Các đơn vị GPS sử dụng trilateration để xác định vị trí trên bề mặt Trái đất
Các đơn vị Hệ thống Định vị Toàn cầu sử dụng kỹ thuật toán học của trilateration để xác định vị trí, tốc độ và độ cao của người dùng. Các đơn vị GPS liên tục nhận và phân tích tín hiệu vô tuyến từ một số vệ tinh GPS. Họ sử dụng các tín hiệu này để tính toán khoảng cách hoặc phạm vi chính xác cho từng vệ tinh đang được theo dõi.
Cách hoạt động của Trilateration
Trilateration là một phiên bản phức tạp của triangulation. Dữ liệu từ một vệ tinh duy nhất xác định vị trí cho một khu vực rộng lớn của bề mặt trái đất. Việc thêm dữ liệu từ vệ tinh thứ hai sẽ thu hẹp vị trí xuống khu vực nơi hai hình cầu dữ liệu vệ tinh trùng nhau. Việc thêm dữ liệu từ vệ tinh thứ ba cung cấp một vị trí tương đối chính xác và tất cả các đơn vị GPS yêu cầu ba vệ tinh cho một vị trí chính xác. Dữ liệu từ vệ tinh thứ tư— hoặc nhiều hơn bốn vệ tinh — tăng cường độ chính xác và xác định độ cao chính xác hoặc trong trường hợp máy bay, độ cao. Máy thu GPS thường xuyên theo dõi từ bốn đến bảy vệ tinh hoặc thậm chí nhiều hơn đồng thời và sử dụng trilateration để phân tích thông tin.
Bộ Quốc phòng Mỹ duy trì 24 vệ tinh chuyển tiếp dữ liệu trên toàn thế giới. Thiết bị GPS của bạn có thể giữ liên lạc với ít nhất bốn vệ tinh bất kể bạn đang ở đâu trên trái đất, ngay cả trong các khu vực rừng hoặc các đô thị lớn với các tòa nhà cao tầng. Mỗi vệ tinh quay quanh trái đất hai lần một ngày, thường xuyên gửi tín hiệu về trái đất, ở độ cao khoảng 12.500 dặm. Vệ tinh chạy bằng năng lượng mặt trời và có pin dự phòng.
Lịch sử GPS
GPS được giới thiệu vào năm 1978 với sự ra mắt của vệ tinh đầu tiên. Nó đã được kiểm soát và sử dụng chỉ bởi quân đội cho đến những năm 1980. Hạm đội đầy đủ 24 vệ tinh đang hoạt động do Hoa Kỳ kiểm soát không được áp dụng cho đến năm 1994.
Khi không có GPS
Khi một navigator GPS nhận được dữ liệu vệ tinh không đủ bởi vì nó không thể theo dõi đủ vệ tinh, trilateration không thành công. Trình điều hướng thông báo cho người dùng thay vì cung cấp thông tin vị trí không chính xác. Các vệ tinh cũng đôi khi thất bại tạm thời vì các tín hiệu di chuyển quá chậm do các yếu tố trong tầng đối lưu và tầng điện ly. Tín hiệu cũng có thể ping ra một số cấu trúc và cấu trúc nhất định trên trái đất, gây ra lỗi trilateration.