Navigační systém Global Positioning System (GPS) vznikl v roce 1973 a do roku 2000 sloužil pouze armádě Spojených států. S nástupem nového milénia se však situace změnila a díky novým technologiím se dostal signál z GPS družic až do našich kapes.
Navigace na třech úrovních
Za GPS navigací stojí tři oddělené systémy, která spolu vzájemně spolupracují a doplňují se.
-
Kosmický systém se nachází za hranicí naší atmosféry a zahrnuje 32 družic. Ty obíhají Zemi 20 350 km nad povrchem na šesti oběžných drahách. Každá družice obsahuje přijímač, vysílač a atomové hodiny s přesností na miliardtinu sekundy.
-
Na Zemi se nachází řídící systém, jehož povelové a monitorovací stanice zabezpečují chod kosmických družic. Jednotlivé úseky provádějí údržbu a korekci atomových hodin a mají na starost manévrování a udržování kurzu satelitů.
-
Poslední ze systémů je uživatelský. Skládá se ze sítě zařízení, která přijímají signál z družic. Jednoduše řečeno jde o mobilní telefony, GPS navigace a další zařízení, která dennodenně používáme.
Všechny tři systémy vzájemně spolupracují a vytvářejí celosvětovou navigační síť. Mimochodem věděli jste, že v případě zničení řídících stanic se družice přepnou na autopilota a budou funkční ještě 6 měsíců? Následně dojde k jejich samovolnému vypnutí.
Jak funguje GPS?
Možná si říkáte, co mají společného atomové hodiny s mobilním telefonem. Každá družice vysílá laserový paprsek s časovým razítkem, který mu dají právě tyto hodiny. Tento paprsek zachycují přijímače v GPS zařízeních.
Telefony a navigace přijímají signál hned ze čtyř družic najednou. Algoritmy následně porovnají čas odeslání a přijetí paprsku, čímž dojde k lokalizaci s přesností kolem pěti metrů. Jedná se o optimální přesnost pro turistiku, cestování autem nebo geolokační hry.
Jednou větou – GPS navigace určí vaši polohu podle toho, jak dlouho letí signál z družic do telefonu.
Co když ale telefonu špatně nastavíte hodiny? V takovém případě přece dojde ke špatné lokalizaci a na mapě se objevíte třeba uprostřed Afriky. S tím chytré hlavy počítaly. Systém v sobě skrývá kontrolní mechanismus, který ověří pravděpodobnost domnělé pozice vůči vysílači.