Трилатерацията е математическа техника, използвана от устройство за глобално позициониране (GPS), за да се определи позицията, скоростта и височината на потребителя. Чрез непрекъснато приемане и анализиране на радиосигнали от множество GPS сателити и прилагане на геометрията на кръгове, сфери и триъгълници, GPS устройство може да изчисли точното разстояние или диапазон за всеки сателит, който се проследява.
Как работи трилатерацията
Трилатерацията е усъвършенствана версия на триангулацията, въпреки че не използва измерването на ъглите при изчисленията си. Данните от един сателит осигуряват общо местоположение на точка в голяма кръгова зона на земната повърхност. Добавянето на данни от втори спътник позволява на GPS да ограничи конкретното местоположение на тази точка до регион, в който двете области на сателитните данни се припокриват. Добавянето на данни от трети сателит осигурява точна позиция на точката на земната повърхност.
Всички GPS устройства изискват три сателита за точно изчисляване на позицията. Данните от четвърти сателит или дори повече от четири сателита допълнително увеличават точността на местоположението на точката и също така позволяват да се изчислят и фактори като кота, или в случая на въздухоплавателни средства. GPS приемниците рутинно проследяват четири до седем спътника едновременно и използват трилатерация за анализиране на информацията.
GPS сателити
Министерството на отбраната на САЩ поддържа 24-те сателита, които предават данни по целия свят. Вашето GPS устройство може да поддържа връзка с най-малко четири сателита, независимо къде сте на земята, дори в залесени райони или големи метрополии с високи сгради. Всеки сателит обикаля около Земята два пъти дневно, редовно изпраща сигнали до Земята от височина около 12,500 мили. Сателитите работят на слънчева енергия и имат резервни батерии.
Когато GPS се провали
Когато даден GPS навигатор получава недостатъчни сателитни данни, защото не може да проследява достатъчно сателити, трилатерацията се провали. Препятствия като големи сгради или планини също могат да блокират слаби сателитни сигнали и да предотвратят точното изчисление на местоположението. GPS устройството ще предупреди потребителя по някакъв начин, че не е в състояние да предостави правилна информация за позицията.
Сателитите също може временно да не успеят. Сигналите могат да се движат твърде бавно поради фактори в тропосферата и йоносферата например. Сигналите може също така да предизвикат някои форми и структури на Земята, причинявайки трилатерационна грешка.
Правителствени GPS технологии и системи
GPS беше представено през 1978 г. с появата на първия глобален спътник за позициониране. Тя беше контролирана и използвана единствено от правителството на САЩ до 80-те години на миналия век. Целият флот от 24 действащи сателита, контролирани от САЩ, не е бил използван до 1994 г.
GPS устройството не изпраща данни на сателити. GPS устройства, като например смартфони, оборудвани с тази технология, могат също да използват телефонни системи като кули и мрежи за мобилни телефони и интернет връзки, за да подобрят точността на местоположението. При използването на последните две системи, GPS устройство може да изпраща данни към тези системи.
Тъй като GPS сателитната система е собственост на американското правителство и може селективно да откаже или ограничи достъпа до мрежата, други държави са разработили свои собствени сателитни GPS сайтове. Те включват:
- Китайската навигационна сателитна система BeiDou
- Глобалната навигационна спътникова система на Русия (GLONASS)
- Системата за позициониране на "Галилео" на Европейския съюз
- Индийската индийска регионална навигационна спътникова система (IRNSS), позната също като NAVIC
