Как спутниковая система GPS работает для определения местоположения?

Спутниковая система GPS (Global Positioning System) работает на основе триангуляции. dzen.ru otus.ru Этот процесс включает следующие этапы: dzen.ru

1. Передача сигнала. dzen.ru Спутники передают радиосигналы с информацией о своём положении и времени отправки. dzen.ru Радиосигналы движутся со скоростью света, и устройство может измерить, сколько времени потребовалось сигналу, чтобы достичь его. dzen.ru
2. Расчёт расстояния до спутников. dzen.ru Зная скорость света и время прохождения сигнала, устройство вычисляет расстояние до каждого спутника. dzen.ru Например, если сигнал от спутника шёл 0,07 секунды, это значит, что расстояние до спутника примерно 21 000 км. dzen.ru
3. Определение координат. dzen.ru Для точного расчёта местоположения нужно минимум три спутника (для двухмерного положения: широта и долгота). dzen.ru Для определения высоты (трёхмерного положения) требуется сигнал от четырёх спутников. dzen.ru Принимая сигналы, устройство пересекает данные от нескольких спутников, чтобы вычислить свои координаты. dzen.ru

В системе GPS есть три главных звена: skillbox.ru

1. Спутники. skillbox.ru Они вращаются вокруг Земли на средней околоземной орбите и постоянно передают сигналы. skillbox.ru
2. Контрольные станции. skillbox.ru Они отслеживают положение спутников, корректируют их орбиты при необходимости и проверяют синхронность работы часов. skillbox.ru
3. GPS-приёмники. skillbox.ru Это отдельный радиомодуль в устройстве, который настроен на частоты спутников и содержит в себе алгоритмы для расчёта расстояния до них на основе времени прохождения сигнала. skillbox.ru

На открытой местности устройства могут определить собственное местоположение с точностью до 1–2 метров. skillbox.ru Высокие здания или густой лес мешают радиоволнам, и точность снижается до 3–20 метров. skillbox.ru