HDG는 설명합니다 : GPS는 어떻게 작동합니까?


휴대 전화를 사용하여지도에 Google지도는 정확한 위치를 정확하게 나타냅니다. 을 두었을 때 GPS가 어떻게 정확하게 작동하는지 궁금해하셨습니까?

GPS (Global Positioning System) ) 시스템은 실제로 1973 년 미국 국방부 (NAVSTAR)에 의해 시작되었습니다. 1993 년까지 지구 궤도를 도는 24 개의 GPS 위성이 있었고 군대가 항법 및 기타 군사 목적으로 사용할 수있는 궤도 및 위치 데이터를 방송했습니다. 현재이 글을 쓰는 시점에서 28 개가 있습니다.

1980 년대에 GPS 위성에서 전송 된 데이터가 일반인에게 공개되어 광범위한 GPS 내비게이션 기기를위한 전체 시장이 열렸습니다. 오늘.

작성 당시 이 기사에서 러시아, 중국, 유럽 및 인도에는 모두 자체 활성 GPS 시스템이 있습니다. 일본은 2023 년에 운영 될 예정인 자체 GPS 시스템을 개발하고 있습니다.

GPS는 어떻게 작동합니까?

GPS 기반 위성 기술은 매우 중요하지만 고급 시스템의 작동 방식은 매우 간단합니다.

개별 GPS 내비게이션 시스템에는 세 가지 구성 요소가 있습니다.

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  • 위성: GPS 위성이 지구 궤도를 돌고 현재 시간과 궤도 위치를 지구의 모든 GPS 수신기로 전송합니다.
  • 명령 센터: 명령 센터는 궤도 데이터, 시간 수정 및 다른 위성의 궤도 위치를 궤도의 위성까지 전송합니다.
  • GPS 수신기: 지구의 GPS 수신기는 범위 내의 많은 위성으로부터 궤도 시간을 수신하고 4 개 이상의 GPS 위성 위치를 기반으로 지구에서 자체 위치를 계산합니다.
  • GPS 수신기는 수학을 활용합니다. 자체 위치를 계산하기위한 삼각 측량이라고하는 원리.

    GPS 삼각 측량 작동 방식

    휴대 전화의 GPS 수신기와 같은 GPS 수신기를 들고 있다면 지구상의 어느 지점에서나 GPS 수신기는 각 GPS 위성 오버 헤드의 동기화 된 시계에서 타임 스탬프를 수신합니다.

    타임 스탬프의 차이와 전파가 이동하는 일정한 빛의 속도를 사용하여 GPS 수신기는 거리를 결정할 수 있습니다 각 위성에 서있는 위치 사이에 있습니다.

    이는 GPS 수신기에 구의 반경이 중심에 있고 구의 가장자리에있는 구의 반경을 구의 반경과 함께 제공합니다.

    각 위성이 예측 가능한 상태로 이동하므로 지구 궤도를 돌면 수신기는 모든 GPS 위성의 현재 알려진 위치의 저장된 알고리즘을 사용하여 위성이 현재 지구의 어느 위치에 있는지 확인할 수 있습니다.

    각 위성의 알려진 위치와 위성과 측정 된 거리 사이의 거리를 사용하여 GPS 수신은이 3 개의 구의 교차점이 지구 표면에서 만나는 위치를 결정함으로써 대략적인 위치를 계산할 수 있습니다.

    수신기는 그 위치를지도에 표시합니다.

    3 개의 위성은 대략적인 위치를 제공하며 GPS 수신기는 현재 고도를 결정하기 위해 다른 GPS 위성의 4 번째 신호가 필요합니다. 오늘날의 대부분의 최신 스마트 폰에는 GPS 수신기 칩이 장착되어 있습니다.

    휴대 전화 GPS 센서 작동 방식

    오늘날 대부분의 스마트 폰에는 GPS 수신기 칩이 장착되어 있습니다. 이 칩은 GPS 위성으로부터 무선 신호를 수신 할 수 있습니다.

    휴대 전화의 시계는 원자 시계가 아니기 때문에 궤도에있는 위성의 원자 시계와 시간이 동기화되지 않습니다. 그러나 위성의 신호를 사용하여 위치를 계산할 때는 문제가되지 않습니다.

    휴대 전화의 GPS 수신기가 위성에서 수신하는 데이터와 지구상의 알려진 위성 위치 데이터베이스에 초점을 맞추고 있기 때문입니다. 모든 위성에는 원자 시계가 있기 때문에 각 위성의 현재 시간은 주어진 순간에 정확히 동일합니다.

    그러나 위성으로부터의 거리와 무선 신호의 이동으로 인해 빛의 속도에서 수신 된 각 타임 스탬프의 차이는 휴대 전화와 각 위성 간의 거리를 나타냅니다.

    이 GPS 프로세스의 작동 방식은 다음과 같습니다.

    • 네 가지 모두 위성은 5:12:14 PM에 동일한 정확한 타임 스탬프를 휴대 전화로 전송합니다.
    • 휴대 전화는 위성 1에서 5:12:15에 해당 타임 스탬프를 수신합니다.
    • 타임 스탬프를 수신합니다. 위성 5에서 5:12:16에.
    • 마지막으로 5:12:17에, 위성 3에서 타임 스탬프를받습니다.
    • GPS 수신기에 알려줍니다. 무선 신호가 위성 1, 위성 2에서 2 초, 위성 3에서 3 초에 도달하는 데 1 초가 걸렸습니다.

      빛의 속도는 초당 299,792,458 미터로 알려져 있습니다.

      간단한 수학을 사용하여 수신기 ca n은 위성 1의 거리가 대략 3 억 미터, 위성 2의 거리가 6 만 미터, 위성 3의 거리가 9 억 미터 인 것으로 계산합니다.

      GPS 위성 데이터베이스의 조회 테이블을 사용하여 휴대 전화의 GPS 수신기는 세 위성 모두 지구상의 대략적인 현재 위치를 알고 있습니다 이 세 가지 모두의 경도 및 위도 좌표를 제공합니다.

      이 정보를 통해 휴대 전화는 지구상에서 자신의 경도와 위도 좌표 을 계산할 수 있습니다.

      알려진 좌표를 사용하여 GPS 수신기는 측정 된 거리를 사용할 수 있습니다 자신과 네 번째 위성 사이의 위치를 ​​파악하여 지구 위의 고도를 결정합니다.

      Global Assisting Positioning System이란 무엇입니까?

      스마트 폰이 GPS 회로 통합을 시작하기 전에 사람들은 일반적으로 AA 배터리를 소모 한 휴대용 GPS 수신기를 사용했습니다. 또는 휴대 전화의 배터리에 연결된 GPS 장치를 자동차에 설치하려고합니다.

      무선 통신에 더 많은 전력이 필요하기 때문입니다. 이것의 한계는 GPS 수신기가 위치를 계산하기에 충분한 GPS 위성을 "고정"할 때까지 몇 분 동안 기다려야한다는 것입니다.

      스마트 폰 제조업체는 기존 기술을 결합하여이 배터리 제한을 극복했습니다. 세포 삼각 측량. 휴대 전화에서 GPS를 사용하도록 설정하기 훨씬 전에 GPS 위성과 동일한 삼각 측량 타임 스탬프 및 거리 기술을 사용하여 휴대 전화 타워에서 오는 신호를 사용하여 위치를 삼각 측량 할 수있었습니다.

      안타깝게도 휴대 전화 때문에 타워는 지상에 있으며,이 탐색 계산은 훨씬 덜 정확합니다. 따라서 스마트 폰 GPS 소프트웨어는 먼저 셀 신호 삼각 측량을 사용하여 대략적인 위치를 결정한 다음 위성 GPS 데이터가 준비되면 해당 위치를 업데이트합니다.

      이 기능을 사용하면 최신 스마트 폰에서 GPS 데이터 만 사용하여 배터리 전력을 예약 할 수 있습니다 해당 위치 업데이트가 필요합니다. 더 정확한 데이터를 사용할 수있는 경우 Google지도에서 당신의 위치를 ​​참조하십시오 가 종종 새로운 위치로 이동하는 경우가 있습니다.

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      30.12.2019