Hvad er matematisk princip bag GPS?

Det matematiske princip bag GPS er trilateration , som er en metode til at bestemme den absolutte placering af et punkt ved at måle afstande fra tre kendte punkter. Her er en sammenbrud:

1. Satellitter og signaler:

* GPS -satellitter overfører konstant radiosignaler, der indeholder oplysninger om deres position og det tidspunkt, som signalet blev sendt.

* En GPS -modtager (som den i din telefon) henter disse signaler fra flere satellitter.

2. Måling af tidsforskellen:

* Modtageren måler nøjagtigt den tid, det tager for hvert signal at ankomme.

* Ved at kende tidsforskellen mellem at modtage signalerne fra forskellige satellitter og den tid, signalerne blev sendt, kan modtageren beregne afstanden mellem sig selv og hver satellit.

3. Trilateration:

* Forestil dig en sfære omkring hver satellit, der repræsenterer den beregnede afstand.

* Krydset mellem disse sfærer danner et enkelt punkt, som er modtagerens placering.

* Tre satellitter leverer tre sfærer, hvilket resulterer i et unikt krydsningspunkt.

4. Tilføjelse af højde:

* Mens tre satellitter er nok til at bestemme den 2-dimensionelle placering (breddegrad og længdegrad), er der behov for en fjerde satellit for at beregne højde.

* Den fjerde sfære fra den fjerde satellit krydser de første tre og præciserer modtagerens placering i 3D -rummet.

Nøglekoncepter:

* Tidssynkronisering: Præcis timing er kritisk for GPS. Atomur ombord på satellitterne giver ekstremt præcis tidsbevægelse.

* signalformering: Radiobølgernes hastighed (lyshastighed) bruges til at beregne afstand.

* Geometriske beregninger: Trilateration er et grundlæggende geometrisk koncept, der bruges til at bestemme position baseret på afstande.

Kortfattet: GPS arbejder ved at kombinere præcis tidtager, radiosignaloverførsel og det matematiske princip om trilateration for at bestemme en brugers placering på jorden.