Trilateracja to technika matematyczna używana przez urządzenie globalnego systemu pozycjonowania (GPS) do określania pozycji, prędkości i wysokości użytkownika. Poprzez ciągłe odbieranie i analizę sygnałów radiowych z wielu satelitów GPS oraz stosowanie geometrii okręgów, kul i trójkątów, urządzenie GPS może obliczyć dokładną odległość lub zasięg każdego śledzonego satelity.
Jak działa trilateracja
Trilateracja to zaawansowana wersja triangulacji, chociaż w swoich obliczeniach nie wykorzystuje pomiaru kątów. Dane z jednego satelity zapewniają ogólną lokalizację punktu na dużym okrągłym obszarze na powierzchni Ziemi. Dodanie danych z drugiego satelity pozwala GPS zawęzić konkretną lokalizację tego punktu do regionu, w którym dwa obszary danych satelitarnych nakładają się. Dodanie danych z trzeciego satelity zapewnia dokładną pozycję punktu na powierzchni Ziemi.
Wszystkie urządzenia GPS wymagają trzech satelitów do dokładnego obliczenia pozycji. Dane z czwartego satelity – lub nawet więcej niż czterech satelitów – dodatkowo zwiększają precyzję lokalizacji punktu, a także umożliwiają obliczanie takich czynników, jak wysokość lub, w przypadku samolotu, wysokość. Odbiorniki GPS rutynowo śledzą od czterech do siedmiu satelitów jednocześnie i wykorzystują trilaterację do analizy informacji.
Dolna linia
Departament Obrony USA utrzymuje 24 satelity, które przekazują dane na całym świecie. Twoje urządzenie GPS może pozostawać w kontakcie z co najmniej czterema satelitami bez względu na to, gdzie jesteś na ziemi, nawet na obszarach zalesionych lub w dużych metropoliach z wysokimi budynkami. Każdy satelita okrąża Ziemię dwa razy dziennie, regularnie wysyłając sygnały na Ziemię z wysokości około 12 500 mil. Satelity są zasilane energią słoneczną i mają zapasowe baterie.
Gdy GPS nie działa
Gdy nawigator GPS otrzymuje niewystarczającą ilość danych satelitarnych, ponieważ nie jest w stanie śledzić wystarczającej liczby satelitów, trilateracja kończy się niepowodzeniem. Przeszkody, takie jak duże budynki lub góry, mogą również blokować słabe sygnały satelitarne i uniemożliwiać dokładne obliczenie lokalizacji. Urządzenie GPS powiadomi użytkownika w pewien sposób, że nie jest w stanie podać prawidłowych informacji o pozycji.
Satelity mogą również tymczasowo zawieść. Sygnały mogą poruszać się zbyt wolno, na przykład z powodu czynników w troposferze i jonosferze. Sygnały mogą również pingować pewne formacje i struktury na Ziemi, powodując błąd trilateracji.
Rządowe technologie i systemy GPS
GPS został wprowadzony w 1978 roku wraz z wystrzeleniem pierwszego globalnego satelity pozycjonującego. Był kontrolowany i używany wyłącznie przez rząd USA do lat 80. XX wieku. Pełna flota 24 aktywnych satelitów kontrolowanych przez USA nie weszła do użytku do 1994 roku.
Urządzenie GPS nie wysyła danych do satelitów. Urządzenia GPS, takie jak smartfony wyposażone w tę technologię, mogą również wykorzystywać systemy telefoniczne, takie jak wieże i sieci telefonii komórkowej oraz połączenia internetowe, aby jeszcze bardziej zwiększyć dokładność lokalizacji. Podczas korzystania z tych dwóch ostatnich systemów urządzenie GPS może wysyłać dane do tych systemów.
Ponieważ system satelitarny GPS jest własnością rządu USA i może selektywnie odmawiać lub ograniczać dostęp do sieci, inne kraje opracowały własne sieci satelitarne GPS. Należą do nich:
- Chiński system nawigacji satelitarnej BeiDou
- Rosyjski globalny system nawigacji satelitarnej (GLONASS)
- System pozycjonowania Galileo Unii Europejskiej
- Indyjski regionalny system nawigacji satelitarnej (IRNSS), znany również jako NAVIC
FAQ
Jak wyłączyć GPS w telefonie?
Aby wyłączyć GPS w urządzeniu, wyłącz usługi lokalizacyjne. Po wyłączeniu usług lokalizacyjnych możesz nie być w stanie korzystać z niektórych aplikacji. Nie można wyłączyć Enhanced 911, funkcji we wszystkich telefonach używanych przez dyspozytorów ratunkowych do znajdowania osób w razie wypadku.
Jak znaleźć współrzędne GPS w telefonie?
W Mapach Google ustaw znacznik lokalizacji, aby zobaczyć współrzędne GPS na mapie. Niestety, Apple Maps nie pokazuje współrzędnych GPS, ale istnieją aplikacje GPS do wędrówek, które dostarczają informacji o lokalizacji.
Co to jest lokalizator GPS?
GPS trackery to urządzenia, które śledzą i raportują dane o lokalizacji. Firmy używają ich do śledzenia pojazdów służbowych, a rodzice mają dostęp do komercyjnych pojazdów do śledzenia nastoletnich kierowców. Niektóre urządzenia śledzące GPS dają nawet alerty w czasie rzeczywistym, gdy kierowca przekroczy prędkość lub zboczy z określonego obszaru.
Co to jest wspomagany GPS?
Assisted GPS, znany również jako AGPS, zbiera informacje o lokalizacji z wież komórkowych (zamiast satelitów), aby poprawić dokładność GPS na urządzeniach mobilnych. Budynki mogą zakłócać sygnały satelitarne GPS, więc AGPS jest czasem niezbędny do określenia Twojej lokalizacji.
