GPS înseamnă Global Positioning System (Sistem de Poziționare Globală). GPS este un sistem de navigație bazat pe sateliți care permite utilizatorilor de la sol să își determine locația exactă, viteza și ora, 24 de ore pe zi, în toate condițiile meteorologice, la nivel mondial. GPS-ul a fost dezvoltat de Departamentul Apărării al SUA. A fost conceput pentru a asista soldații și vehiculele militare, dar după câțiva ani a devenit disponibil oricui deține un receptor GPS. GPS-ul este un sistem comun pe care majoritatea dintre noi îl folosim pentru a ajunge dintr-o locație în alta.
Sistemele GPS combină o rețea de sateliți care trimit constant informații codificate sub formă de semnale radio. Ulterior, receptorul primește semnalele și interpretează informațiile transmise de la sateliți pentru a localiza cu precizie poziția pe Pământ. Acest sistem de sateliți este format din 29 de sateliți situați la aproape 20.000 de kilometri deasupra suprafeței Pământului. Sateliții GPS sunt localizați pe 6 planuri orbitale centrate pe Pământ și se deplasează cu o viteză de 14.000 km/h. GPS-ul a fost folosit pentru prima dată în luptă în timpul Războaielor din Golf.
Funcționalitatea GPS-ului
Dispozitivul GPS va stabili mai întâi o conexiune cu 3 până la 4 sateliți. După aceea, satelitul GPS transmite un mesaj care include locația receptorului. Receptorul GPS primește un grup de mesaje de la diferiți sateliți pentru a calcula poziția exactă folosind procesul numit triangulare.
Sateliții GPS au nevoie de o linie de vizibilitate neobstrucționată pentru transmisie. Prin urmare, această tehnologie nu este doar pentru interior, ci și pentru utilizare într-o zonă largă. Unele dispozitive folosesc turnuri de telefonie mobilă din apropiere și semnale Wi-Fi open-source. Tehnologia se numește LPS (Local Positioning System – Sistem de Poziționare Locală) și este un substitut pentru GPS.
Arhitectura GPS-ului
Arhitectura GPS este împărțită în trei segmente.
- Segmentul Spațial: Sateliții GPS zboară pe orbite circulare la o altitudine de 20000 km și cu o perioadă de 12 ore. Sunt alimentați de celule solare. Sateliții GPS se orientează continuu pentru a-și îndrepta panourile solare către soare și antena către Pământ. Planurile orbitale sunt centrate pe Pământ. Orbitele sunt proiectate astfel încât cel puțin șase sateliți să fie întotdeauna în linie de vizibilitate din orice locație de pe Planetă. Sistemul GPS este format din 24 de sateliți (în prezent 32) stabiliți pe orbite aproape circulare, aranjați în 6 planuri orbitale, plasați la o înclinație de 55 de grade față de Ecuator, la o înălțime de 20200 km și cu o rază orbitală de 26600 km. Perioada de revoluție este de 12 ore. Astfel, cel puțin 4 sateliți sunt disponibili pentru observații în orice moment pe parcursul anului, oriunde în lume.
- Segmentul de Control: A doua componentă a GPS-ului este segmentul de Control. Acesta este împărțit în trei subcomponente.
- Sistemul Principal de Control
- Stația de Monitorizare: Stația de monitorizare verifică latitudinea exactă, poziția, viteza și starea generală de sănătate a sateliților aflați pe orbită. Segmentul de control asigură că GPS-ul și ceasurile rămân în limite acceptabile. O stație poate urmări până la 11 sateliți simultan. Această „verificare” se efectuează de două ori pe zi, de către fiecare stație.
- Antenele Terestre: Antenele terestre monitorizează și urmăresc sateliții de la orizont la orizont. De asemenea, transmit informații de corecție către sateliții individuali. Comunicarea cu sateliții GPS se face în scopuri de comandă și control.
- Segmentul Utilizator: Stația Principală de Control este situată la Baza Aeriană Falcon din Colorado Springs. Este responsabilă pentru gestionarea generală a siturilor de monitorizare și transmisie la distanță. Verificarea se efectuează de două ori pe zi, de către fiecare dintre cele 6 stații, pe măsură ce sateliții își completează călătoria în jurul Pământului. Controlul Principal poate repoziționa sateliții pentru a menține o constelație GPS optimă. Acesta include și un afișaj pentru a arăta utilizatorului informații despre locație și viteză. Un receptor este adesea descris prin numărul său de canale (acest lucru semnifică câți sateliți poate monitoriza simultan). Recent, receptoarele au de obicei între douăsprezece și douăzeci de canale. Există cinci stații pentru receptoarele de semnal prin satelit:
- Colorado (Stația Principală)
- Hawaii
- Ascension
- Diego Garcia
- Kwajalein
- Cape Canaveral
Un receptor GPS este format din trei componente:
- O Antenă (reglată la frecvențele transmise de sateliți).
- Procesor receptor.
- Ceas de înaltă stabilitate (de obicei un oscilator cu cristal).
Utilizarea GPS-ului
Există cinci cele mai comune utilizări ale GPS-ului.
- Locație: Cu ajutorul GPS-ului putem găsi poziția exactă a obiectului.
- Navigație: Putem naviga dintr-o locație în alta cu ajutorul GPS-ului. Tehnologia GPS este utilă și pentru Managementul Transporturilor.
- Urmărire: Cu ajutorul GPS-ului putem monitoriza mișcările obiectelor, cum ar fi viteza, distanța și poziția.
- Cartografiere: GPS-ul ajută și la crearea hărților lumii.
- Sincronizare/Calcul Timp: GPS-ul oferă și timpul estimat pentru atingerea destinației; măsurarea depinde de viteză și de mișcarea obiectului.
De exemplu, tehnologia GPS este utilă și pentru monitorizarea vehiculelor și a persoanelor. Urmărirea este utilă în următoarele servicii:
- Urmărirea în masă
- Urmărirea navelor
- Urmărirea vehiculelor
Urmărirea prin GPS este folosită în principal de poliție, ambulanțe, servicii de pompieri și curieri. Un dispozitiv de urmărire GPS este un dispozitiv portabil. Dispozitivul GPS permite utilizatorilor să monitorizeze și să urmărească locația exactă a unui obiect. Aceste dispozitive sunt cel mai frecvent utilizate în ambulanțe și în sistemele de urmărire a trenurilor și avioanelor. Atunci când dispozitivele de urmărire sunt utilizate în sistemele de navigație auto, sistemele de navigație GPS arată șoferilor locația lor pe o hartă digitală și oferă, de asemenea, instrucțiuni de conducere și direcții pentru o destinație. Funcțiile avansate ale trackerelor GPS utilizează tehnologia GPS pentru a urmări locația curentă a unui vehicul și istoricul călătoriilor. Putem transmite date GPS către un computer, smartphone sau tabletă.
Concluzie
În general, se poate spune că GPS, care înseamnă Sistem de Poziționare Globală, este un sistem de navigație bazat pe sateliți, dezvoltat de Departamentul Apărării al SUA. Acesta furnizează poziția exactă, viteza și ora unui utilizator. La început, a fost inventat pentru personalul militar, dar acum este utilizat pe scară largă și de civili. Sistemul utilizează sateliți pentru a primi și transmite semnalul, pentru a calcula locația precisă folosind triangulația. GPS-ul este o tehnologie importantă utilizată în diverse aplicații, cum ar fi transportul, navigația personală și serviciile de urgență.
