Huvud ny & nästa Vad är trilateration?
ny & nästa

Vad är trilateration?

Vad är trilateration?
Anonim

Hur GPS-enheter använder matematik för att bestämma positionering

  • 5G trådlös
  • 3D-design
  • 3d-utskrivning
  • Smart hem
  • Raspberry Pi
  • avFred Zahradnik

    Den här författaren har en lång historia som expert på alla saker relaterade till GPS-produkter och programvara.

    72

    72 personer tyckte att den här artikeln var till hjälp

    Trilateration är en matematisk teknik som används av en GPS-enhet (GPS) för att bestämma användarnas position, hastighet och höjd. Genom att ständigt ta emot och analysera radiosignaler från flera GPS-satelliter och tillämpa geometri för cirklar, sfärer och trianglar, kan en GPS-enhet beräkna det exakta avståndet eller intervallet till varje satellit som spåras.

    Hur fungerar trilateration

    Trilateration är en sofistikerad version av triangulering, även om den inte använder mätningen av vinklar i sina beräkningar. Data från en enda satellit ger en allmän plats för en punkt inom ett stort cirkulärt område på jordens yta. Genom att lägga till data från en andra satellit kan GPS begränsa den specifika platsen för den punkten till ett område där de två områdena med satellitdata överlappar varandra. Lägga till data från en tredje satellit ger en korrekt position för punkten på jordens yta.

    Alla GPS-enheter kräver tre satelliter för en exakt beräkning av position. Data från en fjärde satellit - eller till och med mer än fyra satelliter - förbättrar precisionen för punktens läge ytterligare, och gör det också möjligt att beräkna faktorer som höjd eller, i fallet med flygplan, höjd. GPS-mottagare spårar rutinmässigt fyra till sju satelliter samtidigt och använder trilaterering för att analysera informationen.

    GPS-satelliter

    Det amerikanska försvarsdepartementet underhåller de 24 satelliter som vidarebefordrar data över hela världen. Din GPS-enhet kan förbli i kontakt med minst fyra satelliter oavsett var du är på jorden, även i trädbevuxna områden eller stora metropoler med höga byggnader. Varje satellit kretsar runt jorden två gånger om dagen och skickar regelbundet signaler till jorden från en höjd av cirka 12 500 mil. Satelliter körs på solenergi och har reservbatterier.

    När en GPS misslyckas

    När en GPS-navigator får otillräcklig satellitdata eftersom den inte kan spåra tillräckligt med satelliter misslyckas trilaterationen. Hinder som stora byggnader eller berg kan också blockera svaga satellitsignaler och förhindra en exakt beräkning av plats. GPS-enheten kommer att varna användaren på något sätt att den inte kan ge korrekt positionsinformation.

    Satelliter kan också misslyckas tillfälligt. Signaler kan till exempel röra sig för långsamt på grund av faktorer i troposfären och jonosfären. Signaler kan också ta bort vissa formationer och strukturer på jorden, vilket kan orsaka ett trilaterationsfel.

    Regeringens GPS-teknik och system

    GPS introducerades 1978 med lanseringen av den första globala positioneringssatelliten. Det kontrollerades och användes enbart av den amerikanska regeringen fram till 1980-talet. Hela flottan med 24 aktiva satelliter kontrollerade av USA kom inte i bruk förrän 1994.

    En GPS-enhet skickar inte data till satelliter. GPS-enheter, till exempel smartphones utrustade med tekniken, kan också använda telefonsystem, till exempel mobiltelefontorn och nätverk, och internetanslutningar för att ytterligare förbättra platsnoggrannheten. När du använder dessa två senare system kan en GPS-enhet skicka data ut till dessa system.

    Eftersom GPS-satellitsystemet ägs av den amerikanska regeringen, och det kan selektivt neka eller begränsa åtkomst till nätverket, har andra länder utvecklat sina egna GPS-satellitnät. Dessa inkluderar:

    • Kinas BeiDou-navigationssatellitsystem
    • Rysslands globala navigationssatellitsystem (GLONASS)
    • Europeiska unionens Galileo-positioneringssystem
    • Indiens indiska regionala navigationssatellitsystem (IRNSS), även känt som NAVIC