania.
• Sport, turystyka i rekreacja. System GPS jest używany do poprawy wydajności i przyjemności z uprawiania różnych form aktywności fizycznej i wypoczynku. GPS umożliwia śledzenie prędkości, dystansu, czasu, wysokości i innych parametrów treningowych lub podróży. GPS ułatwia także orientację w terenie, planowanie tras, odkrywanie nowych miejsc czy zabawę w geocaching.

To tylko niektóre z istniejących zastosowań lokalizatora GPS. Nowe sposoby wykorzystania GPS są wymyślane każdego dnia i są ograniczone tylko ludzką wyobraźnią.

Zobacz jak łatwa jest konfiguracja lokalizatora:

Zobacz wszystkie nasze lokalizatory GPS