Ми вже живемо в майбутньому. У нас є портативні пристрої, які використовують супутники, щоб точно визначити наше точне місце розташування майже в будь-якій точці планети. Але чи замислювались ви коли-небудь про те, як працює GPS?
Пристрої GPS насправді не контактують із супутниками і не передають їм інформацію. Вони отримують дані лише від супутників - дані, які завжди передаються. Однак GPS - це не єдиний спосіб, яким пристрої можуть визначити ваше місцезнаходження.
Кредит зображення: NASA
Від супутників до долоні
Система глобального позиціонування спочатку була створена Сполученими Штатами для військового використання, але врешті-решт була відкрита для цивільного використання. Щонайменше 24 супутники GPS завжди на орбіті навколо Землі, і вони постійно передають дані.
Супутники розташовані на орбіті так, що чотири супутники видно на небі з будь-якої точки Землі. (Ви насправді не можете їх побачити, але існує прямий шлях для радіопередач.) Це означає, що GPS не буде працювати, якщо сигнали заблоковані - ви хочете досить прямий шлях між собою та небом. У підземному бункері чи в печері під горою це не спрацює.
Супутники GPS постійно передають радіосигнали до Землі. Кожна передача включає місце розташування супутника GPS та час надсилання сигналу. Кожен супутник має атомний годинник на борту, тому час дуже точний.
Кредит зображення: Скеля на Flickr
Як GPS визначає ваше місцезнаходження
Пристрій із вбудованим GPS - будь то спеціальний вбудований GPS-навігатор або смартфон - виконує лише функцію приймача GPS. Пристрій з GPS насправді не “контактує” із супутниками, щоб визначити своє місцезнаходження. Натомість це просто прослуховування радіосигналів, які постійно транслюються з цих супутників.
Приймач GPS "слухає" сигнали з чотирьох або більше супутників. Сигнали від супутників, що знаходяться ближче, надходять швидше, тоді як сигнали від супутників, що знаходяться далі, прийдуть пізніше. (Фактична різниця в часі дуже мала, але може бути виявлена за допомогою приймача GPS.) Порівнюючи час передачі сигналу та час надходження сигналу, приймач може оцінити відносну відстань від усіх чотирьох супутників. За допомогою трилатерації приймач може потім визначити своє місцезнаходження.
Трилатерація може звучати дещо складно, але насправді це досить просто. Уявіть, якби хтось сказав вам, що ви знаходитесь в 500 милях від Нью-Йорка, 800 милях від Маямі та 700 милях від Канзас-Сіті. За допомогою цієї інформації ви можете визначити регіон, який знаходиться на правильній відстані від усіх цих міст, і оцінити ваше поточне місцезнаходження. Якби ми сказали вам вашу відстань від четвертого міста, ви могли б оцінити своє місцезнаходження ще точніше. Це в двох словах трилатерація, і це те, що приймачі GPS роблять щоразу, коли ви ними користуєтесь.
Кредит зображення: Альфа на Flickr
Альтернативи GPS
GPS не єдиний спосіб, яким пристрої можуть оцінити ваше поточне місцезнаходження. Служба 911 використовує інформацію про потужність стільникової вежі для триангуляції положення мобільних телефонів. Це працює подібним чином - вимірюючи різницю в потужності сигналу між кількома опорами стільникових пристроїв, пристрій може оцінити ваше поточне місцезнаходження.
Деякі пристрої також можуть використовувати систему позиціонування на основі Wi-Fi (WPS) для визначення свого поточного місцезнаходження. Вантажівки Google для перегляду вулиць їздять, фіксуючи назви найближчих точок доступу та їх відносну силу в певних місцях. Ваш смартфон шукає сусідні бездротові мережі, а потім надсилає список своїх імен та потужності сигналу на сервери Google. Google використовує їх базу даних і оцінює, де ви знаходитесь. (Google не є єдиним постачальником даних системи позиціонування на основі Wi-Fi, але це те, з чим знайомі більшість людей.) Це може бути особливо зручно в приміщеннях, що знаходяться в приміщенні, до яких не можуть потрапити сигнали GPS.
Система GPS - не єдина мережа супутників, яку можна використовувати для позиціонування. У Росії є своя система ГЛОНАСС, а в Китаї - BDS. Європа також працює над власною альтернативою GPS, відомою як "Галілей". GPS може бути вимкнений або обмежений під час війни чи конфлікту, тому країни хочуть, щоб власні супутники були самодостатніми.
Кредит зображення: Річард Сміт на Flickr
GPS сам по собі не є проблемою конфіденційності - наприклад, якщо у вас є старий пристрій GPS для вашої машини, він, швидше за все, не здатний передавати ваше місцезнаходження. Однак GPS може турбувати конфіденційність у поєднанні з технологією передачі. Пристрої GPS-відстеження не просто використовують приймачі GPS - вони зберігають дані GPS для подальшого пошуку або передають дані GPS.
