Hoe GPS werkt [MakeUseOf Explains]

Als een fervent gamer, ben ik verrast door de correlatie tussen GPS-achtige functies in moderne videogames en de verspreiding van GPS-technologie in het dagelijkse leven. Toen ik een kind was, waren papieren kaarten en cartografie nog steeds gewoon; als je verdwaald was, leed je eronder en vond je je weg naar je bestemming. Tegenwoordig hebben we de wonderen van GPS om ons daar en weer terug te begeleiden.

Ik ben pas 24 dus ik wil niet zeggen dat het pre-GPS-tijdperk een was “gouden eeuw” of zoiets. Ik waardeer het gemak van GPS en het heeft me meer dan een dozijn gelegenheden bespaard. Maar zoals heel veel technologie hebben we de neiging om het als vanzelfsprekend te beschouwen. Ik weet dat ik het doe.

Wat is GPS? Weet jij hoe GPS werkt? Wat is het geheim achter de bijna-uiterste nauwkeurigheid die het biedt? Blijf lezen om meer te weten te komen over de indrukwekkende gedachte die is ontstaan ​​bij het bouwen van dit prachtige navigatiesysteem.

Wat is het gemeenschappelijke punt tussen kernenergie, internet? Internet en het World Wide Web zijn niet hetzelfde [MakeUseOf Explains] Het internet en het world wide web zijn niet hetzelfde [MakeUseOf Explains] De twee termen "internet" en "World Wide Web" is door elkaar gebruikt sinds het internet zelf een huishoudelijk "nutsbedrijf" werd dat zo gewoon is als elektriciteit of kabeltelevisie. Mensen praten over "surfen op het web" en ... Lees meer, en GPS? Ze zijn allemaal begonnen als projecten die bedoeld waren om de technologische voorsprong van de VS op de rest van de wereld te versterken. Specifiek, de technologische voorsprong van hun leger. Het internet zou snelle communicatie over lange afstanden mogelijk maken; kernenergie kan zowel destructief als energetisch generatief zijn; en GPS betekende een gemakkelijke navigatie voor militaire troepen door buitenlands terrein.

De GPS, wat staat voor globaal positioneringssysteem, is eigenlijk een netwerk van 27 door de mens gemaakte satellieten die rond de aarde cirkelen. Van die 27 satellieten zijn er 24 momenteel in gebruik en de resterende drie zijn er als failsafe in geval een van de 24 storingen. Op basis van de opstelling van deze satellieten zijn op zijn minst vier van deze satellieten zichtbaar in de lucht.

In combinatie met de satellieten die in een baan ronddraaien, bevinden zich vijf meetstations op het aardoppervlak: het hoofdstation (in Colorado) en vier onbemande stations die op afgelegen locaties zo dicht mogelijk bij de evenaar zijn geplaatst (Hawaii is een van die locaties). Deze onbemande stations verzamelen gegevens van de satellieten en doorsturen naar het hoofdstation, dat interpreteert en aanpassingen doet voordat de juiste gegevens worden teruggezonden naar de GPS-satellieten.

Hoewel dit systeem oorspronkelijk bedoeld was voor militair gebruik, hebben de VS het systeem in 1983 geopend voor civiel gebruik. Daarom kunnen we vandaag deze satellieten gebruiken om onze dichtsbijzijnde Starbucks te vinden.

Oké, dus we hebben een wereldwijd systeem van satellieten en stations die constant in de atmosfeer van de aarde ronddraaien en gegevens heen en weer doorgeven. Hoe tikken onze mobiele apparaten en trackers in het systeem om erachter te komen waar we precies zijn? En als er zoveel satellieten rondzweven, waarom mislukt uw GPS-signaal soms? Ziek van de gegevensverbinding van uw GPS-app Afbladderen? Probeer 3 bijgewerkte offline kaarten [Android] Ziek van de gegevensverbinding van je GPS-app die uitloopt? Probeer 3 bijgewerkte offline-kaarten [Android] Nog niet zo lang geleden behandelde Chris drie van de beste offline GPS-apps die beschikbaar zijn op Android. Sindsdien hebben veel andere GPS-apps grote updates uitgebracht of ontvangen. Komen deze nieuwkomers in gunstige mate overeen met die beoordeeld door ... Lees meer ?

Denk na over wat u gebruikt voor GPS-navigatie. Of het nu een dashboardbevestiging van TomTom is of de Maps-app van Google Hoe werkt Google Maps? Hoe werkt Google Maps? Google Maps wordt dagelijks door miljoenen mensen gebruikt en misschien ben jij er een van, maar hoe werkt het eigenlijk en hoe onderhoudt Google zijn nauwkeurigheid zo goed? Meer lezen, het idee is hetzelfde: uw apparaat is een GPS-ontvanger. Met andere woorden, uw apparaat ontvangt gegevens van de GPS-satellieten. Welke gegevens? Simpel gezegd, elke satelliet vertelt uw apparaat de afstand tussen u en die satelliet.

Op dit punt kun je een beetje in de war raken omdat je denkt dat je meer nodig hebt dan afstand van een object om je exacte locatie te bepalen. En je zou gelijk hebben! Met behulp van de afstand van elke satelliet kan uw GPS-apparaat een techniek gebruiken die wordt genoemd trileration om te vinden waar je bent.

Stel je voor dat je verdwaald bent in de wildernis. Als je je vriend in Philadelphia hebt gebeld en hij op magische wijze precies wist hoe ver weg van hem je was, zou hij je vertellen dat je op 400 mijl van Philadelphia bent. Weten dat dat niet genoeg is, omdat die afstand van een enkel punt elk punt langs de cirkel van een straal van 400 mijl rondom dat punt kan betekenen.

Dus je belt een tweede vriend in New York City en hij zegt dat je 300 mijl verderop bent. Nu heb je twee cirkels van afstand en elk punt langs die cirkels is een potentiële plaats waar je op dit moment zou kunnen zijn. Zoals u kunt zien, kruisen de twee cirkels op twee punten: op basis van de afstandsgegevens weet u dat u zich op een van deze plekken bevindt.

En als je een derde vriend hebt gebeld en hij je vertelde dat je 200 kilometer van Newark verwijderd was, zou je drie cirkels hebben die elkaar op één locatie kruisen. Dat is waar je bent.

Deze zelfde techniek wordt gebruikt door de GPS, waarbij elke satelliet kan worden bekeken als een van je vrienden uit het bovenstaande voorbeeld. Maar aangezien satellieten in de 3D-ruimte werken, zou je je de kruising van bollen in plaats van cirkels moeten voorstellen. Combineer die afstandsgegevens met het feit dat je op het oppervlak van de aarde moet staan ​​(die als de vierde bol fungeert) en het is vrij gemakkelijk om te vinden waar je bent.

Voor nauwkeurige GPS-gegevens proberen de meeste apparaten verbinding te maken met ten minste vier satellieten. Dit is ook waarom het soms lang duurt voordat uw apparaat GPS-locaties bijwerkt. Het is ook waarom je soms geen signaal hebt: je bent misschien verbonden met een of twee satellieten, maar dat is niet genoeg.

Natuurlijk, er is veel meer wiskunde en wetenschap achter hoe GPS werkt. Bijvoorbeeld compenseren voor de signaalvertraging tussen satellieten en ontvangers (radiogolven bewegen alleen zo snel). Heb je je ooit afgevraagd waarom GPS de batterij van je telefoon doodt 5 manieren om de batterij leeg te maken op je Android-telefoon 5 manieren om de batterij leeg te maken op je Android-telefoon Heb je ooit een oogje op je Android-telefoon gehad, alleen om te zien dat de batterij bijna leeg is en je hebt de telefoon niet eens aangeraakt? Veel mensen downloaden en installeren constant nieuwe apps ... Lees meer? Dat komt omdat je telefoon constant fouten in de berekening moet corrigeren.

Hopelijk heb je een beetje geleerd over de GPS en hoe deze werkt. Ik wist eigenlijk niet hoe het allemaal werkte tot ik mijn onderzoek voor dit artikel deed en het idee erachter is zowel fascinerend als slim. Als je het nog steeds niet begrijpt, heb ik het misschien niet goed genoeg uitgelegd; in dat geval dring ik er bij u op aan om in de opmerkingen vragen te stellen voor verduidelijking.

Image Credits: GPS-netwerk via Shutterstock, GPS-telefoon via Shutterstock, GPS-satelliet via Shutterstock

Meer informatie over: geotaggen, GPS.