Hogyan működik a GPS?

TomTom Education

A GPS mögötti tudomány

A műholdak távolsága

Sebesség x Idő = Távolság, és a vákuumban fénysebességgel terjednek a rádióhullámok: 299 792 458 méter per másodperc. Ezzel egyszerűnek tűnik a vevő műholdtól való távolságának kiszámítása, kivéve egy járulékos komplikációt: az időzítést.

Ha a műholdak pont felettünk lennének, akkor a jeleinek utazása a vevőig körülbelül 0,06 másodpercig tartana. Képzelje el, hogy a műhold és a vevő pontosan egyszerre kezdene el játszani egy dalt (és aki a vevő mellett áll, hallaná mindkettőt). A műhold által lejátszott verziót annyival késleltetve hallaná, amennyi időbe telik annak eljutása a vevőhöz. A navigációs eszköznél tehát a dalnak két verzióját hallhatja, az egyik egy pillanattal később követi a másikat.

Annak megállapításához, hogy pontosan mennyit késik a dal műholdas verziója, addig kell a vevő verzióját késleltetni, amíg a két dal teljesen szinkronban nem lesz egymással. A vevő verzióját annyi idővel kell késleltetni a szinkron eléréséhez, amennyi a dal műholdas verziójának utazási ideje.

Lényegében így működik a GPS. Csak egy dal helyett a műholdak és a vevők is egy ügyes trükköt alkalmaznak, amit "álvéletlen zajkódnak" (Pseudo Random Noise Code) hívnak.


Álvéletlen zajkód
Az álvéletlen zajkód egyszerűen egy digitális kód (vagy be/ki impulzusok sorozata), amely olyan bonyolult, hogy össze lehet téveszteni a véletlen elektromos zajjal. Három fő oka van annak, hogy a kód olyan bonyolult:

1. Annak biztosítása, hogy a navigációs eszköz véletlenségből fel ne szinkronozzon egy másik jelre, mert valószínűtlen, hogy egy kósza jelnek azonos mintája lenne.

2. Minden műholdnak saját egyedi álvéletlen kódja van. Így a jelvevő nem veszi egy másik műhold jelét, és a műholdak ugyanazon a frekvencián működhetnek anélkül, hogy az egyik zavarná a másikat.

3. A kód bonyolult mintája lehetővé teszi a jel késleltetési idejének nagyon pontos kiszámítását.

<<  >>


Please install Flash Player to enjoy this site.

You need to have Flash installed on your browser.

Get Adobe Flash Player