Hur fungerar GPS-mottagare?
GPS-mottagare använder en intressant teknik för att förhindra att människor går vilse. Men inte alla GPS-mottagare är lika. Några av de billigare GPS-mottagarna i fickformat kan ha svårare att säga var du befinner dig när du till exempel används i tät träd. De flesta GPS-mottagare kan emellertid ganska exakt hålla en från att gå vilse, eller hjälpa en att hitta en väg ut om en går förlorad.
GPS-mottagare lappas in i ett system med 27 satelliter som går runt jorden. De har var och en en elektronisk almanack som säger till var varje satellit ska vara vid en viss tidpunkt. De tar emot data från satelliterna om var mottagaren befinner sig. Hur detta fungerar är genom en teknik som kallas tredimensionell trilateration.
När en person försöker hitta sin plats, hämtar GPS-mottagaren signaler från tre eller fler av de närmaste satelliterna. Varje satellit mäter GPS-mottagare som ett avstånd från satelliten. Med fler mätningar kommer större noggrannhet, eftersom varje ny mätning hjälper dig att exakt identifiera den exakta platsen för personen på jorden.
Det hjälper till att förstå detta genom att utvärdera tvådimensionell trilateration. En förlorad person ber tre personer om vägbeskrivning. Han berättas av den första personen "Du är 80 mil från Sacramento." Den andra personen berättar för honom "Du är 40 mil från San Jose." Den tredje personen kommenterar, "Du är 60 mil från Santa Rosa." om man jämför dessa värden, kan personen dra slutsatsen att han är i San Francisco. Mer information skulle göra dessa jämförelser ännu enklare.
Satelliterna och GPS-mottagarna använder tredimensionell trilateration eftersom de inte mäter plana avstånd utan avstånd från satelliter till jorden. De flesta människor är inom mottagningsområdet för minst tre GPS-mottagare vid varje tidpunkt, och detta hjälper specifikt att identifiera var de är. Största noggrannhet uppnås när GPS-mottagare kan nå minst fyra satelliter.
GPS-mottagare mäter avståndet genom att mäta tiden det tar för en signal att nå en viss satellit. För att få bästa noggrannhet kräver normalt både GPS-mottagaren och satelliten atomklockor för extrem noggrannhet. Atomklockor är emellertid extremt dyra. Så bara satelliten är utrustad med en atomur. GPS-mottagare har en kvartsklocka som återställs enligt satellitavläsningar från en atomur.
Vissa felaktigheter uppstår i GPS-mottagare eftersom de förlitar sig på antagandet att radiovågorna alla kommer att köra med samma hastighet. Detta är inte fallet. I städer kan radiovågor studsa från skyskrapor och skeva resultat. Ett av korrigeringarna för detta är att ha stationära GPS-stationer på jorden som kan titta på GPS-resultat och fixa kända problem.
Fortsatta ändringar görs för nyare GPS-mottagare för att hämta signalerna från fler satelliter och ta hänsyn till små förändringar som kan påverka mätningarna. Men med GPS-mottagare är vi på väg att sätta oss själva i stånd att aldrig gå vilse igen.