Žijeme již v budoucnosti. Máme kapesní zařízení, která používají satelity k přesnému určení naší přesné polohy téměř kdekoli na planetě. Napadlo vás ale někdy, jak funguje GPS?
Zařízení GPS ve skutečnosti nekontaktují satelity a nepřenášejí jim informace. Přijímají pouze data ze satelitů - data, která jsou neustále přenášena. GPS však není jediným způsobem, jak mohou zařízení určit vaši polohu.
Kredit obrázku: NASA
Od satelitů po dlaň
Globální poziční systém byl původně vytvořen Spojeným státem pro vojenské použití, ale nakonec byl otevřen pro civilní použití. Nejméně 24 satelitů GPS je vždy na oběžné dráze kolem Země a neustále vysílá data.
Družice jsou uspořádány na oběžné dráze tak, že z jakéhokoli bodu na Zemi jsou na obloze viditelné čtyři satelity. (Ve skutečnosti je nevidíte, ale pro rádiové přenosy existuje přímá cesta.) To znamená, že GPS nebude fungovat, pokud jsou signály blokovány - budete potřebovat poměrně přímou cestu mezi vámi a oblohou. V podzemním bunkru nebo v jeskyni pod horou to nebude fungovat.
Družice GPS neustále vysílají rádiové signály směrem k Zemi. Každý přenos zahrnuje umístění satelitu GPS a čas odeslání signálu. Každý satelit má na palubě atomové hodiny, takže čas je velmi přesný.
Kredit obrázku: Cliff on Flickr
Jak GPS určuje vaši polohu
Zařízení s integrovaným GPS - ať už je to specializovaná GPS navigační jednotka do auta nebo smartphone - funguje pouze jako přijímač GPS. Zařízení s GPS ve skutečnosti „nekontaktuje“ satelity, aby určilo jeho polohu. Místo toho pouze poslouchá rádiové signály, které jsou z těchto satelitů vysílány pořád.
Přijímač GPS „naslouchá“ signálům ze čtyř nebo více satelitů. Signály z bližších satelitů dorazí dříve, zatímco signály ze vzdálenějších satelitů dorazí později. (Skutečný časový rozdíl je velmi malý, ale může být detekován přijímačem GPS.) Porovnáním času, kdy byl signál vysílán, a času, kdy signál dorazil, může přijímač odhadnout jeho relativní vzdálenost od všech čtyř satelitů. Pomocí trilaterace může přijímač určit jeho umístění.
Trilaterace může znít trochu komplikovaně, ale ve skutečnosti je to docela jednoduché. Představte si, že vám někdo řekl, že jste 500 mil od New Yorku, 800 mil od Miami a 700 mil od Kansas City. S těmito informacemi můžete určit region, který má správnou vzdálenost od všech těchto měst, a odhadnout vaši aktuální polohu. Pokud bychom vám řekli vaši vzdálenost od čtvrtého města, mohli byste odhadnout vaši polohu ještě přesněji. To je stručně řečeno trilaterace a to je to, co přijímače GPS dělají, kdykoli je používáte.
Kredit obrázku: Alfa na Flickru
Alternativy k GPS
GPS není jediný způsob, jak mohou zařízení odhadnout vaši aktuální polohu. Služba 911 využívá informace o síle mobilní věže k triangulaci polohy mobilních telefonů. Funguje to podobným způsobem - měřením rozdílů v síle signálu mezi více věžemi buněk může vaše zařízení odhadnout vaši aktuální polohu.
Některá zařízení mohou také k určení jejich aktuální polohy použít poziční systém založený na Wi-Fi (WPS). Po okolí jezdí nákladní vozy Google s ulicí, které zachycují názvy blízkých přístupových bodů a jejich relativní sílu na určitých místech. Váš smartphone vyhledá bezdrátové sítě v okolí a poté odešle seznam jejich jmen a síly signálu na servery Google. Google používá jejich databázi a odhady, kde se nacházíte. (Google není jediným poskytovatelem dat pozičního systému založeného na Wi-Fi, ale je to ten, s nímž bude většina lidí obeznámena.) To může být obzvláště výhodné ve vnitřních prostorách, na které signály GPS nedosahují.
Systém GPS není jedinou sítí satelitů, které lze použít k určování polohy. Rusko má svůj vlastní systém GLONASS a Čína má BDS. Evropa také pracuje na vlastní alternativě k GPS, známé jako Galileo. GPS mohl být vypnut nebo omezen v době války nebo konfliktu, takže národy chtějí, aby jejich vlastní satelity byly soběstačné.
Kredit obrázku: Richard Smith na Flickru
Samotné GPS nepředstavuje problém ochrany osobních údajů - například pokud máte pro svůj vůz starou GPS jednotku, pravděpodobně není schopna přenášet vaši polohu. V kombinaci s technologií přenosu však může být ochrana soukromí GPS. Sledovací zařízení GPS nepoužívají pouze přijímače GPS - ukládají data GPS pro pozdější načítání nebo přenášejí data GPS.
