Nákupní košík

Košík je prázdný

Jak GPS funguje?

TomTom Education

GPS

Jak GPS funguje?

GPS (Globální polohový systém) má 24 umělých družic, které obíhají kolem planety Země ve vzdálenosti 12 600 mil/ 20 300 kilometrů a vysílají rádiový signál. Jejich oběžná dráha je naaranžována tak, aby byl přijímač GPS kdekoli na zemském povrchu vždycky viditelný (a mohl tak přijímat signál) nejméně ze 4 družic.

Výkladem dat těchto 4 družic může GPS zjistit vaši polohu metodou „trilaterace“. Jedná se v podstatě o stejný princip jako u triangulace, ale bez využití úhlů.

Vysvětlit princip trilaterace v 3D prostoru je docela složité, takže pojďme začít u dvourozměrné trilaterace.


2D trilaterace
Představte si, že jste úplně ztraceni. Probudíte se ráno v neznámém hotelovém pokoji a nemáte vůbec žádnou představu, kde jste. Jdete do recepce a zeptáte se recepční: „Kde to jsem?“

„To nemůžu říci,“ odpoví, „ale řeknu vám, že jste 593 mil/ 955 kilometrů od Kodaně.“

Teď víte, že jste někde na pomyslné kružnici, vzdálené 593 mil/ 955 kilometrů od Kodaně.

Jdete se projít městem, zastavíte se na kávu a zeptáte se číšnice, kde jste. „375 mil/ 604 kilometrů od Paříže“ odpoví a odejde.

Potom si všimnete prostírání na stole. A jako by tomu štěstěna chtěla, jsou na nich detailně zobrazeny mapy Evropy! Jednu si vezmete, vytáhnete příruční kompas s pravítkem a nakreslíte dvě kružnice. Takže:

Víte, že musíte být na jednom ze dvou bodů, kde se kružnice protínají. Jediné dva body, oba 593 mil/ 955 kilometrů od Kodaně a 375 mil/ 604 kilometrů od Paříže.

Jste zpátky na ulici a volá na vás nějaký stařík. Řekne vám, že jste 317 mil/ 510 kilometrů od Prahy. Hbitě vytáhnete prostírání a kompas a nakreslíte další kružnici.

A víte úplně přesně, kde jste: Ve Frankfurtu!


3D trilaterace
3D trilaterace funguje v podstatě na stejném principu jako 2-D trilaterace. Jenom si musíte výše uvedený 2D příklad představit se třemi koulemi místo se třemi kružnicemi.

Řekněme, že se právě nacházíte 10 mil/ kilometrů od družice A. To znamená, že byste mohl být kdekoli na povrchu obrovské, pomyslné koule o poloměru 10 mil/ kilometrů.

Pokud ale zároveň víte, že jste 15 mil/ kilometrů od družice B, můžete první kouli překrýt tou o poloměru 15 mil/ kilometrů.

Tyto dvě koule se protínají v dokonalé 2D kružnici.

A pokud také víte, že jste ve vzdálenosti 8 mil/ kilometrů od třetího satelitu a vytvoříte třetí kouli, zjistíte, že se protínají ve dvou bodech (stejně jako v případě dvou kružnic u 2D příkladu).

Vy ale máte po ruce ještě 4. kouli: samotnou planetu Zemi. Pouze jeden ze dvou bodů protnutí, které jste našli, se bude nacházet na zemském povrchu. Takže za předpokladu, že se nevznášíte někde nad zemí, víte přesně, kde jste.

Nicméně, přijímače GPS běžně používají nejméně 4 družice ke zvýšení přesnosti.

<<  >>


Please install Flash Player to enjoy this site.

You need to have Flash installed on your browser.

Get Adobe Flash Player