Що таке GPS: принцип дії, застосування, недоліки

Сьогодні штучні супутники Землі активно використовуються в багатьох сферах нашого життя. Вже перестали бути новинками супутникове телебачення і супутниковий Інтернет. Такою ж звичною стає і супутникова навігаційна система GPS. Що ж це за система, і які завдання вона вирішує?

Принцип дії

Для початку розберемося з тим, що таке GPS. Ця абревіатура сталася від англійських слів Global Positioning System - глобальна система позиціонування. Так називають систему космічних супутників, яку почали розробляти ще в 1970-х роках на замовлення військового відомства США. У 80-і роки нею дозволили користуватися цивільним особам. Система GPS допомагає визначити точне місцезнаходження і координати рухомого об`єкту. На роботу супутників не впливають погодні умови, тому система функціонує цілодобово.

Головна перевага цієї системи - її безкоштовність. Для того щоб дізнатися і випробувати, що таке GPS, потрібно лише придбати спеціальний приймач і програмне забезпечення. Останнє являє собою електронні карти регіону, в якому ви перебуваєте, а також програму A-GPS, яка використовується при похмурій погоді. Вона підключається до спеціального сервера, де міститься інформація про координати найближчих супутників. Сьогодні ця програма є в кожному автомобільному навігаторі.

Як же здійснюється навігація GPS? По кругових орбітах рухаються 24 супутника, кожен з яких робить 2 обороту на добу і передає радіосигнали. Приймаючи їх, GPS-приймач обчислює своє місце розташування. Спочатку прораховується різниця між часом подачі сигналу і часом прийому. Так обчислюється відстань до супутника. Якщо таких в зоні знаходження приймача налічується хоча б два, то він може визначити широту і довготу, на якій розташовується, і відзначити себе на електронній карті. При захопленні чотирьох і більше супутників програмне забезпечення приймача прораховує не лише широту і довготу, але і швидкість руху об`єкта, пройдене і залишився відстань, час сходу і заходу сонця і багато інших величини. Точність визначення координат GPS-приймачами сьогодні становить від 5 до 20 м (по висоті - до 10 м).

Область застосування

Отже, що таке GPS, ми дізналися. У яких сферах можна застосовувати цю систему? Практично у всіх.

Почнемо з найбільш поширеною і відомою широкому користувачеві. Це автомобільні навігатори. По суті, це комп`ютери, для роботи яких використовується спеціальна операційна система. У них вже встановлено навігаційне програмне забезпечення, яке без порушення ліцензії змінити неможливо. Крім орієнтування в міському просторі, навігатори надають масу додаткових можливостей - з їх допомогою можна переглядати фото, програвати музику, дивитися відео, підключатися до Інтернету.

Автомобільними навігаторами активно користуються не тільки звичайні автомобілісти, а й транспортні компанії. Адже система GPS дозволяє стежити за маршрутом проходження автомобілів з вантажем і швидко реагувати на можливі затримки. При наявності спеціального датчика за допомогою цієї системи можна стежити і за витратою палива.

Ще одна сфера застосування - пішохідна навігація. Існують компактні навігатори, які можна використовувати в туристичних походах і пішохідних прогулянках. Вони є непоганою альтернативою звичної карті і компасу. Також навігатори можуть бути вбудованими в мобільні пристрої - смартфони. Точність координат в цьому випадку поки що нижче, ніж у звичайних приймачів, але виробники активно працюють над освоєнням навігаційних програм.

Говорячи про те, що таке GPS, не можна не згадати і про недоліки цієї системи. На якість прийому сигналу впливає щільність міської забудови, наявність дерев з густим листям, наземні джерела радіосигналів і інші чинники, що створюють перешкоди. Але головна проблема - це залежність роботи супутників від волі американського військового відомства. Немає ніякої гарантії, що в один момент воно не включить перешкоди або просто не відключить цивільний сектор в будь-якому регіоні. На щастя, в даний час вже існують альтернативні навігаційні системи, що дозволяють не «загубитися» в такому випадку. Це російська ГЛОНАСС і європейська Galileo. Виробники навігаторів теж готуються до таких позаштатних ситуацій і розробляють чіпи, здатні підтримувати всі три системи навігації.