Všechny navigační systémy v autě, aplikace pro řízení a mobilní navigační aplikace, jako jsou Mapy Google, se spoléhají na GPS, které nás dostane z bodu A do bodu B. Ale co je to GPS a jak to funguje?
Co je globální poziční systém?
Globální poziční systém (GPS) je navigační systém vlastněný vládou USA, který se skládá ze tří hlavních segmentů:
- The Vesmírný segment je navigační systém obsahující nejméně 31 satelitů, z nichž 24 (nebo více) je obvykle v letu a je v provozu. Tyto satelity létají na oběžné dráze Země ve výšce 12 550 mil. Každý jednotlivý satelit obvykle krouží kolem Země dvakrát denně.
- The Kontrolní segment je mezinárodní síť řídicích stanic, které sledují, monitorují a udržují satelity na oběžné dráze. Tyto řídicí stanice mohou také odesílat data nebo příkazy satelitům. Řídicí segment se skládá ze 16 monitorovacích stanic, dvou hlavních řídicích stanic (jedna hlavní a jedna alternativní) a 11 velitelských a řídicích antén (čtyři pozemní antény a sedm vzdálených sledovacích stanic Air Force Satellite Control Network).
- The Segment uživatele je pro civilisty a naše zařízení GPS, známé také jako přijímače GPS, protože přijímají signály ze satelitů na oběžné dráze, aby přesně určily naši polohu.
Kdo vynalezl GPS?
Čtyři lidé, kterým se obvykle připisuje vynález GPS, jsou Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton a Gladys West. Podle Lemelsona-MIT to byl právě Getting, kdo si představil GPS, jak ho dnes známe, jako koncept zahrnující použití „systému satelitů k výrobě přesných údajů o poloze pro rychle se pohybující objekty, jako jsou rakety a letadla.“ Parkinsonův příspěvek k GPS přišel v roce 1972, kdy se ujal hlavní role v řízení programu GPS Ministerstva obrany USA. V této roli mohl Parkinson stavět na Gettingových originálních nápadech. Do roku 1978 byl vývojový projekt společnosti Parkinson GPS, známý jako GPS systém NAVSTAR, dokončen a přesný do tří metrů. Roger L. Easton také přispěl k vývoji GPS a byl nazýván „otcem GPS“. Eastonův příspěvek byl výsledkem řešení problému souvisejícího se sledováním satelitů. Ve snaze synchronizovat načasování sledovacích stanic vyvinul Easton časově orientovaný navigační systém umístěním hodin do satelitů, což jim umožnilo přesněji detekovat přesnou polohu uživatelů na zemi. Easton nazval tento systém „Časování“ a americké ministerstvo obrany nakonec začlenilo jeho funkce do vývoje globálního pozičního systému. V neposlední řadě je také matematička Gladys West připsána za její příspěvek k vývoji GPS. Westovým příspěvkem byla její práce na vývoji modelu Země, který odpovídal za odchylky ve tvaru Země způsobené gravitací a jinými silami. Západní model Země je široce považován za základní prvek projektu GPS.
Jak funguje GPS a jak je spravováno?
Globální poziční systém spoléhá na vztah mezi GPS satelity a přijímači na zařízeních s GPS. Podle technologické společnosti Garmin, která vyrábí GPS, funguje Global Positioning System, když satelity GPS vysílají „jedinečný signál a orbitální parametry, které umožňují zařízením GPS dekódovat a vypočítat přesnou polohu satelitu“. Z tohoto přenosu jsou zařízení GPS schopna vypočítat polohu uživatelů měřením doby potřebné k přijetí signálu. Tento výpočet je poté kombinován s měřením vzdálenosti od několika dalších satelitů. Aby bylo možné správně vypočítat zeměpisnou šířku a délku osoby, musí zařízení GPS přijímat signál nejméně ze tří satelitů. Výpočet nadmořské výšky vyžaduje signál nejméně čtyř satelitů. Většina přijímacích zařízení GPS bude přijímat a sledovat signály nejméně osmi satelitů, ale toto číslo se může lišit podle vaší polohy a času. Podle GPS.gov je globální poziční systém udržován a provozován americkým letectvem. Americké letectvo „vyvíjí, udržuje a provozuje“ 24 satelitů a řídicích stanic rozmístěných po celém světě, které tvoří tento systém.
Beyond Car GPS Systems: Everyday Uses for GPS
GPS není jen pro nalezení cesty domů. Mezi další použití GPS patří:
- Nositelná zařízení GPS, stejně jako hodinky GPS, lze použít ke sledování dětí, domácích zvířat a starších osob.
- Drony ovládané GPS se používají k natáčení snímků ve filmech z ptačí perspektivy. GPS se také používá ve filmovém průmyslu pro vyhledávání polohy.
- Geocaching lze použít k nastavení lovů ukrytím předmětů na určitých místech a následným nahráním map online, aby je mohli ostatní lidé vyhledávat pomocí zařízení GPS.
- Vaše místní energetická společnost může ke sledování výpadků proudu používat GPS.