Már a jövőben élünk. Olyan kézi készülékeink vannak, amelyek műholdak segítségével pontosan meghatározzák pontos helyünket a bolygón bárhol. De elgondolkodott már azon, hogy a GPS hogyan működik?
A GPS-eszközök valójában nem lépnek kapcsolatba a műholdakkal, és nem továbbítanak információkat nekik. Csak műholdakról fogadnak adatokat - ezeket az adatokat mindig továbbítják. Azonban a GPS nem az egyetlen módja annak, hogy az eszközök meghatározzák az Ön tartózkodási helyét.
Kép jóváírása: NASA
A műholdaktól a tenyeréig
A globális helymeghatározó rendszert eredetileg az Egyesült Államok hozta létre katonai felhasználásra, de végül polgári felhasználásra nyitotta meg. Legalább 24 GPS-műhold kering mindig a Föld körül, és folyamatosan sugároznak adatokat.
A műholdak úgy vannak elrendezve a pályán, hogy négy műhold látható az égen a Föld bármely pontjáról. (Valójában nem láthatja őket, de van egy közvetlen út a rádióadásokhoz.) Ez azt jelenti, hogy a GPS nem fog működni, ha a jeleket blokkolják - meglehetősen közvetlen utat szeretne magának és az égnek. Egy földalatti bunkerben vagy egy hegy alatti barlangban nem fog működni.
A GPS műholdak folyamatosan továbbítják a rádiójeleket a Föld felé. Minden adás tartalmazza a GPS műhold helyét és a jel elküldésének idejét. Minden műholdnak van egy atomórája a fedélzetén, így az idő nagyon pontos.
Kép jóváírása: Szikla a Flickr-en
Hogyan határozza meg a GPS az Ön tartózkodási helyét
A beépített GPS-szel rendelkező készülék - legyen az dedikált autóban lévő GPS navigációs egység vagy okostelefon - csak GPS-vevőként működik. A GPS-szel ellátott készülék valójában nem „keresi meg” a műholdakat, hogy meghatározza a helyét. Ehelyett csak hallgatja a rádiójeleket, amelyeket folyamatosan sugároznak ezek a műholdak.
A GPS-vevő négy vagy több műhold jelét „hallgatja”. A közelebbi műholdak jelei hamarabb érkeznek, míg a távolabbi műholdak jelei később érkeznek. (A tényleges időeltolódás nagyon kicsi, de a GPS-vevő érzékeli.) A jel sugárzási idejének és a jel érkezési idejének összehasonlításával a vevő megbecsülheti a mind a négy műholdhoz viszonyított relatív távolságát. A trilateráció segítségével a vevő meghatározhatja a helyét.
Trilateráció kissé bonyolultnak tűnhet, de valójában meglehetősen egyszerű. Képzelje el, ha valaki azt mondaná, hogy 500 mérföldre van New Yorktól, 800 mérföldre Miamitól és 700 mérföldnyire Kansas Citytől. Ezekkel az információkkal meghatározhat egy régiót, amely megfelelő távolságra van az összes várostól, és megbecsülheti az aktuális tartózkodási helyét. Ha elmondanánk a távolságot egy negyedik várostól, még pontosabban becsülhetné meg a tartózkodási helyét. Ez dióhéjban háromoldalú, és ezt a GPS-vevők teszik mindig, amikor használja őket.
Kép jóváírása: Alfa a Flickr-en
Alternatives to GPS
Az eszközök nem csak így becsülhetik meg az Ön tartózkodási helyét. A 911 szolgáltatás a cellatorony erősségével kapcsolatos információkat használja a mobiltelefonok helyzetének háromszögelésére. Ez hasonló módon működik - a több cellás torony közötti jelerősség-különbségek mérésével a készülék megbecsülheti az Ön jelenlegi helyzetét.
Néhány eszköz Wi-Fi alapú helymeghatározó rendszert (WPS) is használhat jelenlegi helyzetének meghatározásához. A Google utcaképű teherautói körbejárják, rögzítve a közeli hozzáférési pontok nevét és azok relatív erősségeit bizonyos helyeken. Az okostelefon megkeresi a közeli vezeték nélküli hálózatokat, majd elküldi a nevük és jelerősségük listáját a Google szervereinek. A Google használja az adatbázisukat, és becsli, hogy hol tartózkodik. (A Google nem az egyetlen szolgáltató a Wi-Fi-alapú helymeghatározó rendszer adataihoz, de a legtöbb ember ismeri majd.) Ez különösen kényelmes lehet beltéri helyeken, ahol a GPS-jelek nem érhetők el.
A GPS-rendszer sem az egyetlen műholdhálózat, amely felhasználható a helymeghatározáshoz. Oroszországnak megvan a maga GLONASS rendszere, Kínának pedig a BDS. Európa a GPS-nél a Galileo néven ismert alternatíváján is dolgozik. A GPS háború vagy konfliktus idején leállítható vagy korlátozható, ezért a nemzetek azt akarják, hogy saját műholdjaik önellátóak legyenek.
Kép jóváírása: Richard Smith a Flickr-en
A GPS önmagában nem jelent adatvédelmi problémát - például, ha van egy régi GPS egysége autójához, valószínűleg nem képes az Ön tartózkodási helyének továbbítására. A GPS azonban adástechnikával kombinálva adatvédelmi problémát jelenthet. A GPS nyomkövető készülékek nem csak GPS vevőket használnak - a GPS adatokat későbbi visszakeresés céljából tárolják, vagy továbbítják a GPS adatokat.
