Kaikki auton sisäiset navigointijärjestelmät, ajosovellukset ja mobiilinavigointisovellukset, kuten Google Maps, luottavat kaikki GPS:ään, joka vie meidät pisteestä A pisteeseen B. Mutta mikä on GPS ja miten se toimii?
Mikä on globaali paikannusjärjestelmä?
GPS (Global Positioning System) on Yhdysv altain hallituksen omistama navigointijärjestelmä, joka koostuu kolmesta pääsegmentistä:
- Avaruussegmentti on navigointijärjestelmä, jossa on vähintään 31 satelliittia, joista 24 (tai useampi) on yleensä lennossa ja toiminnassa. Nämä satelliitit lentävät Maan kiertoradalla 12 550 mailin korkeudessa. Jokainen yksittäinen satelliitti kiertää yleensä maata kahdesti päivässä.
- Ohjaussegmentti on kansainvälinen ohjausasemien verkosto, joka seuraa, valvoo ja ylläpitää satelliitteja kiertoradalla. Nämä ohjausasemat voivat myös lähettää tietoja tai komentoja satelliiteille. Ohjaussegmentti koostuu 16 valvonta-asemasta, kahdesta pääohjausasemasta (yksi pääohjausasema ja yksi vaihtoehtoinen) ja 11 komento- ja ohjausantennista (neljä maaantennia ja seitsemän Air Force Satellite Control Network -etäseuranta-asemaa).
- Käyttäjäsegmentti on tarkoitettu siviileille ja GPS-laitteillemme, jotka tunnetaan myös GPS-vastaanottimina, koska ne vastaanottavat signaaleja kiertoradalla olevilta satelliiteilta sijaintimme paikantamiseksi.
Kuka keksi GPS:n?
GPS:n keksijänä yleensä tunnustetaan Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton ja Gladys West. Lemelson-MIT:n mukaan Getting näki ensimmäisenä GPS:n sellaisena kuin me sen nykyään tunnemme käsitteenä, joka sisältää "satelliittijärjestelmän käytön tuottamaan tarkkaa paikannustietoa nopeasti liikkuville kohteille, kuten ohjuksille ja lentokoneille."
Parkinsonin panos GPS:ään tuli vuonna 1972, jolloin hän otti johtavan roolin Yhdysv altain puolustusministeriön GPS-ohjelman ohjaamisessa. Tässä roolissa Parkinson pystyi rakentamaan Gettingin alkuperäisiä ideoita. Vuoteen 1978 mennessä Parkinsonin GPS-kehitysprojekti, joka tunnettiin nimellä NAVSTAR GPS-järjestelmä, oli saatu päätökseen ja oli tarkka kolmen metrin sisällä.
Roger L. Easton osallistui myös GPS:n kehittämiseen, ja häntä on kutsuttu "GPS:n isäksi". Eastonin panos oli seurausta satelliittien seurantaan liittyvän ongelman ratkaisemisesta. Yrittääkseen synkronoida seuranta-asemien ajoituksen Easton kehitti aikaan perustuvan navigointijärjestelmän asettamalla kellot satelliitteihin, jolloin ne pystyvät havaitsemaan tarkemmin käyttäjien tarkan sijainnin maassa. Easton kutsui tätä järjestelmää "Timation", ja Yhdysv altain puolustusministeriö päätyi sisällyttämään sen ominaisuudet globaalin paikannusjärjestelmän kehittämiseen.
Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, matemaatikko Gladys West on myös tunnustettu hänen panoksestaan GPS:n kehittämisessä. Westin panos oli hänen työnsä sellaisen Maan mallin kehittämisessä, joka otti huomioon painovoiman ja muiden voimien aiheuttamat vaihtelut Maan muodossa. Westin Earth-mallia pidetään laaj alti GPS-projektin peruselementtinä.
Kuinka GPS toimii ja miten sitä hallitaan?
Global Positioning System perustuu GPS-satelliittien ja GPS-yhteensopivien laitteiden vastaanottimien väliseen suhteeseen. GPS-teknologiayhtiö Garminin, GPS-teknologiayrityksen, mukaan Global Positioning System toimii, kun GPS-satelliitit lähettävät "ainutlaatuisen signaalin ja rataparametreja, joiden avulla GPS-laitteet voivat purkaa ja laskea satelliitin tarkan sijainnin."
Tästä lähetyksestä GPS-laitteet pystyvät laskemaan käyttäjien sijainnin mittaamalla signaalin vastaanottamiseen kuluvan ajan. Tämä laskelma yhdistetään sitten useiden muiden satelliittien etäisyysmittauksiin. Jotta henkilön leveys- ja pituusaste voidaan laskea oikein, GPS-laitteen on vastaanotettava signaali vähintään kolmelta satelliitilta. Korkeuden laskeminen vaatii vähintään neljän satelliitin signaalin. Useimmat GPS-vastaanotinlaitteet vastaanottavat ja seuraavat vähintään kahdeksan satelliitin signaaleja, mutta tämä määrä voi vaihdella sijaintisi ja kellonajan mukaan.
GPS.gov:n mukaan maailmanlaajuista paikannusjärjestelmää ylläpitävät ja käyttävät Yhdysv altain ilmavoimat. Yhdysv altain ilmavoimat "kehittää, ylläpitää ja käyttää" kaikkialla maailmassa sijaitsevia 24 satelliittia ja valvonta-asemaa, jotka muodostavat järjestelmän.
Auton GPS-järjestelmien lisäksi: GPS:n arkikäyttö
GPS ei ole vain tien kotiin löytämiseen. Muita GPS:n käyttötapoja ovat:
- GPS-laitteita, kuten GPS-kelloja, voidaan käyttää lasten, lemmikkien ja vanhusten seuraamiseen.
- GPS-ohjattuja droneja käytetään lintuperspektiivikuvien kuvaamiseen elokuvissa. GPS:ää käytetään myös elokuvateollisuudessa sijainnin etsimiseen.
- Geokätköilyä voidaan käyttää raivausmetsästysten järjestämiseen piilottamalla kohteita tiettyihin paikkoihin ja lataamalla sitten karttoja verkkoon, jotta muut ihmiset voivat etsiä niitä GPS-laitteilla.
- Paikallinen sähköyhtiösi voi käyttää GPS:ää sähkökatkojen seurantaan.
