Ostoskorisi

Ostoskorisi on tyhjä

Kuinka GPS toimii?

TomTom Education

GPS

Kuinka GPS toimii?

GPS-järjestelmä (Global Positioning System) koostuu 24 keinotekoisesta satelliitista, jotka kiertävät Maata 20 300 kilometrin korkeudessa ja lähettävät radiosignaaleja. Niiden kiertoradan kuviolla on "koreografia", jotta missä tahansa maan pinnalla oleva GPS-vastaanotin on näkyvissä (ja siten saa signaalia) vähintään 4 satelliitista.

Näiden neljän satelliitin lukemista GPS voi selvittää sijaintisi trilateraation avulla. Siinä on periaatteessa sama idea kuin triangulaatiossa, mutta ilman kulmien käyttöä.

3D-trilateraation selittäminen on hieman hankalaa, joten aloitetaan yksinkertaisella 2D-trilateraatiolla.


2D-trilateraatio
Kuvittele, että olet täysin eksyksissä. Heräät eräänä aamuna oudossa hotellihuoneessa, eikä sinulla ole aavistustakaan missä olet. Menet alakertaan ja kysyt vastaanottotiskiltä, "Missä olen?"

“En voi kertoa", hän sanoo, "mutta kerron että olet 955 kilometrin päässä Kööpenhaminasta”.

Tiedät nyt, että olet Kööpenhaminan kiertävällä ympyrällä, jonka säde on 955 kilometriä.

Kävelet kaupungille ja pysähtyessäsi kahville kysyt tarjoilijalta missä olet. “604 kilometrin päässä Pariisista", hän sanoo ja kävelee pois.

Silloin huomaat pöydän lautasliinat. Kuin onnenkantamoisena niissä on täysin yksityiskohtainen Euroopan kartta! Otat yhden, vedät esiin harpin ja viivaimen, ja piirrät kaksi ympyrää. Siispä:

Tiedät nyt, että sinun on oltava jommassakummassa pisteessä, jossa ympyrät leikkaavat. Vain kaksi pistettä ovat 955 kilometrin päässä Kööpenhaminasta ja 604 kilometrin päässä Pariisista.

Kun palaat kadulle, vanha mies pyytää sinut luokseen. Hän kertoo, että olet 510 kilometrin päässä Prahasta. Otat lautasliinan ja harpin esiin ja piirrät uuden ympyrän.

Nyt tiedät tarkalleen missä olet: Frankfurtissa!


3D-trilateraatio
3D-trilateraatio on pohjimmiltaan sama idea kuin 2D-trilateraatio. Sinun tarvitsee vain kuvitella edellinen 2D-esimerkki, mutta kolmen ympyrän sijaan on kolme palloa.

Kuvitellaan, että olet vaikka 10 kilometrin päässä satelliitista A. Tämä tarkoittaa, että voit olla missä tahansa suuren, kuvitteellisen pallon pinnalla 10 kilometrin säteellä satelliitista.

Mutta jos tiedät myös olevasi 15 kilometrin päässä satelliitista B, tämä toinen pallo voi limittyä ensimmäisen pallon kanssa 15 kilometrin säteellä.

Kaksi palloa limittyvät täydellisessä 2D-ympyrässä.

Jos tiedät myös olevasi 8 kilometrin päässä kolmannesta satelliitista, huomaat kolmatta palloa tehdessäsi, että se limittyy vain kahdessa pisteessä (aivan kuin kahden ympyrän diagrammi 2D-esimerkissä).

Mutta käden ulottuvilla on myös neljäs pallo: Maapallo itsessään. Vain toinen kahdesta juuri tunnistetusta risteyskohdasta on itse asiassa Maapallon pinnalla. Joten, mikäli et leiju jossain päin avaruutta, tiedät nyt tarkalleen missä olet.

GPS-vastaanottimet käyttävät kuitenkin yleensä vähintään neljää satelliittia tarkkuuden parantamiseksi.

<<  >>


Asenna Flash Player, jotta voit käyttää TomTom.com-sivustoa

Selaimessasi on oltava asennettuna Flash.

Hae Adobe Flash Player