Mobilizujeme.cz

Trendy: Maraton soutěží | jak vybrat telefon | iPhone X | bezrámečkový telefon | Android Oreo aktualizace | jak funguje čtečka tváře

GPS: Jak funguje a jaké jsou jeho dnešní alternativy?

  |  18 komentářů  |  autor: Radek Hudák

GPS (nezkráceně Global Positioning Systém) je technologie, se kterou se dnes již setkala většina z nás. Pojďme se tedy podívat krátce do historie, zjistit, proč systém GPS vznikl, jak funguje, i na jeho alternativy.

Kapitoly článku:

» Historie GPS, jak GPS určí polohu, technikálie GPS
» Typy polohových systémů: GPS, Glonass, Pej-tou, Galileo

Článek je pokračováním na naší pravidelnou rubriku Vědecké okénko.

Historie GPS

GPS je podobně jako spousta dalších vynálezů naší doby, mezi které patří například internet, mikrovlnná trouba i osobní počítač, původně čistě vojenský projekt. GPS navazuje na starší projekt americké armády nazvaný GNSS Transit. Oficiální začátek vývoje systému GPS tehdy ještě pod názvem GPS Navstar začal v roce 1973. V začátcích vývoje se prováděly pouze testy s vysílači, které byly umístěny na pozemních stanicích. Po úspěšných testech na zemi byla v roce 1978 vypuštěna první z jedenácti družic nutných pro plné fungování systému GPS. Poslední z původních jedenácti byla vypuštěna v roce 1985.

Jako rozhodující bod, díky kterému se rozhodlo o zpřístupněni GPS i civilnímu sektoru, se dá označit rok 1983. V tomto roce došlo k incidentu, kdy sovětská stíhačka sestřelila nad svým územím zatoulaný dopravní letoun společnosti Korean Air, který přepravoval celkem 269 osob. V návaznosti na tuto tragedii oznámil tehdejší americký prezident Ronald Reagan, že GPS bude po svém dokončení k dispozici i pro civilní využití.

Oficiální start plně funkčního systému byl 17. 7. 1985. V březnu 2004 byla na oběžnou dráhu dopravena jubilejní 50. družice. Samozřejmé je, že družice se v průběhu času měnily a modernizovaly, proto je v současné době na oběžné dráze 31 aktivních družic.

Jak GPS určí, kde jsem?

Obecný princip, jak GPS určuje polohu, je až překvapivě jednoduchý, tak jak už to u skvělých věcí bývá. Družice funguje jako vysílač a mobilní telefon nebo navigace v automobilu jako přijímač. Každá z 31 družic systému GPS vysílá radiové signály obsahující primárně polohu družice a čas vyslání signálu. Oba tyto údaje jsou důležité k určení polohy. Pokud totiž znáte polohu družice a čas vyslání signálu, tak se dá dopočítat vzdálenost přijímače (mobilního telefonu) od uvedené družice, tedy vysílače. A tady přichází hlavní kouzlo, pokud znáte vaší vzdálenost od družice, tak systém může určit imaginární kružnici, na které se nacházíte.

Pomocí času potřebného k příjmu signálu se dopočítá kružnice na jejímž jakémkoliv bodě se můžete nacházet.

Pomocí času potřebného k příjmu signálu se dopočítá kružnice na jejímž jakémkoliv bodě se můžete nacházet.

V případě, že stejný postup budete opakovat i s druhou družici, dostane dva průsečíky těchto kružnic. Vaše poloha je tedy na jednom z těchto dvou průsečíků.

Díky dvěma družicím se určí dva průsečíky na kterých se můžete nacházet.

Díky dvěma družicím se určí dva průsečíky na kterých se můžete nacházet.

Díky třetí družici určíte, který z těchto průsečíků je ten správný. A hurá, konečně znáte svojí polohu. Toto je základní princip určování polohy u všech navigačních systémů nejen GPS.

Signál ze třetí družice určí správný průsečík.

Signál ze třetí družice určí správný průsečík.

Pro určení polohy je tedy nutný vždy signál minimálně ze tří vysílačů. V České republice je v průměru osm viditelných družic systému GPS.

Technikálie GPS

Systém GPS je stále financován a provozován americkou vládou. Roční výdaje se pohybují kolem částky 12 až 16 miliard korun. Pro funkci systému je, kromě výše uvedených družic sloužících jako vysílače a přijímačů v podobě mobilních telefonů a dalších přístrojů, nutná také řídící a kontrolní část.

Řídící a kontrolní část se skládá z velitelství sídlícího na letecké základně v Los Angeles. Dvou řídících středisek v státech Colorado a Maryland a dále třech povelových stanic a osmnácti monitorovacích stanic, které jsou rozmístěny prakticky po celém světě. Úkolem všech vyjmenovaných středisek je dohlížet na systém, korigovat dráhu družic a synchronizovat čas.

Družice systému GPS obíhají naší planetu ve výšce 20 200 kilometrů. Každá družice váží skoro dvě tuny a je vybavena vždy minimálně třemi atomovými hodinami, vysílači radiových signálů koncovým zařízením a také vysílači pro komunikaci s pozemním řízením. Družice obsahuje samozřejmě také baterie a solární panely pro jejich dobíjení. Zajímavostí je že družice jsou také vybaveny senzory pro zjištění startu balistických raket a detekci jaderných výbuchů. Družice mají životnost přibližně 10 let a poté musejí být vyměněny.

Družice systému GPS.

Družice systému GPS.

Systém GPS pro civilní použití pracuje s přesnosti do deseti metrů, část pro vojenské a některé další speciální účely je schopna pracovat s přesností v jednotkách centimetrů.

Kapitoly článku:

» Historie GPS, jak GPS určí polohu, technikálie GPS
» Typy polohových systémů: GPS, Glonass, Pej-tou, Galileo

ČLÁNKY:, , , , ,
Dívka se nedožila rána. Ve spánku ji zasáhl proud z nabíječky

Dívka se nedožila rána. Ve spánku ji zasáhl proud z nabíječky

VČERA  |  Tomáš Richter  |  9 komentářů

Většina z nás běžně nechává svůj telefon v noci nabíjet. Lze si jen těžko představit, že taková nevinná činnost jako je…

Unikly fotografie chystaného telefonu Huawei P11 Plus?

Unikly fotografie chystaného telefonu Huawei P11 Plus?

VČERA  |  Tomáš Rajnoch  |  3 komentáře

Huawei již všechny své letošní trumfy v rukávu vytáhl, proto se nyní začalo spekulovat o vlajkové lodi pro rok 2018. Nyní…

Facebook chce přetáhnout tvůrce videí. Vydal pro ně aplikaci

Facebook chce přetáhnout tvůrce videí. Vydal pro ně aplikaci

VČERA  |  Lucie Poláčková  |  diskuze (0)

Největší sociální síť na světě vydala aplikaci Facebook Creator, která je určena lidem natáčejícím videa. Jde o konkurenci pro YouTube? Aplikace Facebook…

Mobilní zobrazení