Global Positioning System
Το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης, γνωστό και ως GPS, είναι ένα σύστημα δορυφόρων που έχει σχεδιαστεί για να βοηθά στην πλοήγηση στη Γη, στον αέρα και στο νερό.
Ένας δέκτης GPS δείχνει πού βρίσκεται. Μπορεί επίσης να δείχνει πόσο γρήγορα κινείται, προς ποια κατεύθυνση πηγαίνει, πόσο ψηλά είναι και ίσως πόσο γρήγορα ανεβαίνει ή κατεβαίνει. Πολλοί δέκτες GPS διαθέτουν πληροφορίες για μέρη. Οι δέκτες GPS για αυτοκίνητα διαθέτουν δεδομένα ταξιδιού, όπως οδικούς χάρτες, ξενοδοχεία, εστιατόρια και πρατήρια καυσίμων. Τα GPS για σκάφη περιέχουν ναυτικούς χάρτες με λιμάνια, μαρίνες, ρηχά νερά, βράχια και υδάτινους δρόμους. Άλλοι δέκτες GPS κατασκευάζονται για αεροναυτιλία, πεζοπορία και backpacking, ποδηλασία ή πολλές άλλες δραστηριότητες. Η πλειονότητα των συσκευών βρίσκεται σε smartphones.
Οι περισσότεροι δέκτες GPS μπορούν να καταγράψουν πού έχουν πάει και να βοηθήσουν στον προγραμματισμό ενός ταξιδιού. Κατά τη διάρκεια ενός προγραμματισμένου ταξιδιού, προβλέπει το χρόνο μέχρι τον επόμενο προορισμό.
Δέκτες GPS. Οι άνθρωποι μπορούν να τους έχουν μαζί τους για να εντοπίζουν πού βρίσκονται και να σχεδιάζουν πού και πώς θα πάνε στο επόμενο μέρος.
Πώς λειτουργεί
Μια μονάδα GPS λαμβάνει ραδιοσήματα από δορυφόρους στο διάστημα σε τροχιά γύρω από τη Γη. Υπάρχουν 31 δορυφόροι σε ύψος 20.200 χιλιομέτρων πάνω από τη Γη. Η περίοδος τροχιάς είναι 11 ώρες και 58 λεπτά. Κάθε κύκλος έχει ακτίνα 26.600 χιλιομέτρων (16.500 mi) λόγω της ακτίνας της Γης. Μακριά από το Βόρειο και το Νότιο Πόλο, μια μονάδα GPS μπορεί να λαμβάνει σήματα από 6 έως 12 δορυφόρους ταυτόχρονα. Κάθε δορυφόρος περιέχει ένα ατομικό ρολόι το οποίο ρυθμίζεται προσεκτικά από τη NORAD αρκετές φορές κάθε μέρα.
Τα ραδιοσήματα περιέχουν πληροφορίες σχετικά με την ώρα και τη θέση του δορυφόρου, συμπεριλαμβανομένης της εφεμερίδας του. Ο δέκτης GPS αφαιρεί την τρέχουσα ώρα από την ώρα αποστολής του σήματος. Η διαφορά είναι πόσο καιρό πριν στάλθηκε το σήμα. Η χρονική διαφορά πολλαπλασιασμένη με την ταχύτητα του φωτός είναι η απόσταση από τον δορυφόρο. Η μονάδα GPS χρησιμοποιεί τριγωνομετρία για να υπολογίσει πού βρίσκεται από τη θέση και την απόσταση κάθε δορυφόρου. Συνήθως πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον τέσσερις δορυφόροι για την επίλυση των γεωμετρικών εξισώσεων. Ένας δέκτης GPS μπορεί να υπολογίσει τη θέση του πολλές φορές σε ένα δευτερόλεπτο.
Πολλοί φθηνοί καταναλωτικοί δέκτες έχουν ακρίβεια 20 μέτρων (66 πόδια) σχεδόν οπουδήποτε στη Γη.
Μια μονάδα GPS μπορεί συνήθως να υπολογίζει και την τρέχουσα ταχύτητά της. Οι φτηνές συσκευές, όπως σε ένα κινητό τηλέφωνο, το κάνουν αυτό συγκρίνοντας την παρούσα θέση με την πρόσφατη θέση. Τα ακριβά, όπως σε ένα αεροπλάνο, χρησιμοποιούν το φαινόμενο Doppler και είναι πολύ ακριβή.
Οι δορυφόροι GPS περιφέρονται γύρω από τη γη σε τέσσερα επίπεδα, καθώς και σε μια ομάδα πάνω από τον ισημερινό. Οι μπλε δορυφόροι εδώ είναι ορατοί σε έναν δέκτη GPS στις 45° βόρεια. Οι κόκκινοι δορυφόροι εμποδίζονται από τη Γη.
Ιστορία
Διάφορα συστήματα ραδιοπλοήγησης χρησιμοποιούνται από τα μέσα του 20ού αιώνα. Στη δεκαετία του 1960, πειράματα τοποθέτησαν τους ραδιοπομπούς σε δορυφόρους. Ένα νέο σύστημα, που αρχικά ονομάστηκε Navstar, σχεδιάστηκε τη δεκαετία του 1970 από την Πολεμική Αεροπορία των Ηνωμένων Πολιτειών. Έγινε GPS και χρησιμοποιήθηκε μόνο από τον αμερικανικό στρατό. Το 1983 ο πρόεδρος Ρόναλντ Ρέιγκαν έδωσε εντολή να επιτραπεί σε όλους να χρησιμοποιούν το σύστημα, αν και ήταν ακόμη πολύ μικρό για να είναι πολύ χρήσιμο. Το σήμα υψηλότερης ακρίβειας ήταν κρυπτογραφημένο και μόνο οι ένοπλες δυνάμεις μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν, αλλά τη δεκαετία του 1990 αποκρυπτογραφήθηκε προσωρινά και αυτό έγινε μόνιμο στο γύρισμα του αιώνα.
Ορισμένοι δέκτες GPS είναι ξεχωριστές μονάδες με δική τους τροφοδοσία και οθόνη. Αυτοί ήταν η πλειοψηφία τον 20ό αιώνα. Οι στρατιωτικοί δέκτες έδειχναν τότε μόνο τις γεωγραφικές συντεταγμένες ή κάποιοι δεν είχαν οθόνη αλλά έδιναν μόνο τις συντεταγμένες σε ένα άλλο μηχάνημα.
Τώρα, η πλειονότητα των δεκτών GPS είναι μέρος των κινητών τηλεφώνων και πολλοί είναι ενσωματωμένοι σε ρολόγια χειρός, αυτοκίνητα και άλλες συσκευές. Το τμήμα GPS ενός κινητού τηλεφώνου είναι μικρό και συνήθως φτωχό, αλλά το τηλέφωνο χρησιμοποιεί επίσης σταθμούς βάσης κινητής τηλεφωνίας και σήματα Wi-Fi για να βοηθήσει.
Άλλα συστήματα
Υπάρχουν και άλλα συστήματα που λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο. Ένα από αυτά τοποθετήθηκε στο διάστημα από τη Ρωσία και ονομάζεται GLONASS. Ένα άλλο που δεν έχει γίνει ακόμη, ονομάζεται Galileo και κατασκευάστηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης (GPS);
A: Το GPS είναι ένα σύστημα δορυφόρων που έχει σχεδιαστεί για να βοηθά στην πλοήγηση στη Γη, στον αέρα και στο νερό.
Ε: Τι δείχνει ένας δέκτης GPS;
A: Ένας δέκτης GPS δείχνει πού βρίσκεται, πόσο γρήγορα κινείται, προς ποια κατεύθυνση πηγαίνει, πόσο ψηλά βρίσκεται και ίσως πόσο γρήγορα ανεβαίνει ή κατεβαίνει.
Ερ: Τι πληροφορίες περιέχουν τα GPS για αυτοκίνητα;
Α: Τα GPS για αυτοκίνητα διαθέτουν δεδομένα ταξιδιού, όπως οδικούς χάρτες, ξενοδοχεία, εστιατόρια και πρατήρια καυσίμων.
Ερ: Τι πληροφορίες περιέχουν τα GPS για σκάφη;
Α: Τα GPS για σκάφη περιέχουν ναυτικούς χάρτες με λιμάνια, μαρίνες, ρηχά νερά, βράχια και πλωτές οδούς.
Ερ: Για ποιες άλλες δραστηριότητες είναι φτιαγμένοι οι δέκτες GPS;
Α: Άλλοι δέκτες GPS κατασκευάζονται για αεροναυτιλία, πεζοπορία και backpacking, ποδηλασία ή πολλές άλλες δραστηριότητες.
Ε: Πού βρίσκεται η πλειονότητα των δεκτών GPS;
Α: Η πλειονότητα των δεκτών GPS βρίσκεται στα smartphones.
Ε: Τι μπορούν να κάνουν οι περισσότεροι δέκτες GPS;
Α: Οι περισσότεροι δέκτες GPS μπορούν να καταγράφουν πού έχουν βρεθεί και να βοηθούν στον προγραμματισμό ενός ταξιδιού. Κατά τη διάρκεια ενός προγραμματισμένου ταξιδιού, προβλέπει τον χρόνο μέχρι τον επόμενο προορισμό.
