Všetko o GPS
GPS, technológia vytvorená Američanmi na vojenské účely, priniesla za posledných 50 rokov revolúciu v spôsobe cestovania po zemi, vode a vzduchu.
Všeobecné informácie o navigačnom systéme GPS
Typy zariadení, ktoré môžu používať navigačný systém GPS
Ako môžete využívať GPS v každodennom živote
Globálny pozičný systém (GPS) - je štruktúra, ktorá sa dnes na celom svete používa na stanovenie cestovných trás a na zistenie presnej polohy osôb alebo objektov.
Všeobecné informácie o navigačnom systéme GPS
Myšlienka vytvorenia navádzacieho systému patrila po prvýkrát Američanovi J.W. Jones. V roku 1909 vynašiel systém „Jones Live Map“, systém určený pre motoristov. Cesta s vynálezom Jonesa bola však dosť ťažká, pretože zahŕňala identifikáciu trás pomocou máp vytlačených na diskoch a špeciálnych ciferníkoch.
Postupným vývojom vedy sa poradenské systémy stávali čoraz zložitejšími. Najznámejšou z nich je dnes GPS. Boli tiež vytvorené Spojené štáty americké, pôvodne na vojenské účely. Až v roku 1980 sa začali využívať technológie na uľahčenie a zefektívnenie civilnej dopravy a na uľahčenie práce výskumných pracovníkov.
Čo je to navigačný systém GPS
Systém GPS sa skladá z 3 hlavných segmentov:
1. Priestorové. Na obežnej dráhe obieha okolo Zeme najmenej dvakrát denne 24 satelitov, a to v priemernej nadmorskej výške asi 20 000 metrov nad zemou. Každý z nich prenáša údaje na vojenských alebo civilných frekvenciách do pozemných prijímačov. Prvý takýto satelit zo 71 úspešne vyšiel na obežnú dráhu v roku 1978.
2. Ovládanie. Družice sú v súčasnosti riadené pozemnou sieťou antén a riadiacich centier. Tento systém sa volá Architecture Evolution Plan (AEP) a do prevádzky bol uvedený v roku 2007. Vláda USA informuje, že za pár rokov bude AEP úplne nahradený oveľa efektívnejším systémom s názvom Next Generation Operational Control System (OCX).
3. Z používateľov. Pozostáva zo všetkých, ktorí používajú údaje poskytnuté systémom na vojenské a civilné účely. Každý civilný používateľ môže pomocou svojho prijímača získať prístup k údajom prichádzajúcim súčasne zo 4 satelitov. Namiesto toho americké letectvo naviguje pomocou údajov z 24 satelitov súčasne.
Ako a kde fungujú navigačné systémy GPS
Akýkoľvek prijímač GPS - napríklad zabudovaný do navigátorov, mobilných telefónov a inteligentných hodiniek - prijíma elektromagnetické signály vysielané súčasne rýchlosťou 50 bitov za sekundu štyrmi satelitmi. Zabudovaný počítač GPS identifikuje vzdialenosť ku každému satelitu a na základe neho určí vašu aktuálnu polohu.
V skutočnosti stačia údaje z 3 satelitov na presné určenie polohy prijímača. Preto sa metóda lokalizácie nazýva aj triangulácia. Signály zo štvrtého satelitu sú redundantné a slúžia iba na potvrdenie.
Využitie systému GPS
Primárnou funkciou systému je neustále oznamovanie vašej polohy. Vaše súradnice by vám však boli k ničomu, ak by neboli prekryté na mape so rozpoznateľnými miestami a cestami, ktoré majú viesť do vášho cieľa.
Tu sú 4 najbežnejšie spôsoby použitia systému GPS:
Poloha
Určenie polohy bodu pomocou systému GPS sa vykoná určením:
1. pseudo-vzdialenosť. Vzdialenosť medzi satelitom a prijímačom sa počíta načasovaním času potrebného na cestu rádiového signálu. Rádiové vlny sa šíria rýchlosťou svetla, tj. 300 000 km/s. Každý satelit má samostatný signál, ktorý sa nazýva sekvencia PRM (modulácia čiastočnej odozvy), aby prijímač vedel, na čo odkazuje.
2. fázy. Vzdialenosť medzi satelitom a prijímačom je rozdelená na celé číslo vlnových dĺžok a zlomok vlnovej dĺžky. Táto metóda vyžaduje použitie lepšieho prijímača. Meranie je však oveľa presnejšie (s chybou 10-20 mm). Jeho nevýhodou je, že vyžaduje státie v kľude najmenej 10 minút, počas ktorého musí byť prijímač úplne nepohyblivý a mať satelitné pripojenie.
Navigácia
Prijímač je súčasť systému GPS, ktorá prekrýva triangulovanú polohu na mapách. Týmto spôsobom vám zariadenie GPS - či už jednoúčelové alebo iba mobilná aplikácia - môže kedykoľvek naznačiť, kde sa nachádzate, v súvislosti s vopred nastavenou cestou.
Aby bol softvér pre mapovanie skutočne užitočný, je potrebné ho aktualizovať. Spoločnosti zaoberajúce sa digitálnym mapovaním na tom neustále pracujú, pretože každý rok sa upravuje alebo rekonfiguruje viac ako 5% ciest.
trestné stíhanie
Sledovací systém GPS má 3 hlavné komponenty:
1. server trvalo pripojený k prijímačom cez internet/GPS
2. prijímač GPS (stačí mobilný telefón)
3. monitorovací program, ktorý tiež spúšťa mapy trasy, po ktorej prijímač cestuje.
Podnikateľ by pomocou systému GPS mohol napríklad zabezpečiť, aby sa jeho nákladný automobil neodchýlil od stanovenej trasy.
GPS mapovanie
Kartografi používajú systém GPS na zostavovanie nových máp. V závislosti na ich špecifickosti existujú dva typy špecializovaných zariadení GPS: tie pre automobilovú navigáciu a topografické.
Zariadenia automobilov obsahujú iba mapy ulíc a súvisiace informácie, ktoré sú mimo verejných komunikácií takmer zbytočné. Sú však najvhodnejšie, keď veľa cestujete po meste a potrebujete rýchlo nájsť rôzne adresy.
Topografické GPS boli špeciálne navrhnuté pre oblasti mimo uličnej siete. Často však dokážu úspešne splniť aj požiadavky mestských trás.
Aplikácie, v ktorých sa používa systém GPS
V súčasnosti sa GPS používa v mnohých oblastiach, od obrany, letectva a komerčného námorníctva až po orientáciu chodcov a vodičov, mapovanie, seizmický výskum a klimatické štúdie.
Optimálna trasa pomocou GPS
Špeciálne navigačné zariadenie GPS aj aplikácie A-GPS (Assisted GPS) sa prekrývajú s trojuholníkovou pozíciou na mape. Ak má zariadenie, ktoré používate, aktualizované mapy, bude vám schopné zobraziť najrýchlejšie a najmenej preplnené trasy, ktorými by ste sa mohli riadiť.
Interaktívne aplikácie A-GPS vám tiež môžu poskytnúť informácie o stave cesty, po ktorej cestujete, o preťažení, filtroch polície a nedávnych nehodách na tejto trase.
Používanie GPS v letectve
Letecká doprava bola jednou z prvých oblastí, v ktorých bola zavedená technológia GPS, potom čo sa stala dostupnou v civilnom prostredí. Dnes takmer všetky dopravné prostriedky opúšťajú továreň s vyhradeným prijímačom GPS.
GPS je v skutočnosti jedným z najužitočnejších nástrojov, ktoré má pilot k dispozícii. Systém poskytuje v reálnom čase údaje týkajúce sa rýchlosti lietadla a jeho polohy vo vzťahu k letiskám.
Využitie GPS v poľnohospodárstve
Trasu poľnohospodárskej techniky vybavenej GPS možno prísne sledovať. Riešenie je obzvlášť účinné pri kampaniach na ošetrenie plodín. Po ceste, ktorú sledujú napríklad kombajny, môže poľnohospodár zistiť, či sa na celú obrábanú plochu aplikovali herbicídy a pesticídy.
Používanie GPS športovcami
Športovci používajú zariadenia GPS - najčastejšie zabudované v mobilných telefónoch a inteligentných hodinkách - na presný výpočet prejdenej vzdialenosti a rýchlostí zaznamenaných na trase. V porovnaní s akcelerometrami vo fitness náramkoch poskytuje GPS presné výsledky.
GPS sa však dá použiť aj na statickejšie športy, ktoré potrebujú iba polohu, napríklad na golf.
Využívanie GPS v obrannom priemysle
Armáda Spojených štátov je najväčším používateľom systému GPS. Vojenský segment systému, ktorý vytvorilo americké ministerstvo obrany, sa volá Navstar GPS a od roku 1995 funguje na plný výkon.
Teraz v spolupráci s Boeingom americké letectvo pracuje na nahradení družíc staršej generácie s názvom Block I, II a II A modernými satelitmi s názvom Block II F. Operácia sa začala v roku 2001 a stále je v samozrejme.
S využitím GPS na plnú kapacitu dostávajú americké vozidlá presné cestovné súradnice bez ohľadu na ich čas, počasie alebo polohu na svete.
Používanie GPS na mori
Prvý systém GPS prispôsobený na námornú navigáciu bol predstavený v roku 1985. Umožňuje vojenským a civilným námorníkom lepšie merať rýchlosť lode a presne určovať jej polohu.
Aplikácia uľahčuje cestovanie na mori, ale tiež pomáha usmerniť činnosť v hlavných prístavoch na svete.
Oceánografi čoraz viac využívajú systém GPS na uľahčenie podvodného výskumu, zisťovanie polohy majákov a mapovanie morského dna.
Obchodné loďstvo používa systém na navigáciu na ideálne miesta na rybolov a na sledovanie migrácie populácií rýb.
Používanie GPS pre bezpečnosť ľudí
Vďaka funkcii GPS Automatic Location Vehicle môžu pohotovostné služby určiť, ktoré pohotovostné vozidlo je najbližšie k miestu nehody. Systém je možné naprogramovať aj tak, aby keď prijímač opustí nastavenú trasu, automaticky vytočí jedinečné tiesňové číslo.
Iné použitie GPS
Takmer pred rokom uskutočnila platforma Amazon prvé dodanie balíka pomocou dronu vedeného pomocou GPS. Zariadenie letelo 13 minút, vo výške 122 metrov a prinieslo Britovi zariadenie na streamovanie videa a vrecúško popcornu.
V Singapure nahradilo niekoľko reštaurácií čašníkov dronmi, ktoré sa riadia aj pomocou GPS.
Typy zariadení, ktoré môžu používať GPS
Podľa toho, ako používate GPS, si budete môcť zvoliť najvhodnejší typ prijímača. Tu sú zariadenia GPS:
Pre navigáciu
Na cesty si môžete vybrať buď vyhradené zariadenie, ktoré prijíma informácie prenášané v rámci GPS, alebo aplikáciu pre váš mobilný telefón, tablet alebo inteligentné hodinky.
Špeciálne navigačné zariadenie GPS
Sú najvhodnejšie, keď veľa cestujete autom. Pri výbere je potrebné vziať do úvahy nasledujúce:
1. Na indikáciu polohy nie je potrebný signál 3G alebo internetové pripojenie.
2. Je presnejšia a môžete sa na ňu pri cestovaní vo voľnej prírode viac spoľahnúť. Má väčšiu obrazovku a trasu je možné ľahšie sledovať.
3. Neprerušujte navigačnú aplikáciu, keď dostanete hovor alebo správu.
1. Používajte iba na navigáciu.
2. Zostáva trvalo vo vozidle, väčšinou nie je vybavený funkciou orientácie na chodca
GPS zariadenie s navigačnými aplikáciami
Systém A-GPS nainštalovaný na tabletoch, mobilných telefónoch a inteligentných hodinkách je ideálny do mesta. Tu sú 3 z najpopulárnejších aplikácií A-GPS spustených v operačných systémoch Android a iOS:
- Google Mapy. Je predinštalovaný na telefónoch s Androidom. Umožňuje vám používať mapy online, sťahovať ich a mať ich k dispozícii aj po prerušení internetového pripojenia. Je to aplikácia používaná po celom svete, takže je ideálna na cesty do zahraničia.
- Waze. Aplikácia bola vytvorená špeciálne pre tých, ktorí cestujú v preplnených mestách. Svoju efektívnosť zakladá na komunite vodičov, ktorí neustále informujú o stave ciest.
- idem. Je to jedna z najpopulárnejších aplikácií GPS pre iOS aj Android. Pôvodne sa používal pre vyhradené zariadenia GPS a upravil sa tak, aby sa z neho stal A-GPS.
Zvláštnosťou je, že súbežne so satelitnými údajmi inteligentné zariadenia zhromažďujú informácie zo sietí 4G a Wi-Fi, čo zvyšuje rýchlosť a presnosť určovania polohy. Vo voľnej prírode však v oblastiach, kde skalné steny blokujú signál, dosahujú lokalizačné chyby tohto systému 50 m.
Existuje tiež kompromisné riešenie: telefón je možné spárovať pomocou kábla alebo Bluetooth s externým prijímačom GPS. V tejto situácii je A-GPS telefónu nahradený vyhradeným prijímačom, a teda presnosť polohy je neporovnateľne lepšia.
Na sledovanie pohybu
Okrem toho, že vám pomáha pri navigácii, umožňuje systém GPS neustále sledovať polohu objektov a osôb pomocou jednoduchých zariadení. Tu to je:
GPS Tracker
Jedná sa o zariadenia, ktoré sú nainštalované na automobiloch alebo iných predmetoch, ktoré chcete sledovať. Najmodernejšia z možností sledovania automobilov umožňuje nielen sledovať a zaznamenávať rýchlosť, ktorou sa vozidlo pohybuje, ale aj zastaviť ho pomocou diaľkového ovládača.
Vysoko výkonné sledovacie zariadenia budú schopné triangulovať polohu vozidla kdekoľvek na svete s chybou iba 10 metrov.
GPS záznamník
Záznamové zariadenie GPS ukladá v rôznych intervaloch aktuálnu polohu prijímača GPS. Moderné záznamníky sú vybavené pamäťovými kartami a portami USB. Niektoré môžu byť dokonca použité ako pamäťové karty na stiahnutie informácií uložených vo vašom počítači, kde budú analyzované.
Bežné formáty dátových úložísk sú: GPX, KML a NMEA.
Inteligentné GPS zariadenie
Väčšina smartfónov a inteligentných hodiniek má zabudované prijímače GPS. To znamená, že ich môžete použiť na určenie polohy a navigáciu na pevnine. Okrem toho je možné pomocou GPS sledovať polohu a rýchlosť, s akou sa tieto objekty pohybujú. Táto technológia však nie je prístupná širokej verejnosti.
Ako môžete využívať GPS v každodennom živote
Systém GPS pre vás môže byť skutočne užitočný pri vašich každodenných činnostiach. Tu je 7 situácií, na ktoré sa môžete spoľahnúť:
Najlepšia trasa pomocou GPS
Aj keď ste neraz narazili na cestu, oplatí sa cestovať, nabudúce vám pomôže GPS. Pokyny zo satelitov vám môžu pomôcť vyhnúť sa preťaženiu, nájsť skratky alebo lepšie cesty.
Ako vám GPS pomáha nestratiť sa
Keď prijímač GPS trianguluje polohu a umiestni ju na mapu, je nemožné sa stratiť, a to ani na miestach, ktoré ste nikdy nenavštívili. Musíte len postupovať podľa navigačných pokynov, ktoré vám ukazuje vaše zariadenie GPS, a dostanete sa do požadovaného cieľa.
Nájdite svojich blízkych pomocou GPS
Existujú malé GPS prijímače, ktoré vyzerajú ako farebné hračky, ktoré môžete umiestniť do vrecka alebo batohu dieťaťa, aby ste mohli neustále sledovať ich polohu.
Použite GPS a nájdite stratené predmety
Mobilné telefóny a inteligentné hodinky majú zabudované prijímače GPS. Nezabudnite aktivovať funkcie „nájsť môj telefón“ a na mape sa vždy zobrazia vaše objekty. Dokonca aj potom, čo vám boli ukradnuté.
GPS, užitočné pre šport a zdravie
Softvér na sledovanie športového výkonu vyžaduje údaje komunikované pomocou GPS, aby vám poskytoval presné údaje. Softvér pozná rýchlosť, s ktorou bežíte, alebo nadmorskú výšku, v ktorej trénujete, a poskytne vám úplné informácie, napríklad o vašej kalorickej spotrebe.
Objavte zaujímavé ciele pomocou GPS
Mapy na vyhradených zariadeniach GPS alebo A-GPS zvyčajne obsahujú hlavné pamätihodnosti miesta, ktoré navštevujete. Využite ich a budete sa orientovať ľahšie ako s klasickou mapou. Okrem toho s väčšou pravdepodobnosťou objavíte ciele, o ktorých existencii ste nevedeli.
Veďte si denník svojich obľúbených aktivít GPS
Špeciálne zariadenie GPS alebo A-GPS ukladá trasy, ktoré cestujete. Uschovajte si ich a budete mať podrobný a presný denník všetkých miest a cieľov, ktoré ste navštívili.
Aj keď bolo GPS pôvodne vyvinuté a používané iba na vojenské účely, v súčasnosti má globálnu úlohu vo všetkom, čo znamená pohyb. Využívajú ho chodci, autá, lode a lietadlá. Je to dobré na nájdenie cesty, udržanie milovaného človeka pod dohľadom alebo na získanie strateného predmetu. V úplnom sprievodcovi vyššie sa dozviete všetko o tom, ako efektívne využívať túto revolučnú technológiu.