gps的實際工作原理

我們已經生活在未來。我們有手持裝置，利用衛星精確定位我們在地球上幾乎任何地方的精確位置。但是你有沒有想過GPS是怎麼工作的？...

我們已經生活在未來。我們有手持裝置，利用衛星精確定位我們在地球上幾乎任何地方的精確位置。但是你有沒有想過GPS是怎麼工作的？

GPS裝置實際上並不與衛星聯絡並向衛星傳送資訊。它們只接收來自衛星的資料——一直在傳輸的資料。然而，GPS並不是裝置確定你位置的唯一方法。

圖片來源：NASA

從衛星到你的手掌

全球定位系統最初由美國創造用於軍事用途，但最終開放給民用。至少有24顆全球定位系統衛星一直在環繞地球的軌道上執行，它們不斷地廣播資料。

衛星按軌道排列，從地球上任何一點都能在天空中看到四顆衛星。（你實際上看不到它們，但是無線電傳輸有一個直接的路徑。）這意味著如果訊號被阻斷，GPS將不起作用-你將需要一個在你和天空之間相當直接的路徑。在地下掩體或山下的山洞裡，它是行不通的。

GPS衛星不斷地向地球發射無線電訊號。每次傳輸都包括GPS衛星的位置和傳送訊號的時間。每顆衛星上都有一個原子鐘，所以時間非常精確。

圖片來源：Flickr上的Cliff

gps如何確定你的位置

帶有內建GPS的裝置——無論是專用的車載GPS導航裝置還是智慧**——只能充當GPS接收器。帶有GPS的裝置實際上並不是“聯絡”衛星來確定其位置。取而代之的是，它只是一直在監聽這些衛星發出的無線電訊號。

GPS接收器“監聽”來自四個或更多衛星的訊號。來自較近衛星的訊號將更快到達，而來自較遠衛星的訊號將更晚到達。（實際時差非常小，但可以透過GPS接收器檢測到。）透過比較訊號廣播的時間和訊號到達的時間，接收器可以估計其與所有四顆衛星的相對距離。透過三邊測量，接收器可以確定它的位置。

三邊測量聽起來有點複雜，但實際上相當簡單。想象一下，如果有人告訴你，你距離紐約500英里，邁阿密800英里，堪薩斯城700英里。利用這些資訊，您可以確定一個與所有這些城市的正確距離的地區，並估計您當前的位置。如果我們告訴你你離第四個城市的距離，你可以更準確地估計你的位置。簡言之，這就是三邊測量，這就是GPS接收器在你使用它們時所做的。

圖片來源：Flickr上的Alpha

gps的替代品

GPS並不是裝置估計你當前位置的唯一方法。911服務使用**塔強度資訊來三角測量**的位置。它的工作原理與此類似——透過測量多個訊號塔之間的訊號強度差異，你的裝置可以估計出你當前的位置。

一些裝置還可以使用基於Wi-Fi的定位系統（WPS）來確定其當前位置。谷歌的街景卡車四處行駛，捕捉附近接入點的名稱以及它們在某些地點的相對優勢。你的智慧**會掃描附近的無線網路，然後將它們的名字和訊號強度列表傳送到谷歌的伺服器。谷歌使用他們的資料庫和估計你在哪裡。（谷歌並不是唯一一家提供基於Wi-Fi的定位系統資料的供應商，但它是大多數人都會熟悉的）這在GPS訊號無法到達的室內位置尤其方便。

GPS系統也不是唯一可以用於定位的衛星網路。俄羅斯有自己的格洛納斯系統，中國有BDS。歐洲也在研究自己的GPS替代品，即伽利略。全球定位系統可能在戰爭或衝突時期關閉或受到限制，因此各國希望自己的衛星能夠自給自足。

圖片來源：Richard Smith在Flickr上

GPS本身並不是隱私問題——例如，如果你的車上有一箇舊的GPS裝置，它可能無法傳輸你的位置。然而，當GPS與傳輸技術相結合時，它可能是一個隱私問題。GPS跟蹤裝置不僅僅使用GPS接收器–它們儲存GPS資料以供以後檢索或傳輸GPS資料。