Elämme jo tulevaisuudessa. Meillä on kämmenlaitteita, jotka käyttävät satelliitteja täsmällisten paikkojen löytämiseksi miltei kaikkialla maapallolla. Oletko koskaan miettinyt, kuinka GPS toimii?
GPS-laitteet eivät itse asiassa ota yhteyttä satelliitteihin ja välittävät tietoja niille. He saavat vain tietoja satelliiteista - tietoja, jotka lähetetään aina. GPS ei kuitenkaan ole ainoa tapa, jolla laitteet voivat määrittää sijaintisi.
Image Credit: NASA
Yhdistynyt valtio loi alun perin maailmanlaajuisen paikannusjärjestelmän sotilaskäyttöön, mutta lopulta avattiin siviilikäyttöön. Ainakin 24 GPS-satelliittia ovat aina kiertoradalla ympäri maata, ja he jatkuvasti lähettävät tietoja.
Satelliitit on järjestetty kiertoradalle siten, että neljästä satelliitista on näkyvissä taivaalla missä tahansa maapallon pisteestä. (Et todellakaan näe niitä, mutta radiolähetyksille on suora polku.) Tämä tarkoittaa sitä, että GPS ei toimi, jos signaalit estetään - haluat melko suoran polun sinun ja taivaan välillä. Maanalainen bunkkeri tai luolassa vuoren alla, se ei toimi.
GPS-satelliitit lähettävät jatkuvasti radiosignaaleja maan päällä. Jokainen lähetys sisältää GPS-satelliitin sijainnin ja signaalin lähetysajan. Jokaisella satelliitilla on atomikello, joten aika on hyvin tarkka.
Kuvauskenttä: Cliff on Flickr
Laite, jossa on sisäänrakennettu GPS - riippumatta siitä, onko se autossa GPS-navigointilaite tai älypuhelin - toimii vain GPS-vastaanottimena. GPS-laite ei itse asiassa "ota yhteyttä" satelliitteihin sen sijainnin määrittämiseksi. Sen sijaan se vain kuuntelee radiosignaaleja, joita lähetetään näiltä satelliiteilta koko ajan.
GPS-vastaanotin "kuuntelee" neljän tai useamman satelliitin signaaleista. Lähempien satelliittien signaalit saapuvat ennemmin, kun taas kauemmas satelliitit tulevat myöhemmin. (Todellinen aikaero on hyvin pieni, mutta se voidaan havaita GPS-vastaanottimella.) Vertaamalla signaalin lähetysajan ja signaalin saapumisen aikaan vastaanotin voi arvioida sen suhteellisen etäisyyden kaikista neljästä satelliitista. Trilateroinnin avulla vastaanotin voi sitten määrittää sijaintinsa.
Trilaterointi saattaa kuulostaa hieman monimutkaiselta, mutta se on oikeastaan melko yksinkertainen. Kuvittele, jos joku kertoi sinulle olleen 500 mailin päässä New Yorkista, 800 mailin päässä Miamusta ja 700 mailin päässä Kansas Citystä. Näiden tietojen avulla voit määrittää alueen, joka on oikea etäisyys kaikista näistä kaupungeista, ja arvioi nykyisen sijaintisi. Jos kerroimme etäisyydestänne neljännestä kaupungista, voit arvioida sijaintisi entistä tarkemmin. Tämä on kolmiportainen pähkinänkuoressa, ja se mitä GPS-vastaanottimet tekevät aina, kun käytät niitä.
Kuvauskenttä: Alpha on Flickr
GPS ei ole ainoa tapa, jolla laitteet voivat arvioida nykyisen sijaintisi. 911-palvelu käyttää solutornin voimakkuustietoja kolmiotaessa matkapuhelinten asemaa. Tämä toimii samalla tavalla - mittaamalla signaalinvoimakkuuserot useiden soluportaiden välillä, laite voi arvioida nykyisen sijaintisi.
Jotkin laitteet voivat myös käyttää Wi-Fi-pohjaista paikannusjärjestelmää (WPS) niiden nykyisen sijainnin määrittämiseen. Googlen katukuvakuorma-autot liikkuvat ympäri ja kaappaavat lähellä olevien tukiasemien nimet ja niiden suhteelliset vahvuudet tiettyihin paikkoihin. Älypuhelin etsii läheisiä langattomia verkkoja ja lähettää sitten luettelon heidän nimistään ja signaalin voimakkuuksista Googlen palvelimille. Google käyttää tietokantaansa ja arvioi missä olet. (Google ei ole ainoa Wi-Fi-pohjaisten paikannusjärjestelmien tietojen tarjoaja, mutta se on se, johon useimmat ihmiset tuntevat.) Tämä voi olla erityisen kätevä sisätiloissa GPS-signaalit eivät pääse.
GPS-järjestelmä ei ole ainoa satelliittien verkko, jota voidaan käyttää paikannukseen. Venäjällä on oma GLONASS-järjestelmä ja Kiinalla on BDS. Eurooppa työskentelee myös omalla vaihtoehtoisella GPS: llä, joka tunnetaan nimellä Galileo. GPS voidaan sulkea tai rajoittaa sodan tai konfliktien aikana, joten kansakunnat haluavat omien satelliittiensa olevan itsenäisiä.
Kuvauskenttä: Richard Smith Flickrissä
GPS itsessään ei ole yksityisyyden suoja - esimerkiksi jos sinulla on vanha GPS-yksikkö autoosi, se ei todennäköisesti pysty lähettämään sijaintisi. GPS voi kuitenkin olla tietosuojaongelma yhdistettynä lähetystekniikkaan. GPS-paikannuslaitteet eivät käytä vain GPS-vastaanottimia - ne tallentavat GPS-tietoja myöhempää hakua varten tai lähettävät GPS-tiedot.
