เรามีชีวิตอยู่แล้วในอนาคต เรามีอุปกรณ์พกพาที่ใช้ดาวเทียมเพื่อระบุตำแหน่งที่แม่นยำของเราเกือบทุกที่บนโลก แต่คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่า GPS ทำงานอย่างไร?
อุปกรณ์ GPS ไม่ได้สัมผัสกับดาวเทียมและส่งข้อมูลไปยังดาวเทียม พวกเขารับข้อมูลจากดาวเทียมเท่านั้น - ข้อมูลที่ส่งตลอดเวลา อย่างไรก็ตาม GPS ไม่ใช่วิธีเดียวที่อุปกรณ์จะระบุตำแหน่งของคุณได้
เครดิตรูปภาพ: นาซ่า
จากดาวเทียมสู่ฝ่ามือของคุณ
เดิมทีระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลกถูกสร้างขึ้นโดยสหรัฐอเมริกาเพื่อใช้ในการทหาร แต่ในที่สุดก็เปิดให้ใช้กับพลเรือน ดาวเทียม GPS อย่างน้อย 24 ดวงอยู่ในวงโคจรรอบโลกตลอดเวลาและมีการแพร่ภาพข้อมูลอย่างต่อเนื่อง
ดาวเทียมถูกจัดเรียงในวงโคจรเพื่อให้สามารถมองเห็นดาวเทียมสี่ดวงบนท้องฟ้าจากจุดใดก็ได้บนโลก (คุณไม่สามารถมองเห็นได้ แต่มีเส้นทางตรงสำหรับการส่งสัญญาณวิทยุ) ซึ่งหมายความว่า GPS จะไม่ทำงานหากสัญญาณถูกปิดกั้นคุณจะต้องการเส้นทางที่ค่อนข้างตรงระหว่างคุณกับท้องฟ้า ในบังเกอร์ใต้ดินหรือในถ้ำใต้ภูเขาจะใช้ไม่ได้
ดาวเทียม GPS ส่งสัญญาณวิทยุไปยังพื้นโลกอย่างต่อเนื่อง การส่งข้อมูลแต่ละครั้งประกอบด้วยตำแหน่งของดาวเทียม GPS และเวลาที่ส่งสัญญาณ ดาวเทียมแต่ละดวงมีนาฬิกาอะตอมอยู่ในตัวดังนั้นเวลาจึงแม่นยำมาก
เครดิตรูปภาพ: หน้าผาบน Flickr
GPS กำหนดตำแหน่งของคุณอย่างไร
อุปกรณ์ที่มี GPS ในตัวไม่ว่าจะเป็นหน่วยนำทาง GPS ในรถยนต์หรือสมาร์ทโฟนโดยเฉพาะจะทำหน้าที่เป็นตัวรับสัญญาณ GPS เท่านั้น อุปกรณ์ที่มี GPS ไม่ได้ "ติดต่อ" กับดาวเทียมเพื่อระบุตำแหน่ง แต่เป็นเพียงการฟังสัญญาณวิทยุที่ออกอากาศจากดาวเทียมเหล่านี้ตลอดเวลา
เครื่องรับ GPS“ ฟัง” สัญญาณจากดาวเทียมตั้งแต่สี่ดวงขึ้นไป สัญญาณจากดาวเทียมที่อยู่ใกล้จะมาถึงเร็วกว่าในขณะที่สัญญาณจากดาวเทียมที่อยู่ไกลกว่าจะมาถึงในภายหลัง (ความแตกต่างของเวลาจริงน้อยมาก แต่เครื่องรับ GPS สามารถตรวจจับได้) โดยการเปรียบเทียบเวลาที่สัญญาณออกอากาศและเวลาที่สัญญาณมาถึงเครื่องรับสามารถประมาณระยะทางสัมพัทธ์จากดาวเทียมทั้งสี่ดวงได้ จากนั้นเครื่องรับสามารถระบุตำแหน่งของมันได้
Trilateration อาจฟังดูซับซ้อนเล็กน้อย แต่จริงๆแล้วมันค่อนข้างง่าย ลองนึกภาพว่ามีคนบอกคุณว่าอยู่ห่างจากนิวยอร์ก 500 ไมล์ห่างจากไมอามี 800 ไมล์และห่างจากแคนซัสซิตี้ 700 ไมล์ ด้วยข้อมูลนี้คุณสามารถกำหนดภูมิภาคที่เป็นระยะทางที่ถูกต้องจากเมืองเหล่านี้ทั้งหมดและประมาณตำแหน่งปัจจุบันของคุณได้ หากเราบอกคุณว่าคุณอยู่ห่างจากเมืองที่สี่คุณสามารถประมาณตำแหน่งของคุณได้แม่นยำยิ่งขึ้น นั่นคือการไตร่ตรองโดยสรุปและเป็นสิ่งที่เครื่องรับ GPS กำลังทำทุกครั้งที่คุณใช้งาน
เครดิตรูปภาพ: Alpha บน Flickr
รายการทางเลือกสำหรับ GPS
GPS ไม่ใช่วิธีเดียวที่อุปกรณ์จะประเมินตำแหน่งปัจจุบันของคุณได้ บริการ 911 ใช้ข้อมูลความแรงของเสาสัญญาณมือถือเพื่อระบุตำแหน่งของโทรศัพท์มือถือ วิธีนี้ทำงานในลักษณะเดียวกันโดยการวัดความแตกต่างของความแรงของสัญญาณระหว่างเสาสัญญาณหลายเสาอุปกรณ์ของคุณสามารถประมาณตำแหน่งปัจจุบันของคุณได้
อุปกรณ์บางอย่างยังสามารถใช้ระบบกำหนดตำแหน่งตาม Wi-Fi (WPS) เพื่อระบุตำแหน่งปัจจุบันได้ รถบรรทุกสตรีทวิวของ Google ขับไปรอบ ๆ โดยบันทึกชื่อของจุดเชื่อมต่อใกล้เคียงและจุดแข็งที่สัมพันธ์กันในบางสถานที่ สมาร์ทโฟนของคุณจะสแกนหาเครือข่ายไร้สายในบริเวณใกล้เคียงจากนั้นส่งรายชื่อและจุดแข็งของสัญญาณไปยังเซิร์ฟเวอร์ของ Google Google ใช้ฐานข้อมูลและประมาณการว่าคุณอยู่ที่ไหน (Google ไม่ได้เป็นเพียงผู้ให้บริการข้อมูลระบบระบุตำแหน่งที่ใช้ Wi-Fi แต่เป็นข้อมูลที่คนส่วนใหญ่คุ้นเคย) วิธีนี้สะดวกเป็นพิเศษในสถานที่ในร่มที่สัญญาณ GPS ไม่สามารถเข้าถึงได้
ระบบ GPS ไม่ใช่เครือข่ายดาวเทียมเดียวที่สามารถใช้ในการระบุตำแหน่งได้เช่นกัน รัสเซียมีระบบ GLONASS ของตัวเองและจีนมี BDS ยุโรปกำลังพัฒนาทางเลือกอื่นสำหรับ GPS หรือที่เรียกว่า Galileo GPS อาจถูกปิดหรือ จำกัด ในช่วงสงครามหรือความขัดแย้งดังนั้นประเทศต่างๆจึงต้องการให้ดาวเทียมของตนเองพึ่งพาตนเองได้
เครดิตรูปภาพ: Richard Smith บน Flickr
GPS ในตัวเองไม่ใช่ปัญหาความเป็นส่วนตัวตัวอย่างเช่นหากคุณมีหน่วย GPS เก่าสำหรับรถยนต์ก็มีแนวโน้มว่าจะไม่สามารถส่งข้อมูลตำแหน่งของคุณได้ อย่างไรก็ตาม GPS อาจเป็นปัญหาด้านความเป็นส่วนตัวเมื่อรวมกับเทคโนโลยีการส่งสัญญาณ อุปกรณ์ติดตาม GPS ไม่ได้ใช้เพียงแค่เครื่องรับ GPS เท่านั้น แต่ยังเก็บข้อมูล GPS ไว้เพื่อเรียกค้นหรือส่งข้อมูล GPS ในภายหลัง
