Jak funguje GPS
Už žijeme v budoucnu. Máme ruční zařízení, která využívají satelity k přesnému určení našich přesných umístění téměř kdekoli na planetě. Přemýšleli jste někdy o tom, jak funguje systém GPS?
Zařízení GPS v podstatě nekontaktují družice a nepředávají jim informace. Přijmou pouze data ze satelitů - data, která jsou vždy přenášena. GPS však není jediným způsobem, jak zařízení určit vaši polohu.
Image Credit: NASA
Ze satelitu na palmu vaší ruky
Globální systém určování polohy byl původně vytvořen Spojeným státem pro vojenské použití, ale byl nakonec otevřen pro civilní použití. Přinejmenším 24 družic GPS je vždy v oběžné dráze kolem Země a neustále vysílá data.
Družice jsou uspořádány na oběžné dráze, takže čtyři družice jsou viditelné na obloze z jakéhokoli místa na Zemi. (Nemůžete je skutečně vidět, ale existuje přímá cesta k rozhlasovým přenosům.) To znamená, že GPS nebude fungovat, pokud budou signály zablokovány - budete chtít poměrně přímou cestu mezi vámi a oblohou. V podzemním bunkru nebo v jeskyni pod horou to nebude fungovat.
Satelity GPS nepřetržitě vysílají rádiové signály směrem k Zemi. Každá vysílání zahrnuje umístění satelitu GPS a čas odeslání signálu. Každý satelit má atomové hodiny na palubě, takže čas je velmi přesný.
Image Credit: Cliff na Flickru
Jak GPS určuje vaši polohu
Zařízení s vestavěným GPS - ať už je to specializovaná navigační jednotka GPS nebo smartphone - funguje pouze jako přijímač GPS. Zařízení s GPS není ve skutečnosti "kontaktovat" družice k určení jeho polohy. Místo toho jen poslouchá rádiové signály vysílané z těchto satelitů po celou dobu.
Přijímač GPS "poslouchá" signály ze čtyř či více satelitů. Signály z bližších družic dorazí dříve, zatímco signály z dálkových satelitů dorazí později. (Skutečný časový rozdíl je velmi malý, ale může být detekován přijímačem GPS.) Porovnáním času vysílání signálu a času, kdy signál přišel, může přijímač odhadnout jeho relativní vzdálenost od všech čtyř družic. Pomocí trilaterace může přijímač určit jeho polohu.
Trilaterace může znít trochu komplikovaně, ale je to opravdu poměrně jednoduché. Představte si, že vám někdo řekl, že jste byl 500 mil od New Yorku, 800 mil od Miami a 700 mil od Kansas City. Pomocí těchto informací můžete určit oblast, která je od všech těchto měst správná, a odhadnout vaši aktuální polohu. Pokud vám řekneme vzdálenost od čtvrtého města, můžete odhadnout svou polohu ještě přesněji. To je trilaterace v kostce, a to je to, co GPS přijímače dělají, kdykoli budete používat.
Image Credit: Alpha na Flickru
Alternativy k GPS
GPS není jediným způsobem, jak zařízení odhadnout vaši aktuální polohu. Služba 911 využívá informace o síle věžových buněk, aby triangulovala polohu mobilních telefonů. To funguje podobným způsobem - měřením rozdílů v síle signálu mezi více věžovými buňkami dokáže vaše zařízení odhadnout vaši aktuální polohu.
Některá zařízení mohou pomocí svého systému pro určování polohy (WPS) také určit jejich aktuální polohu. Kamiony společnosti Google pro prohlídku ulice řídit, zachytit jména blízkých přístupových bodů a jejich relativní sílu na určitých místech. Váš smartphone skenuje blízké bezdrátové sítě a pošle serverům společnosti Google seznam jejich jmen a silných signálů. Google používá svou databázi a odhaduje, kde jste. (Google není jediným poskytovatelem dat o poloze na bázi Wi-Fi, ale je to ten, s nímž většina lidí bude obeznámeno.) To může být zvlášť výhodné ve vnitřních oblastech..
Systém GPS není jedinou sítí družic, která může být použita k polohování. Rusko má svůj vlastní systém GLONASS a Čína má BDS. Evropa také pracuje na vlastní alternativě k GPS, známému jako Galileo. GPS by mohlo být ukončeno nebo omezeno v dobách války nebo konfliktu, takže národy chtějí, aby jejich vlastní satelity byly soběstačné.
Image Credit: Richard Smith na Flickru
GPS sám o sobě není záležitostí ochrany osobních údajů - například máte-li starý přístroj GPS pro vaše auto, pravděpodobně není schopen vysílat vaši polohu. GPS však může být v případě kombinace s vysílací technologií obava o soukromí. Zařízení GPS pro sledování nepoužívají pouze přijímače GPS - ukládají data GPS pro pozdější načítání nebo přenos dat GPS.
