GPS at sistema ng nabigasyon

topic:

Pangkalahatan
Pagpapasiya ng posisyon
Sistema ng nabigasyon

Pangkalahatan:
Ang GPS ay isang abbreviation ng Global Positioning System. Binubuo ang GPS ng isang network ng mga satellite na umiikot sa mundo. Ang mga ito ay patuloy na nagpapahiwatig kung saan sila matatagpuan. Ang mga GPS receiver sa navigation equipment ay nangangailangan ng 3 hanggang 8 satellite upang matukoy ang posisyon at (paglalakbay) direksyon sa Earth na may eksaktong katumpakan ng metro.

Pagpapasiya ng posisyon:
24 na satellite ang ginagamit para sa pagpoposisyon, pag-oorbit sa Earth sa taas na humigit-kumulang 20.000 km. Ang mga posisyon ng mga satellite ay tinutukoy sa paraang hindi bababa sa limang satellite ang maaaring sabay na maabot ang parehong punto sa Earth.

Ang isang three-dimensional na espasyo ay maaaring kalkulahin gamit ang hindi bababa sa tatlong satellite kung alam natin ang distansya sa pagitan ng tatlong nakapirming mga punto. Ang lokasyon ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagkalkula ng oras sa pagitan ng pagpapadala at pagtanggap ng mga signal. Maaari nating kalkulahin ang distansya sa pagitan ng receiver at bawat satellite sa pamamagitan ng pagpaparami ng oras sa bilis ng liwanag (300.000 km bawat segundo). Kapag ginawa natin ito sa hindi bababa sa tatlong satellite, maaari tayong gumuhit ng mga haka-haka na linya sa isang karaniwang punto. Ang ikaapat na satellite ay nagdaragdag sa katumpakan ng pagpoposisyon.

Ang posisyon ay ipinapakita ng receiver sa mga degree ng longitude at latitude. Ang ekwador ay nasa 0° at ang mga pole ay nasa 90°. Ang mga linya ng longitude (meridians) ay nag-uugnay sa mga poste. Ang mga meridian ay mga haka-haka na linya sa buong Earth:

patayo sa ekwador;
mula sa poste hanggang sa poste.

Ang Earth ay nahahati sa 360 degrees, na sinusukat mula sa isang prime meridian. Mula sa pangunahing meridian na ito ang distansya ay sinusukat sa mga degree (mula sa 0° hanggang 180°) eastern longitude at western longitude ayon sa pagkakabanggit. Isang degree (°) ay maaaring nahahati sa:

max. 60 minuto (')
at isang minuto sa max. 60 segundo (“).

Kasama ang posisyon sa mga degree na nauugnay sa ekwador (ang latitude) at posibleng taas, anumang lugar sa Earth ay maaaring ipahiwatig.

Sa Amsterdam ang susunod na posisyon ay ibinibigay ng GPS receiver tiyak:

Bilang ng mga satellite: 4
N: 52°22'02.8″
O: 4°53'48.7″

Ang ipinahiwatig na lokasyon sa Amsterdam ay humigit-kumulang 52° north latitude (N) at 4° east longitude (E) mula sa prime meridian at equator.

Ang Netherlands ay matatagpuan sa silangan ng prime meridian at hilaga ng ekwador. Pagtingin sa kaliwa ng prime meridian (bahagi ng France at karamihan ng Spain) ito ay nasa hilagang-kanlurang hemisphere. Sa ibaba ng ekwador ay pinag-uusapan natin ang southern hemisphere. Kung hahanapin natin ang mga coordinate ng South Africa (South-Eastern Hemisphere) at Brazil (South-Western Hemisphere) sa Google Maps, ganito ang hitsura ng mga coordinate:

Mga coordinate ng South Africa:

S: 28°21'15.5″
O: 23°53'13.0″

Mga coordinate ng Brazil:

S: 4°51'56.4″
W: 51°57'27.7″

Sistema ng nabigasyon:
Ang mga bilog ng latitude at longitude ay ipinapakita sa mga mapa ng bansa at kalsada. Ang heograpikal na lokasyon ng bawat lugar ay kilala. Sa sandaling alam ng GPS receiver sa kotse ang kasalukuyang posisyon, maaari itong ihambing sa mga coordinate ng mapa ng kalsada.

Ang direksyon ng paglalakbay at ang distansya sa destinasyon ay kinakalkula gamit ang mga satellite at ipinapakita sa display sa kotse.

Halimbawa: gusto naming magmaneho mula Dordrecht (South Holland) papuntang Paris.
Ang mga coordinate ay ang mga sumusunod:

Dordrecht: 51°48’33.2″N 4°38’53.0″E
Parijs: 48°51’16.8″N 2°20’52.0″E

Ang lokasyon ng destinasyon at ang distansya ay kinakalkula batay sa mga coordinate. Gamit ang impormasyon sa nakaraang talata, masasabi natin ang sumusunod tungkol sa mga coordinate:

Mula 51 degrees hilaga hanggang 48 degrees. Ito ay mas malapit sa ekwador, kaya ang ruta ay timog;
Mula 4 degrees silangan hanggang 2 degrees: ito ay mas malapit sa prime meridian, kaya ang ruta ay patungo sa kanluran.

Kinakalkula ng software sa computer ng nabigasyon ang pinakalohikal na ruta batay sa mapa ng kalsada. Isinasaalang-alang nito ang mga salik tulad ng: mga hindi sementadong kalsada, mga toll road, mga serbisyo ng ferry, atbp. Kapag nakakonekta ang system sa internet, isinasaalang-alang din ng software ang mga kondisyon ng trapiko. Kung lumilitaw na mayroong pagkaantala sa pinakalohikal (karaniwang) ruta, isang alternatibong ruta ang iaalok. Ito ay maaaring isang mas mahabang distansyang ruta, ngunit isang mabilis na ruta pa rin dahil sa paborableng kondisyon ng trapiko.