Մեքենայի բոլոր նավիգացիոն համակարգերը, վարելու հավելվածները և շարժական նավիգացիոն հավելվածները, ինչպիսին է Google Maps-ը, բոլորն էլ հիմնված են GPS-ի վրա՝ մեզ A կետից B կետ տեղափոխելու համար: Բայց ի՞նչ է GPS-ը և ինչպե՞ս է այն աշխատում:
Ի՞նչ է գլոբալ դիրքորոշման համակարգը:
Գլոբալ դիրքորոշման համակարգը (GPS) նավիգացիոն համակարգ է, որը պատկանում է Միացյալ Նահանգների կառավարությանը, որը բաղկացած է երեք հիմնական սեգմենտներից՝
- Տիեզերական հատվածը նավիգացիոն համակարգ է առնվազն 31 արբանյակներից, որոնցից 24-ը (կամ ավելի) սովորաբար թռիչքի մեջ են և գործում են: Այս արբանյակները թռչում են Երկրի ուղեծրի ներսում 12,550 մղոն բարձրության վրա: Յուրաքանչյուր առանձին արբանյակ սովորաբար օրական երկու անգամ պտտվում է Երկրի շուրջ:
- Կառավարման սեգմենտը-ը կառավարման կայանների միջազգային ցանց է, որը հետևում, վերահսկում և պահպանում է արբանյակները ուղեծրում: Այս կառավարման կայանները կարող են նաև տվյալներ կամ հրամաններ ուղարկել արբանյակներին: Վերահսկիչ սեգմենտը կազմված է 16 մոնիտորինգի կայաններից, երկու գլխավոր կառավարման կայաններից (մեկ հիմնական և մեկ այլընտրանքային) և 11 հրամանատարության և կառավարման ալեհավաքներից (չորս վերգետնյա ալեհավաք և յոթ օդային ուժերի արբանյակային կառավարման ցանցի հեռակառավարման կայաններ):
- Օգտվողի հատվածը-ը նախատեսված է քաղաքացիական անձանց և մեր GPS սարքերի համար, որոնք նաև հայտնի են որպես GPS ընդունիչներ, քանի որ նրանք ազդանշաններ են ստանում ուղեծրում գտնվող արբանյակներից՝ մեր գտնվելու վայրը ճշգրիտ որոշելու համար:
Ո՞վ է հորինել GPS-ը:
Չորս մարդիկ, որոնց սովորաբար վերագրվում են GPS-ի գյուտը, Իվան Գեթինգը, Բրեդֆորդ Պարկինսոնը, Ռոջեր Լ. Իսթոնը և Գլեդիս Ուեսթը: Ըստ Lemelson-MIT-ի, Գեթինգն էր, ով առաջինը պատկերացրեց GPS-ը, ինչպես մենք գիտենք այն այսօր, որպես հայեցակարգ, որը ներառում է «արբանյակների համակարգի օգտագործումը՝ արագ շարժվող օբյեկտների, ինչպիսիք են հրթիռները և ինքնաթիռները ճշգրիտ դիրքորոշման տվյալներ արտադրելու համար:«
Պարկինսոնի ներդրումը GPS-ում եղավ 1972 թվականին, երբ նա ստանձնեց գլխավոր դերը՝ ղեկավարելով Միացյալ Նահանգների պաշտպանության նախարարության GPS ծրագիրը: Այս դերում Պարկինսոնը կարողացավ հիմնվել Գեթինգի սկզբնական գաղափարների վրա: Մինչև 1978 թվականը Պարկինսոնի GPS-ի զարգացման նախագիծը, որը հայտնի է որպես NAVSTAR GPS համակարգ, ավարտված և ճշգրիտ էր երեք մետրի սահմաններում:
Roger L. Easton-ը նույնպես նպաստել է GPS-ի զարգացմանը և նրան անվանել են «GPS-ի հայր»: Իսթոնի ներդրումը արդյունք էր արբանյակներին հետևելու հետ կապված խնդրի լուծման։ Հետևող կայանների ժամանակացույցը համաժամեցնելու նպատակով Իսթոնը մշակել է ժամանակի վրա հիմնված նավիգացիոն համակարգ՝ տեղադրելով ժամացույցներ արբանյակներում՝ թույլ տալով նրանց ավելի ճշգրիտ հայտնաբերել օգտատերերի ճշգրիտ գտնվելու վայրը գետնին: Իսթոնն այս համակարգն անվանեց «Timation», և ԱՄՆ պաշտպանության նախարարությունը ի վերջո ներառեց դրա առանձնահատկությունները Գլոբալ դիրքորոշման համակարգի մշակման մեջ:
Վերջին, բայց ոչ պակաս կարևորը, մաթեմատիկոս Գլեդիս Ուեսթը նույնպես վերագրվում է GPS-ի զարգացման գործում իր ներդրման համար: Ուեսթի ներդրումը նրա աշխատանքն էր Երկրի մոդելի մշակման գործում, որը հաշվի էր առնում Երկրի ձևի տատանումները՝ առաջացած ձգողականության և այլ ուժերի հետևանքով: Արեւմուտքի Երկրի մոդելը լայնորեն համարվում է GPS նախագծի հիմնարար տարր:
Ինչպե՞ս է աշխատում GPS-ը և ինչպե՞ս է այն կառավարվում:
Գլոբալ դիրքորոշման համակարգը հիմնված է GPS արբանյակների և GPS-ով ապահովված սարքերի ստացողների փոխհարաբերությունների վրա: Ըստ GPS տեխնոլոգիական ընկերության Garmin-ի՝ GPS տեխնոլոգիական ընկերության, Գլոբալ դիրքորոշման համակարգը գործում է, երբ GPS արբանյակները փոխանցում են «եզակի ազդանշան և ուղեծրային պարամետրեր, որոնք թույլ են տալիս GPS սարքերին վերծանել և հաշվարկել արբանյակի ճշգրիտ գտնվելու վայրը»::
Այս փոխանցումից GPS սարքերը կարող են հաշվարկել օգտատերերի գտնվելու վայրը՝ չափելով ազդանշանը ստանալու համար պահանջվող ժամանակը:Այդ հաշվարկն այնուհետև զուգակցվում է մի քանի այլ արբանյակների հեռավորության չափումների հետ: Մարդու լայնությունը և երկայնությունը ճիշտ հաշվարկելու համար GPS սարքը պետք է ազդանշան ստանա առնվազն երեք արբանյակից։ Բարձրությունը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է առնվազն չորս արբանյակների ազդանշան: GPS ընդունիչ սարքերից շատերը կստանան և կհետևեն առնվազն ութ արբանյակների ազդանշաններին, սակայն այս թիվը կարող է տարբեր լինել՝ կախված ձեր գտնվելու վայրից և ժամը:
Ըստ GPS.gov-ի՝ Գլոբալ դիրքորոշման համակարգը պահպանվում և շահագործվում է ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերի կողմից: ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերը «մշակում, պահպանում և շահագործում են» 24 արբանյակները և կառավարման կայանները, որոնք տեղակայված են ամբողջ աշխարհում, որոնք կազմում են համակարգը:
Մեքենաների GPS համակարգերից այն կողմ. GPS-ի ամենօրյա օգտագործում
GPS-ը միայն տան ճանապարհը գտնելու համար չէ: GPS-ի այլ կիրառումներ ներառում են՝
- GPS կրելի սարքերը, ինչպիսիք են GPS ժամացույցները, կարող են օգտագործվել երեխաներին, ընտանի կենդանիներին և տարեցներին հետևելու համար:
- GPS-ով կառավարվող անօդաչու սարքերն օգտագործվում են ֆիլմերում թռչնատեսակ կադրերը նկարահանելու համար: GPS-ը նաև օգտագործվում է կինոարդյունաբերության մեջ՝ տեղորոշման հետախուզման համար:
- Geocaching-ը կարող է օգտագործվել աղբահանների որս կազմակերպելու համար՝ թաքցնելով իրերը որոշակի վայրերում, այնուհետև քարտեզները վերբեռնելով առցանց՝ այլ մարդկանց GPS սարքերով դրանք որոնելու համար:
- Ձեր տեղական էներգաընկերությունը կարող է օգտագործել GPS հոսանքազրկումները հետևելու համար:
