Трилатерация - это математический метод, используемый устройством глобальной системы позиционирования (GPS) для определения положения, скорости и высоты пользователя. Постоянно получая и анализируя радиосигналы от нескольких спутников GPS и применяя геометрию кругов, сфер и треугольников, устройство GPS может рассчитать точное расстояние или дальность до каждого отслеживаемого спутника.
Как работает трилатерация
Трилатерация - это усовершенствованная версия триангуляции, хотя в своих расчетах она не использует измерение углов. Данные с одного спутника обеспечивают общее местоположение точки в пределах большой круглой области на поверхности Земли. Добавление данных со второго спутника позволяет GPS сузить конкретное местоположение этой точки до области, в которой две области спутниковых данных перекрываются. Добавление данных с третьего спутника обеспечивает точное положение точки на поверхности Земли.
Все устройства GPS требуют трех спутников для точного расчета положения. Данные с четвертого спутника или даже с более чем четырех спутников дополнительно повышают точность определения местоположения точки, а также позволяют рассчитать такие факторы, как высота над уровнем моря или, в случае самолета, высота над уровнем моря. Приемники GPS обычно отслеживают от четырех до семи спутников одновременно и используют трилатерацию для анализа информации.
Итог
Министерство обороны США обслуживает 24 спутника, которые передают данные по всему миру. Ваше GPS-устройство может оставаться на связи как минимум с четырьмя спутниками, где бы вы ни находились, даже в лесистой местности или крупных мегаполисах с высокими зданиями. Каждый спутник дважды в день совершает оборот вокруг Земли, регулярно посылая сигналы на Землю с высоты около 12 500 миль. Спутники работают на солнечной энергии и имеют резервные батареи.
Когда GPS не работает
Когда GPS-навигатор получает недостаточно спутниковых данных, потому что он не может отслеживать достаточное количество спутников, трилатерация не работает. Препятствия, такие как большие здания или горы, также могут блокировать слабые спутниковые сигналы и препятствовать точному определению местоположения. Устройство GPS каким-то образом предупредит пользователя о том, что оно не может предоставить правильную информацию о местоположении.
Спутники также могут временно выйти из строя. Сигналы могут двигаться слишком медленно, например, из-за факторов в тропосфере и ионосфере. Сигналы также могут передаваться от определенных образований и структур на Земле, вызывая ошибку трилатерации.
Государственные GPS-технологии и системы
GPS был представлен в 1978 году с запуском первого спутника глобального позиционирования. До 1980-х годов он контролировался и использовался исключительно правительством США. Полный парк из 24 активных спутников, контролируемых США, не использовался до 1994 года.
Устройство GPS не отправляет данные на спутники. Устройства GPS, такие как смартфоны, оснащенные этой технологией, также могут использовать телефонные системы, такие как вышки и сети сотовой связи, а также интернет-соединения для дальнейшего повышения точности определения местоположения. При использовании этих двух последних систем устройство GPS может отправлять данные в эти системы.
Поскольку спутниковая система GPS принадлежит правительству США, и оно может выборочно запрещать или ограничивать доступ к сети, другие страны разработали свои собственные спутниковые сети GPS. К ним относятся:
- Китайская навигационная спутниковая система BeiDou
- Российская глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)
- Система позиционирования Galileo Европейского Союза
- Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS), также известная как NAVIC
FAQ
Как отключить GPS на телефоне?
Чтобы отключить GPS на вашем устройстве, отключите службы определения местоположения. Когда вы отключите службы определения местоположения, вы не сможете использовать определенные приложения. Вы не можете отключить Enhanced 911, функцию во всех телефонах, которую диспетчеры экстренных служб используют для поиска людей в случае аварии.
Как узнать координаты GPS на телефоне?
В Картах Google установите маркер местоположения, чтобы увидеть координаты GPS на карте. К сожалению, Apple Maps не показывает GPS-координаты, но есть GPS-приложения для пеших прогулок, которые предоставляют информацию о местоположении.
Что такое GPS-трекер?
GPS-трекеры - это устройства, которые отслеживают и сообщают данные о местоположении. Предприятия используют их для отслеживания служебных автомобилей, а родители могут использовать коммерческие устройства для отслеживания водителей-подростков. Некоторые GPS-трекеры даже выдают предупреждения в режиме реального времени, когда водитель превышает скорость или отклоняется от определенной области.
Что такое вспомогательный GPS?
Assisted GPS, также известный как AGPS, собирает информацию о местоположении с вышек сотовой связи (вместо спутников), чтобы повысить точность GPS на мобильных устройствах. Здания могут препятствовать приему спутниковых сигналов GPS, поэтому иногда для определения вашего местоположения требуется AGPS.
