Fysik

GPS - Vad det är, hur det fungerar


Vilken förare förlorades aldrig och "räddades" med en GPS? Sedan starten kan vi säga att GPS är ett oundgängligt verktyg för förare, eftersom det förutom att identifiera deras plats och vägleda vägarna att följa hjälper till att kontrollera trafiken, förbättra säkerheten och trafikens flytande i allmänhet.

Förkortningen GPS står för Global Positioning System, som på portugisiska betyder Global Positioning System. Det är en teknik som använder satelliter och enheter för att ge platsinformation över hela världen. GPS har utvecklats förutom att det används ofta i bilar och erbjuder idag några andra funktioner som inte bara gäller platsen.


GPS (Global Positioning System)

Tekniken fungerar

Det finns för närvarande två system som tillåter satellitnavigering: Den amerikanska GPS och den ryska GLONASS. Två andra system implementeras: Galileo från Europeiska unionen och Compass från Kina.

Den amerikanska GPS-enheten består av ett geografiskt positioneringssystem som har totalt 24 satelliter och fyra reservdelar, i sex plan nära planets jordbana, på en höjd av 19 000 km.

Det ger oss koordinaterna för en viss plats på jorden så länge vi har en GPS-signalmottagare. Så den mottagaren, som vi bär här på jorden, vet exakt var dessa satelliter är.

Dessa satelliter distribueras så att en mottagare, placerad var som helst på jordens yta, alltid kommer att vara inom räckhåll för minst tre av dem (fyra eller mer för större noggrannhet). Följaktligen är lokalisering baserad på beräkningar som sker genom en process som kallas triangulering, illustrerad nedan.


Triangulering från satelliter är basen för GPS-systemet.

I trianguleringsprocessen skickar tre satelliter signalen till mottagaren, som beräknar hur lång tid det tog varje signal att nå den. Förutom det markbundna läget kan GPS-mottagaren också känna till mottagarens höjd från havsnivån, men en fjärde satellit krävs.

Både satelliter och GPS-mottagare har en inbyggd klocka som exakt markerar tiden i nanosekunder. När satelliten skickar signalen till mottagaren skickas också den tid den lämnade satelliten.

Genom att fånga satellitsignaler beräknar mottagaren avståndet mellan dem med tidsintervallet mellan det lokala ögonblicket och det ögonblick som signalerna skickades. Med hänsyn till signalens utbredningshastighet kan mottagaren befinna sig i korsningen mellan dessa data, vilket gör det möjligt att identifiera exakt var enheten befinner sig på jorden.

För att hålla mottagarens position alltid uppdaterad sker sändningen av dessa signaler kontinuerligt med en hastighet av 300 tusen kilometer per sekund (ljusets hastighet) i vakuum.

Därifrån, eftersom GPS-mottagaren redan vet var du är, jämför den din plats med en karta (utvecklad av företaget som skapade enheten), som visar dig exakt vart du måste åka för att komma till din destination.

Hur kom det till

Det amerikanska försvarsdepartementet har skapat och underhållit GPS-systemet sedan 1978, även om det förklarades att det var fullt operativt först 1995. Först beslutade den amerikanska regeringen att det civila systemet skulle få en mindre noggrann signal med en marginal på fel på plats cirka 100 meter, medan militären skulle få en signal tio gånger mer exakt.

GPS kom först in på ett slagfält i Gulfkriget (1990-1991) och hjälpte till att vägleda soldater i öknen. Den amerikanska armén hade dock få GPS-mottagare av militär typ och, för att utrusta sina trupper, var det tvunget att köpa tusentals civila enheter.

Således släppte försvarsdepartementet den mest exakta signalen till alla civila mottagare att inte skada sina soldater. Begränsningarna, som kom tillbaka efter kriget, slutade först år 2000, då regeringen slutligen gav den exakta signalen till alla.

Långt bortom trafiken

GPS är användbart idag i praktiskt taget alla situationer och yrken där exakt platsspårning krävs, till exempel:
- flyg- och navigationsfordon
- utnyttjande av naturresurser
- expeditioner i skog eller grottor
- jordbruk
- geologi
- arkeologi
bland andra.

Förbjudna funktioner

För närvarande förbjuder samma trafikförordning som tillåter användning av GPS installation av utrustning som kan generera bilder för underhållningsändamål till föraren. Detta är fallet med multimediacentra som finns i de flesta nya bilar.

Således säger lagen att om systemet är installerat på framsidan av fordonet när fordonet är i rörelse, måste det ha en automatisk mekanism som gör att det inte fungerar eller byter det till den oberoende förarens vägledningsinformationsfunktion. av föraren eller passagerarna. Underlåtenhet att göra detta leder till en allvarlig trafiköverträdelse. Installation för att se bakre passagerare är tillåten.

Detsamma gäller för digital-tv, som bara ska fungera under samma förhållanden som nämns ovan.