HDG menjelaskan bagaimana GPS bekerja?

Terakhir kali Anda menggunakan ponsel Anda untuk meminta Google Maps menentukan lokasi persis di peta, apakah Anda pernah berhenti dan bertanya -tanya bagaimana cara kerja GPS bekerja dengan sangat akurat?

Sistem Global Positioning System (GPS) sebenarnya diluncurkan oleh U.S. Departemen Pertahanan pada tahun 1973 (dikenal sebagai Navstar). Pada tahun 1993, ada 24 satelit GPS yang mengorbit bumi dan penyiaran data orbital dan posisi yang dapat digunakan militer untuk tujuan navigasi dan militer lainnya. Hari ini, pada tulisan ini, ada 28.

Pada 1980 -an, data yang dikirimkan dari satelit GPS dibuka untuk umum, yang membuka seluruh pasar untuk bermacam -macam perangkat navigasi GPS yang kami miliki saat ini. 

Karena setiap satelit bergerak dalam orbit yang dapat diprediksi di atas bumi, penerima dapat menggunakan almanak yang tersimpan dari posisi yang diketahui saat ini dari semua satelit GPS untuk menentukan di mana, kira -kira, satelit tersebut saat ini terletak di bumi.

Dengan posisi yang diketahui dari masing -masing satelit, dan jarak yang diukur antara satelit tersebut dan posisi Anda, yang diterima GPS Anda dapat menghitung perkiraan lokasi Anda dengan menentukan di mana persimpangan ketiga bidang tersebut bersatu di permukaan bumi.

Penerima kemudian menampilkan lokasi itu kepada Anda di peta.

Tiga satelit memberikan lokasi yang kasar, dan penerima GPS memerlukan sinyal keempat dari satelit GPS lain untuk menentukan ketinggian Anda saat ini di permukaan bumi menggunakan prinsip matematika lain yang dikenal sebagai trilaterasi.

Cara kerja sensor GPS ponsel Anda

Sebagian besar smartphone modern saat ini dilengkapi dengan chip penerima GPS. Chip ini dapat menerima sinyal radio dari satelit GPS.

Jam ponsel Anda bukan jam atom, jadi waktunya tidak disinkronkan dengan jam atom satelit di orbit. Namun, ini tidak masalah dalam hal menghitung lokasi menggunakan sinyal dari satelit tersebut.

Ini karena penerima GPS ponsel Anda berfokus pada data yang diterimanya dari satelit, dan database lokasi satelit yang diketahui di atas bumi. Karena semua satelit memiliki jam atom, waktu saat ini pada setiap satelit persis sama pada saat tertentu.

Namun, karena jarak dari satelit, dan fakta bahwa sinyal radio menempuh kecepatan dengan kecepatan cahaya, perbedaan antara masing -masing cap waktu yang diterima mengungkapkan jarak antara ponsel Anda dan masing -masing satelit.

Begini cara kerja proses GPS ini:

• Keempat satelit mengirimkan stempel waktu yang sama persis ke ponsel Anda pada pukul 17:12:14.
• Ponsel Anda menerima cap waktu itu di 5:12:15 dari Satellite 1.
• Ini menerima cap waktu pada 5:12:16 dari satelit 2.
• Akhirnya, pada 5:12:17, ia menerima cap waktu dari satelit 3.

Ini memberi tahu penerima GPS Anda bahwa butuh 1 detik untuk sinyal radio untuk mencapainya dari satelit 1, 2 detik dari satelit 2, dan 3 detik dari satelit 3.

Kecepatan cahaya adalah konstanta yang diketahui 299.792.458 meter per detik.

Menggunakan matematika sederhana, penerima dapat menghitung bahwa jaraknya sekitar 300 ribu meter dari satelit 1, 600 ribu meter dari satelit 2, dan 900 ribu meter dari satelit 3.

Menggunakan tabel pencarian dari database satelit GPS, penerima GPS ponsel Anda mengetahui perkiraan lokasi saat ini di bumi dari ketiga satelit, yang menyediakan koordinat bujur dan garis lintang dari ketiganya. 

Dengan informasi itu, ponsel Anda dapat menghitung koordinat bujur dan lintang Anda sendiri di bumi.

Menggunakan koordinat Anda yang diketahui, penerima GPS Anda kemudian dapat menggunakan jarak yang diukur antara dirinya dan satelit keempat untuk menentukan ketinggian apa di atas bumi tempat Anda berada.

Apa itu sistem penentuan posisi global yang dibantu?

Sebelum smartphone mulai mengintegrasikan sirkuit GPS, orang biasanya akan menggunakan penerima GPS genggam yang menjalankan baterai AA. Atau mereka akan memasang unit GPS di mobil, yang berlari terhubung ke baterai ponsel.

Ini karena komunikasi radio membutuhkan lebih banyak kekuatan. Keterbatasan dari ini adalah bahwa Anda sering harus menunggu beberapa menit agar penerima GPS Anda “mengunci” satelit GPS yang cukup untuk menghitung posisi Anda.

Produsen Smartphone Menghadapi Keterbatasan Baterai Ini Dengan Menggabungkan Teknologi Triangulasi Seluler yang Ada. Jauh sebelum ponsel diaktifkan GPS, mereka dapat menggunakan sinyal yang berasal dari menara ponsel untuk melakukan triangulasi posisi Anda, menggunakan jenis waktu triangulasi dan teknologi jarak yang sama seperti dengan satelit GPS. 

Sayangnya, karena menara ponsel berada di permukaan tanah, perhitungan navigasi ini jauh lebih tidak akurat. Jadi perangkat lunak GPS ponsel cerdas Anda pertama -tama akan menggunakan triangulasi sinyal sel untuk menentukan posisi perkiraan Anda, dan kemudian memperbarui posisi itu setelah data GPS satelit siap.

Ini memungkinkan smartphone modern untuk memesan daya baterai hanya dengan menggunakan data GPS saat pembaruan lokasi diperlukan. Inilah sebabnya mengapa Anda mungkin sering melihat lokasi Anda di Google Maps sesekali melompat ke lokasi baru ketika data yang lebih akurat tersedia.