Всичко за GPS
GPS, технологията, създадена от американците за военни цели, революционизира начина ни на пътуване по суша, вода и въздух през последните 50 години.
Обща информация за GPS навигационната система
Видове оборудване, което може да използва GPS навигационната система
Как можете да се възползвате от GPS във вашето ежедневие
Глобална система за позициониране (GPS) - е структурата, използвана днес по света за установяване на маршрути за пътуване и за установяване на точното местоположение на хора или предмети.
Обща информация за GPS навигационната система
Идеята за създаване на система за насочване принадлежи за първи път на американеца J.W. Джоунс. През 1909 г. той е изобретил „Картата на Джоунс на живо“, система, посветена на автомобилистите. Пътуването с изобретението на Джоунс обаче беше доста трудно, включващо идентифициране на маршрути с помощта на карти, отпечатани на дискове и специални циферблати.
С развитието на науката системите за ориентиране стават все по-сложни. Днес най-известният от тях е GPS. Създаден е и в САЩ, първоначално за военни цели. Едва през 1980 г. технологията започва да се използва за улесняване и повишаване на ефективността на гражданския транспорт и за улесняване на работата на изследователите.
Какво е GPS навигационна система
GPS системата се състои от 3 основни сегмента:
1. Пространствена. Има 24 спътника, които обикалят около Земята поне два пъти на ден, на средна надморска височина от около 20 000 метра над земята. Всеки от тях предава данни на военни или граждански честоти към наземни приемници. Първият такъв спътник от 71 успешно излезе в орбита през 1978 година.
2. Контрол. В момента сателитите се контролират от наземна мрежа от антени и контролни центрове. Системата се нарича Architecture Evolution Plan (AEP) и е въведена в експлоатация през 2007 г. Американското правителство информира, че след няколко години AEP ще бъде напълно заменена от много по-ефективна система, наречена Система за оперативно управление от следващо поколение (OCX).
3. От потребителите. Състои се от всички, които използват данните, предоставени от системата, за военни и граждански цели. Всеки граждански потребител може, с помощта на своя приемник, да има достъп до данни, идващи едновременно от 4 сателита. Вместо това американските военновъздушни сили навигират, като използват данни от 24 спътника едновременно.
Как и къде работят GPS навигационните системи
По всяко време всеки GPS приемник - като тези, вградени в навигатори, мобилни телефони и интелигентни часовници - приема едновременно електромагнитни сигнали, предадени със скорост 50 бита/секунда от 4 от сателитите. Вграденият GPS компютър идентифицира разстоянието до всеки сателит и въз основа на него определя текущата ви позиция.
Всъщност данните от 3 спътника са достатъчни, за да се определи точно местоположението на приемника. Следователно методът за локализация се нарича още триангулация. Сигналите от четвъртия спътник са излишни и се използват само за потвърждение.
Използване на GPS системата
Основната функция на системата е да комуникира постоянно вашата позиция. Вашите координати обаче няма да са ви от полза, ако не са насложени върху карта с разпознаваеми места и пътища, които да следвате до вашата дестинация.
Ето 4-те най-често използвани системи на GPS:
Местоположение
Определянето на позицията на точка чрез GPS системата се извършва чрез определяне:
1. псевдо-разстояние. Разстоянието между сателита и приемника се изчислява чрез определяне на времето, необходимо за преминаване на радиосигнала. Радиовълните се разпространяват със скоростта на светлината, т.е. 300 000 km/s. Всеки сателит има отделен сигнал, наречен PRM (модулация с частичен отговор), така че приемникът да знае за какво се отнася.
2. на фазата. Разстоянието между спътника и приемника се разделя на цяло число дължини на вълната и част от дължината на вълната. Този метод изисква използването на по-добър приемник. Измерването обаче е много по-точно (с грешка от 10-20 mm). Недостатъкът му е, че изисква престой от поне 10 минути на даден момент, през което време приемникът трябва да е напълно неподвижен и да има сателитна връзка.
Навигация
Приемникът е компонентът на GPS системата, който припокрива триангулираното положение на картите. По този начин GPS устройството - било то специално или мобилно приложение - може по всяко време да ви посочи къде се намирате във връзка с предварително зададен маршрут за пътуване.
За да бъде наистина полезен за навигация, GPS софтуерът за картографиране трябва да бъде актуализиран. Компаниите за цифрово картографиране непрекъснато работят по това, тъй като над 5% от пътищата се променят или преконфигурират всяка година.
преследване
GPS система за проследяване има 3 основни компонента:
1. сървър, постоянно свързан чрез Интернет/GPS с приемниците
2. GPS приемник (мобилният телефон е достатъчен)
3. програма за наблюдение, която също така изпълнява карти на маршрута, по който приемникът пътува.
С помощта на GPS система, един предприемач би могъл да гарантира например, че товарният му вагон не се отклонява от установения маршрут.
GPS картографиране
Картографите използват GPS системата за съставяне на нови карти. В зависимост от тяхната специфичност има два вида специални GPS устройства: такива за автомобилна навигация и топографски.
Устройствата за автомобили съдържат само улични карти и свързана с тях информация, като са почти безполезни извън обществените пътища. Те са най-подходящи обаче, когато пътувате много в града и трябва бързо да намерите различни адреси.
Топографските GPS са специално проектирани за зони извън уличната мрежа. Често обаче те също могат успешно да отговорят на изискванията на градските маршрути.
Приложения, в които се използва GPS системата
В момента GPS се използва в много области, от отбраната, авиацията и търговския флот до пешеходците и ориентацията на водача, картографирането, сеизмичните изследвания и климатичните изследвания.
Оптималният маршрут с помощта на GPS
Както специалното GPS навигационно оборудване, така и приложенията A-GPS (Assisted GPS) припокриват триангулираното положение на картата. Ако устройството, което използвате, има актуализирани карти, то ще може да ви покаже най-бързите и най-малко пренаселени маршрути, които бихте могли да следвате.
Ставайки интерактивни, приложенията A-GPS също могат да ви дадат информация за състоянието на пътя, който ще пътувате, задръстванията, полицейските филтри и скорошните инциденти по този маршрут.
Използване на GPS в авиацията
Авиацията беше една от първите области, в които беше въведена GPS технологията, след като стана достъпна в цивилната среда. Днес почти всички самолети излизат от завода със специален GPS приемник.
Всъщност GPS е един от най-полезните инструменти, с които пилотът разполага. Системата предоставя в реално време данни, свързани със скоростта на самолета и неговото положение спрямо летищата.
Използване на GPS в селското стопанство
Маршрутът на селскостопанско оборудване, оборудвано с GPS, може стриктно да се следва. Решението е особено ефективно при кампании за третиране на култури. Следвайки маршрута, следван от комбайните, например, земеделският производител може да определи дали хербицидите и пестицидите са били приложени върху цялата обработваема площ.
Използване на GPS от спортисти
Състезателите използват GPS устройства - най-често вградени в мобилни телефони и интелигентни часовници - за точно изчисляване на изминатото разстояние и скоростите, записани по маршрута. В сравнение с акселерометрите във фитнес гривните, GPS осигурява точни резултати.
GPS обаче може да се използва и за по-статични спортове, които се нуждаят само от местоположение, като голф.
Използване на GPS в отбранителната индустрия
Армията на САЩ е най-големият потребител на GPS системата. Военният сегмент на системата, създаден от Министерството на отбраната на САЩ, се нарича Navstar GPS и работи с пълен капацитет от 1995 г.
Сега, в сътрудничество с Boeing, американските военновъздушни сили работят за замяна на сателитите от по-старо поколение, наречени Block I, II и II A, с модерни сателити, наречени Block II F. Операцията започна през 2001 г. и все още е в разбира се.
Използвайки GPS с пълен капацитет, американските превозни средства получават точни координати за пътуване, независимо от времето, времето или позицията си на земното кълбо.
Използване на GPS в морето
Първата GPS система, адаптирана към морската навигация, е въведена през 1985 г. Тя позволява на военните и цивилните моряци да измерват по-добре скоростта на кораба и да определят точно неговата позиция.
Приложението улеснява пътуването по море, но също така помага за рационализиране на дейността в големите пристанища в света.
Океанографите все повече използват GPS системата, за да улеснят своите подводни изследвания, да установят положението на маяците и да картографират морското дъно.
Търговският флот използва системата за навигация до идеалните места за риболов и за наблюдение на миграцията на рибните популации.
Използване на GPS за безопасността на хората
С GPS автоматичното местоположение на автомобила спешните служби могат да определят кое аварийно превозно средство е най-близо до мястото на произшествието. Системата може да бъде програмирана така, че когато приемникът напусне зададения маршрут, той автоматично набира уникалния номер за спешни случаи.
Други приложения на GPS
Преди почти година платформата Amazon направи първата доставка на пакет с помощта на GPS-управляван дрон. Устройството лети 13 минути на височина 122 метра и донесе на британец устройство за видео стрийминг и торба с пуканки.
В Сингапур няколко ресторанта са заменили сервитьорите с безпилотни летателни апарати, също ръководени от GPS.
Видове оборудване, което може да използва GPS
В зависимост от начина, по който използвате GPS, ще можете да изберете най-подходящия тип приемник. Ето GPS устройствата:
За навигация
За пътуване можете да изберете или специално устройство, което приема информация, предавана в рамките на GPS, или приложение за вашия мобилен телефон, таблет или интелигентен часовник.
Специално GPS навигационно оборудване
Те са най-подходящи, когато пътувате много с кола. Ето какво трябва да имате предвид при избора му:
1. Няма нужда от 3G сигнал или интернет връзка за посочване на позиция.
2. Той е по-точен и можете да разчитате повече на него, когато пътувате в дивата природа. Той има по-голям екран и маршрутът може да бъде по-лесен за следване.
3. Не прекъсвайте приложението за навигация, когато получите повикване или съобщение.
1. Използвайте само за навигация.
2. Остава постоянно в колата, като през повечето време не е оборудван с функция за ориентация на пешеходци
GPS оборудване с навигационни приложения
Системата A-GPS, инсталирана на таблети, мобилни телефони и интелигентни часовници, е идеална за града. Ето 3 от най-популярните A-GPS приложения, работещи на операционни системи Android и iOS:
- Google Maps. Той е предварително инсталиран на телефони с Android. Тя ви позволява да използвате картите онлайн или да ги изтеглите и да ги предоставите дори след прекъсване на връзката с интернет. Това е приложение, използвано по целия свят, така че е идеално за пътувания в чужбина.
- Уейз. Приложението е създадено специално за тези, които пътуват в претъпкани градове. Той основава своята ефективност на общност от шофьори, които постоянно съобщават за състоянието на пътищата.
- отивам. Това е едно от най-популярните GPS приложения както за iOS, така и за Android. Първоначално е бил използван за специални GPS устройства и е адаптиран да се превърне в A-GPS.
Особеността е, че паралелно със сателитните данни, интелигентните устройства събират информация от 4G и Wi-Fi мрежи и това увеличава скоростта и точността на позиционирането. В дивата природа обаче в райони, където скалните стени блокират сигнала, грешките в местоположението на тази система достигат 50 m.
Има и компромисно решение: телефонът може да бъде сдвоен, чрез кабел или Bluetooth, с външен GPS приемник. В тази ситуация A-GPS на телефона се заменя със специален приемник и по този начин точността на местоположението е несравнимо по-добра.
За наблюдение на движението
Освен че ви помага да се ориентирате, GPS ви позволява постоянно да наблюдавате положението на обектите и хората с помощта на прости устройства. Ето го:
GPS тракер
Това са устройствата, които се инсталират на автомобили или други обекти, които искате да проследите. Най-модерните от гамата проследяване на автомобили позволяват не само проследяване и запис на скоростта, с която се движи автомобил, но и спирането му чрез дистанционно управление.
Високоефективните тракери ще могат да триангулират позицията на превозно средство, навсякъде по света, с грешка от само 10 метра.
GPS регистратор
Устройството за регистриране на GPS съхранява на различни интервали текущото положение на GPS приемника. Съвременните регистратори се предлагат с карти с памет и USB портове. Някои дори могат да се използват като памет за изтегляне на информация, съхранена на вашия компютър, където тя ще бъде анализирана.
Общите формати за съхранение на данни са: GPX, KML и NMEA.
Интелигентно GPS оборудване
Повечето смартфони и смарт часовници имат вградени GPS приемници. Това означава, че можете да ги използвате, за да триангулирате позицията си и да се придвижвате по суша. Освен това позицията и скоростта, с които се движат тези обекти, могат да бъдат проследени чрез GPS. Технологията обаче не е достъпна за широката публика.
Как можете да се възползвате от GPS във вашето ежедневие
GPS системата може да ви бъде от реална полза при ежедневните ви дейности. Ето 7 ситуации, на които знаете, че можете да разчитате:
Най-добрият маршрут с помощта на GPS
Дори и да сте пътували много пъти, струва си да пътувате следващия път, подпомогнати от GPS. Упътванията от сателитите могат да ви помогнат да избегнете задръстванията, да намерите преки пътища или по-добри пътища.
Как GPS ви помага да не се изгубите
Когато GPS приемникът триангулира позицията и я постави на карта, е невъзможно да се изгубите дори на места, които никога не сте посещавали. Всичко, което трябва да направите, е да следвате навигационните инструкции, които вашето GPS устройство ви показва и ще стигнете до желаната дестинация.
Намерете любимите си хора с GPS
Има малки GPS приемници, които приличат на цветни играчки, които можете да поставите в джоба или раницата на детето си, така че да можете постоянно да следите тяхното положение.
Използвайте GPS и намерете изгубени предмети
Мобилните телефони и интелигентните часовници имат вградени GPS приемници. Не забравяйте да активирате функциите от типа „намери моя телефон“ и винаги ще виждате на карта къде са вашите обекти. Дори и след като са ви откраднати.
GPS, полезен за спорт и здраве
За да ви предостави точни данни, софтуерът за мониторинг на спортни резултати се нуждае от данни, предадени от GPS. Знаейки скоростта, с която бягате, или височината, на която тренирате, софтуерът ще може да ви даде пълна информация относно, например, вашата консумация на калории.
Открийте интересни цели с помощта на GPS
Картите на специализирани GPS или A-GPS устройства обикновено включват основните забележителности на мястото, което посещавате. Използвайте ги и ще се ориентирате по-лесно, отколкото с класическа карта. Освен това е по-вероятно да откриете цели, за съществуването на които не сте знаели.
Водете дневник на любимите си GPS дейности
Специалното GPS или A-GPS устройство съхранява маршрутите, по които пътувате. Пазете ги и ще имате подробен и точен дневник на всички места и цели, които сте посетили.
Въпреки че първоначално е създаден и се използва само за военни цели, GPS вече има роля във всичко, което означава движение, в световен мащаб. Използва се от пешеходци, автомобили, кораби и самолети. Добре е да се ориентирате, да държите близък под наблюдение или да възстановявате изгубен предмет. Научете всичко за това как ефективно да използвате тази революционна технология в пълното ръководство по-горе.