Hogyan működik a GPS?

TomTom Education

GPS

Hogyan működik a GPS?

A GPS (Global Positioning System - globális helymeghatározó rendszer) 24 mesterséges műholdból áll, amelyek a Föld körül keringenek 12 600 mérföldes/20 300 kilométeres távolságban, és rádiójeleket sugároznak. A pályájuk mintája úgy lett 'koreografálva', hogy egy GPS jelvevő bárhol a Föld felületén mindig 'látható' legyen (és tudja venni a jeleket) legalább 4 műholdról.

Ebből a 4 műholdas jelből az Ön GPS eszköze 'háromoldalazással' ki tudja számítani az Ön helyét. Ez lényegében ugyanaz az ötlet, mint a háromszögelés, csak a szögek használata nélkül.

A háromoldalazás megmagyarázása a 3-dimenziós térben egy kicsit trükkös, úgyhogy kezdjük az egyszerűbb 2-dimenziós háromoldalazással.


2-dimenziós háromoldalazás
Képzelje el, hogy teljesen eltévedt. Egy idegen szállodai szobában ébred egy reggel, és ötlete sincs arról, hogy hol lehet. Lemegy a lépcsőn, és megkérdezi a portástól: "Hol vagyok?"

'Nem mondhatom meg,' - mondja - 'de azt megmondom, hogy Koppenhágától 593 mérföldre/955 kilométerre van'.

Ön most már tudja azt, hogy valahol Koppenhága körül egy kör mentén van, amelynek sugara 593 mérföld/955 kilométer.

Besétál a városba, megáll egy kávéra, és megkérdezi a felszolgálótól, hogy hol van. 375 mérföldre/604 kilométerre' - mondja és továbbáll.

Ezután észreveszi a szalvétákat. Micsoda szerencse, Európa tökéletesen részletes térképe van rajtuk! Elvesz egyet, előhúzza a kézi körző-vonalzó készletét, és rajzol két kört. Így:

Most már tudja, hogy a két pont egyikében kell lennie, amelyeknél a két kör metszi egymást. Csak két pont van, ami 593 mérföldre/955 kilométerre van Koppenhágától és 375 mérföldre/604 kilométerre van Párizstól.

Visszafelé az utcán egy öregember áthívja a túloldalra. Ő megmondja Önnek, hogy Prágától 317 mérföldre/510 kilométerre van. Ön előrántja a szalvétát és a körzőt, és húz még egy kört.

Most már pontosan tudja, hogy hol van: Frankfurtban!


3-dimenziós háromoldalazás
A 3-dimenziós háromoldalazás alapvetően ugyanaz az ötlet, mint a 2-dimenziós háromoldalazás. Csak el kell képzelnie a fenti 2-dimenziós példát, de 3 gömbbel a 3 kör helyett.

Mondjuk Ön tudja, hogy 10 mérföldre/kilométerre van az A műholdtól. Ez azt jelenti, hogy akárhol lehet egy óriási képzeletbeli gömb felületén, amelynek sugara 10 mérföld/kilométer.

De ha azt is tudja, hogy 15 mérföldre/kilométerre van a B műholdtól, akkor átfedheti az első gömböt ezzel a másik, 15 mérföldes/kilométeres sugarúval.

A két gömb egy tökéletes 2-dimenziós körben fogja metszeni egymást.

És ha azt is tudja, hogy 8 mérföldre/kilométerre van egy harmadik műholdtól, akkor ha elkészíti ezt a harmadik gömböt, akkor meg fogja látni, hogy az két ponton metszi a kört (mint a kétkörös rajz a 2-dimenziós példában).

De kéznél van egy negyedik gömb is: maga a Föld. Az előbb meghatározott két pont közül csak az egyik lesz a Föld felszínén. Feltételezve, hogy Ön nem lebeg valahol az űrben, most már pontosan tudja, hogy hol van.

A GPS jelvevők azonban legalább 4 műholdat használnak, hogy javítsák a pontosságot.

<<  >>


Please install Flash Player to enjoy this site.

You need to have Flash installed on your browser.

Get Adobe Flash Player