Was ist ein GPS?

Systemkomponenten und ihre Funktionsweise
Was ist ein GPS?, Wenn Sie sich diese Frage gestellt haben, ist dieses Tutorial für Sie. Ein GPS ist ein elektronisches System, das es Ihnen ermöglicht, Ihre räumliche Position überall auf der Welt zu lokalisieren. Es nutzt Einsteins Relativitätstheorie, Atomuhren und ein Netzwerk von verstreuten Satelliten, die die Erde umkreisen. Das Akronym für GPS steht für – Global Positioning System. Dieses Akronym bedeutet im Spanischen „Global Positioning System“. Das System besteht aus drei Hauptelementen :

  • -Die Satelliten, die sich im Weltraum befinden. Jeder Satellit befindet sich auf einer der 6 verfügbaren Umlaufbahnen. Das bedeutet, dass jeder Benutzer mindestens 4 oder mehr dieser Elemente im Blick haben kann.
  • -Kontrollsystem. Es handelt sich um eine Reihe von Überwachungsstationen (EM), die Informationen von den Satelliten empfangen. Diese Informationen werden dann gesammelt und an ein Kontrollzentrum in Colorado Springs weitergeleitet. Sie sind dafür zuständig, das Weltraumsystem mit aktuellen Informationen zu versorgen, falls es irgendeine Art von Fehler enthält.
  • -Die Benutzer. Sie sind diejenigen, die das System nutzen. Jede Person mit einem Mobiltelefon, das GPS enthält, ihr Fahrzeug oder unabhängige Module.

Elemente des GPS-Systems

er Kommunikationsprozess für das GPS-System besteht aus 4 Teilen. Sie sind in Abbildung-1 dargestellt und werden im Folgenden erklärt:

  • Der Satellit sendet die folgenden Informationen :
  • Ihre ID.
  • Die Orbitalinformationen.
  • Die Informationen von Ihrer Atomuhr.
  • Die MS, die in Teilen der Welt verstreut sind, empfangen diese Informationen. Diese Informationen werden an die Master Control Station (ECM) in Colorado Springs weitergeleitet.
  • Die Station verifiziert die Informationen und wenn sie einen Fehler darin findet, leitet sie die Informationen an eine Antenne weiter.
  • Die Antenne ist für die Rückübertragung oder das Hochladen dieser Informationen an den angegebenen Satelliten verantwortlich, damit dieser seine Kalibrierungsvariablen aktualisieren kann.

Interne Komponenten

Ein GPS besteht aus einem integrierten Schaltkreis, der digitale Filter, eine Echtzeituhr, einen Prozessor, Speicher und eine GPS-Engine enthält [2]. Letztere ist zum Beispiel für die Suche nach GPS-Signalen und die Berechnung der Zeitdifferenz zwischen den gefundenen Satelliten zuständig. In Abbildung-2 ist schließlich ein integriertes Schaltungsmodell eines NEO-6M-GPS dargestellt.

Wie das GPS-System funktioniert

Haben Sie sich schon einmal gefragt, wie GPS funktioniert, z. B. in Handys. Die Hauptfunktion der Satelliten, die Teil des Systems sind, besteht darin, die Zeit sehr genau zu messen. Die Auflösung der Atomuhren, die sich auf diesen Satelliten befinden, liegt zum Beispiel in der Größenordnung von Hunderten von Nanosekunden. Wie Einstain vorausgesagt hat, ist die Zeit also relativ und hängt zum Teil mit der Schwerkraft zusammen. Daher verursachen die unterschiedlichen Schwerkraftänderungen in den Satellitenbahnen Variationen oder Fehler in diesen Messungen. Diese Fehler sind Teil des Systems und werden durch den ECM kontrolliert.

Um die Position zu berechnen, sind mindestens drei Satelliten im Sichtfeld des Anwenders erforderlich. Dies liegt daran, dass die Position in der Welt mit dem Abstand vom Benutzer zu jedem der drei Satelliten trianguliert werden muss. Dann wird diese Entfernung berechnet, indem die Zeit gemessen wird, die der Satellit benötigt, um die Informationen an den Benutzer zu senden. Später wird diese Zeitinformation mit der Lichtgeschwindigkeit multipliziert. Zur Erinnerung: Diese Geschwindigkeit beträgt etwa 300 Millionen Meter pro Sekunde. Durch die Messung dieser Differenz von Sende- und Empfangszeit kann das GPS des Benutzers die Entfernung zum Satelliten berechnen. Deshalb ist es notwendig, mindestens drei Satelliten in Sichtweite zu haben.

GPS-Anwendungen

GPS-Tracker sind Systeme, die Folgendes enthalten: ein GPS, eine Batterie oder ein Stromversorgungselement und ein GSM-Kommunikationssystem. Die Hauptfunktion des GPS-Trackers ist die ständige Überwachung der Position eines Fahrzeugs, einer Person oder eines Tieres.

Sie werden zum Beispiel häufig verwendet, um die Positionen von Fahrzeugen im Falle eines Diebstahls zu überwachen. Da er ein GSM (Kommunikationssystem, das von Mobiltelefonen verwendet wird) enthält, können wir Ihnen eine Textnachricht senden oder durch eine Anwendung Informationen über die Position des Fahrzeugs erhalten.

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