ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ GPS และการใช้งาน

อุปกรณ์อัจฉริยะเกือบทั้งหมดใช้ GPS เพื่อติดตามและตรวจสอบตำแหน่งของคุณ และกิจกรรมทางกายภาพอื่นๆ ในระยะไกล ช่วยให้คุณนำทางจากจุด A ไปยังจุด B

แต่คุณรู้หรือไม่ว่า GPS ทำงานอย่างไร GPS ทำงานอย่างไร และมีประโยชน์อะไรอีกบ้าง?

เราจะพูดถึงสิ่งเดียวกันที่นี่ในบทความนี้ มาทำความเข้าใจว่าระบบ GPS ทำงานอย่างไร ใช้ทำอะไร แม่นยำแค่ไหน เครื่องรับและโมดูลทำงานอย่างไร

ประวัติโดยย่อของ GPS

มนุษย์ฝึกฝนการนำทางมาเป็นเวลาหลายล้านปีด้วยความช่วยเหลือจากดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และดวงดาว ระบบระบุตำแหน่ง GPS Global เป็นความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเดียวกันในศตวรรษที่ 20 โดยใช้เทคโนโลยียุคอวกาศ

การแอบดู GPS เป็นครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อรัสเซียเปิดตัวดาวเทียมสปุตนิก 1 ดวงแรกในปี 2500 หลังจากนั้นไม่นาน กระทรวงกลาโหมสหรัฐก็เริ่มสำรวจความสามารถในการระบุตำแหน่งทางภูมิศาสตร์สำหรับการนำทางใต้น้ำ

แม้ว่า GPS จะถูกเปิดเผยต่อสาธารณะในปี 1983 โดยรัฐบาลสหรัฐ รัฐบาลควบคุมข้อมูลเอง เฉพาะในปี 2543 ที่บริษัทและสาธารณชนสามารถเข้าถึงการใช้ GPS ได้อย่างสมบูรณ์ในที่สุด

GPS คืออะไรและทำงานอย่างไร

GPS หรือ Global Positioning System ให้การนำทาง การระบุตำแหน่ง และการวัดเวลา ระบบติดตามด้วย GPS ใช้ดาวเทียม เครื่องรับ และอัลกอริธึมในการซิงโครไนซ์ตำแหน่ง ข้อมูลเวลา และความเร็วต่างๆ การซิงโครไนซ์ของระบบ GPS ใช้สำหรับการเดินทางทางบก ทางทะเล และทางอากาศ

ระบบนำทาง GPS ได้รับการจัดการโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกา และทุกคนสามารถเข้าถึงได้โดยอิสระด้วยเครื่องรับ GPS ระบบประกอบด้วยเครือข่ายดาวเทียม 24 ดวงที่กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ วางไว้ในวงโคจรของโลก

แม้ว่าระบบติดตาม GPS จะทำขึ้นเพื่อการใช้งานทางการทหารเป็นหลัก แต่พลเรือนก็สามารถใช้ได้ในช่วงทศวรรษ 1980

องค์ประกอบสำคัญของ GPS

ระบบติดตาม GPS ประกอบด้วยองค์ประกอบที่แตกต่างกันสามส่วน หรือที่เรียกว่าเซกเมนต์ กลุ่มเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้ข้อมูลตำแหน่งแก่คุณ

สามส่วนที่สร้างองค์ประกอบสำคัญของระบบ GPS ของอินเดียคือ:

• อวกาศ/ ดาวเทียม: องค์ประกอบแรกคือดาวเทียมที่โคจรรอบโลกในอวกาศ ดาวเทียมเหล่านี้จะส่งสัญญาณข้อมูลไปยังผู้ใช้ตามตำแหน่งทางภูมิศาสตร์และช่วงเวลาของวัน
• การควบคุมภาคพื้นดิน: การควบคุมภาคพื้นดินหรือที่เรียกว่า 'ส่วนควบคุม' ประกอบด้วยเสาอากาศภาคพื้นดิน สถานีควบคุมหลัก และสถานีตรวจสอบบนโลก กิจกรรมในส่วนควบคุมรวมถึงการใช้งานและติดตามดาวเทียมในอวกาศและติดตามการส่งสัญญาณ สถานีตรวจติดตามเหล่านี้อยู่ในทุกทวีปทั่วโลก รวมถึงยุโรป อเมริกาเหนือและใต้ เอเชีย แอฟริกา และออสเตรเลีย
• อุปกรณ์สำหรับผู้ใช้: เป็นอุปกรณ์รับและส่งสัญญาณ GPS สำหรับผู้ใช้ปลายทาง ซึ่งรวมถึงรายการต่างๆ เช่น สมาร์ทโฟน นาฬิกา และอุปกรณ์เทเลเมติกอื่นๆ

เทคโนโลยี GPS ทำงานอย่างไร

มาทำความเข้าใจว่า GPS ทำงานอย่างไรในรายละเอียดโดยทำความเข้าใจเทคโนโลยีและแนวคิดที่ใช้เบื้องหลัง

ระบบติดตามด้วย GPS ทำงานโดยใช้เทคนิคพิเศษที่เรียกว่า trilateration เมื่อใช้เทคนิคนี้ คุณจะคำนวณความเร็ว ระดับความสูง และตำแหน่งได้โดยรวบรวมสัญญาณจากดาวเทียมเพื่อระบุข้อมูลตำแหน่งเอาต์พุต

(หมายเหตุ: อย่างไรก็ตาม คำว่า 'trilateration' มักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นคำว่า 'triangulation' ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้ในการวัดมุม ไม่ใช่ระยะทาง)

กล่าวง่ายๆ ก็คือ ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกในอวกาศจะส่งสัญญาณที่ต้องอ่านและตีความผ่านอุปกรณ์ GPS ที่อยู่ใกล้กับหรือบนพื้นผิวโลก ในการคำนวณตำแหน่งที่แน่นอน อุปกรณ์ติดตาม GPS ควรจะสามารถอ่านสัญญาณจากดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวง

ในแวดวงเครือข่ายเหล่านี้ ดาวเทียมแต่ละดวงโคจรรอบโลกวันละสองครั้งโดยส่งสัญญาณ เวลา และพารามิเตอร์การโคจรที่ไม่ซ้ำกัน อุปกรณ์ติดตาม GPS สามารถอ่านสัญญาณจากดาวเทียมหกดวงขึ้นไป ณ จุดใดเวลาหนึ่ง

ดังนั้น เมื่ออุปกรณ์ GPS รับสัญญาณไมโครเวฟที่ออกอากาศโดยดาวเทียมดวงเดียว อุปกรณ์ GPS จะคำนวณระยะห่างระหว่างอุปกรณ์ GPS กับดาวเทียม แต่เนื่องจาก GPS สามารถคำนวณระยะทางจากดาวเทียมเท่านั้น ดาวเทียมดวงเดียวจึงไม่เพียงพอที่จะให้ข้อมูลที่จำเป็นเกี่ยวกับตำแหน่ง

นอกจากนี้ ดาวเทียมไม่ได้ให้ข้อมูลใดๆ เกี่ยวกับมุม ดังนั้นตำแหน่งที่อุปกรณ์ GPS เลือกได้จากทุกที่บนพื้นที่ผิวโลก

การอ่านที่แนะนำ: แอพติดตามพนักงานที่ดีที่สุดสำหรับ Android และ iPhone 2022

GPS ติดตามตำแหน่งที่แน่นอนได้อย่างไร

เราอยู่ในโลกสามมิติ และโลกนี้ก็ใช้เพื่อระบุตำแหน่งที่แน่นอนโดยใช้ GPS มาทำความเข้าใจปรากฏการณ์นี้กันดีกว่า

เมื่อใดก็ตามที่ส่งสัญญาณโดยดาวเทียม จะมีการสร้างวงกลมที่มีรัศมีขึ้นเพื่อวัดระยะทางจากอุปกรณ์ติดตาม GPS ไปยังดาวเทียมดวงใดดวงหนึ่ง ในทำนองเดียวกัน เมื่อดาวเทียมดวงที่สองส่งสัญญาณ วงกลมอื่นจะถูกสร้างขึ้นอีกครั้ง

สิ่งนี้จะจำกัดตำแหน่งให้เหลือเพียงหนึ่งในสองจุดที่ซึ่งทั้งสองสร้างขึ้นโดยดาวเทียมที่ต่างกันตัดกัน อีกครั้งเมื่อดาวเทียมดวงที่สามส่งสัญญาณด้วย สามารถระบุตำแหน่งของอุปกรณ์ได้อย่างแม่นยำที่จุดตัดของวงกลมทั้งสาม

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโลกสามมิติ เราสามารถระบุได้ว่าสัญญาณที่ส่งโดยดาวเทียมไม่ได้สร้างวงกลม แต่สร้างเป็นทรงกลม จุดตัดของทรงกลมทั้งสามนี้จะสร้างจุดตัดสองจุด และเลือกจุดที่ใกล้โลกที่สุดเป็นตำแหน่ง GPS

การใช้เทคโนโลยี GPS

ทุกวันนี้ ทุกอุตสาหกรรมใช้ระบบติดตาม GPS เพื่อจุดประสงค์ที่แตกต่างกัน ตัวติดตาม GPS ถูกใช้ทุกวันในการคำนวณเวลาที่แม่นยำ การติดตามตำแหน่ง การนำทาง และอื่นๆ มาทำความเข้าใจการใช้งานหลักของ GPS:

• ตำแหน่ง: ช่วยคุณในการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำ
• การนำทาง: อนุญาตให้คุณไปจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง
• การ ติดตาม: ช่วยให้คุณตรวจสอบการเคลื่อนไหวของบุคคลหรือวัตถุได้อย่างต่อเนื่อง
• การทำแผนที่: ช่วยคุณในการสร้างแผนที่ GPS สำหรับโลก
• เวลา: ช่วยให้คุณวัดเวลาได้อย่างแม่นยำมาก

ตัวอย่างการใช้งาน GPS

• สถานการณ์ฉุกเฉิน: ในช่วงเวลาฉุกเฉินหรือภัยธรรมชาติ ระบบติดตามด้วย GPS ถูกใช้โดยหน่วยกู้ภัยในลำดับแรกเพื่อทำแผนที่ ติดตาม และคาดการณ์สภาพอากาศ นอกจากนี้ยังช่วยในการติดตามบุคลากรฉุกเฉิน ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการช่วยเหลือในเวลาที่เหมาะสมเพื่อปกป้องผู้คนในช่วงเวลาที่ยากลำบาก

• การขนส่ง: ขณะนำทาง คุณสามารถใช้คุณลักษณะ GPS เช่น การปรับเส้นทางให้เหมาะสม ซึ่งจะช่วยคุณในการประหยัดเชื้อเพลิงและเวลา องค์กรอีคอมเมิร์ซ แบรนด์จัดส่งสินค้า บริษัทขนส่ง ฯลฯ ใช้ระบบติดตามยานพาหนะด้วย GPS เพื่อรับประกันการส่งมอบที่ตรงเวลาและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน

• สุขภาพและฟิตเนส: เทคโนโลยีที่สวมใส่ได้ เช่น นาฬิกาอัจฉริยะ ติดตามการออกกำลังกายของคุณ เช่น การวิ่ง นาฬิกา GPS เหล่านี้ใช้ตัวติดตาม GPS เพื่อคำนวณระยะทางที่ครอบคลุมขณะวิ่งหรือเดิน

• การ เล่นเกม: การติดตามด้วย GPS ถูกนำมาใช้อย่างเด่นชัดในเกมสด ช่วยให้ผู้เล่นทำงานร่วมกันจากประเทศต่างๆ และเล่นได้ ตัวอย่างเช่นในเกม Pokemon Go GPS ถูกใช้เพื่อเล่นในสถานที่ต่างๆ

• ด้าน การทหาร: การใช้งาน GPS ที่สำคัญอย่างหนึ่งคือการใช้ในกองทัพสำหรับการนำทาง นำทาง ติดตามและตรวจสอบกองกำลัง กองทหารของศัตรู ทรัพย์สินทางการทหาร และขีปนาวุธ GPS ช่วยให้กองทัพระบุตำแหน่งสำหรับการโจมตีทางอากาศและการปฏิบัติการทางทหาร

ความแม่นยำของระบบ GPS

ระบบติดตามด้วย GPS ช่วยให้คุณค้นหา นำทาง ทำแผนที่ และติดตามตำแหน่งต่างๆ ได้ แต่ตัวติดตาม GPS มีความแม่นยำเพียงใด?

เครื่องติดตาม GPS ใช้งานได้ดีในพื้นที่เปิดโล่งที่ปัจจัยภายนอก เช่น อาคารสูง ต้นไม้ หรืออาคารไม่สร้างความวุ่นวาย นอกจากนี้ ความแม่นยำของตำแหน่ง GPS ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยและตัวแปรหลายประการ ดังนี้

• การรบกวนทางกายภาพ: เวลามาถึงโดยประมาณที่คำนวณโดยระบบติดตาม GPS อาจไม่ถูกต้องเนื่องจากปัจจัยทางกายภาพ เช่น ภูเขาขนาดใหญ่ ต้นไม้ อาคาร และอื่นๆ

• ความสูง: GPS ไม่สามารถกำหนดความสูงที่จะวางอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อหรือสมาร์ทโฟนได้

• สภาพอากาศ: พายุฝนฟ้าคะนองหรือพายุสุริยะสามารถส่งผลโดยตรงต่อระบบติดตาม GPS

• ข้อผิดพลาดในดาวเทียม: อาจมีสิ่งกีดขวางในรูปแบบการโคจรของดาวเทียมที่ส่งผลเสียต่อความแม่นยำของตัวติดตาม GPS อย่างไรก็ตาม สถานการณ์นี้เริ่มหายากขึ้นในขณะนี้

• การคำนวณผิดพลาด : อุปกรณ์ติดตาม GPS อาจพบข้อผิดพลาดเมื่อฮาร์ดแวร์ที่ใช้ไม่ได้ออกแบบมาให้ตรงตามข้อกำหนดของฮาร์ดแวร์

• การรบกวนจากภายนอก: อุปกรณ์ติดตาม GPS อาจเผชิญกับการรบกวนที่เกิดจากการปลอมแปลงหรืออุปกรณ์ติดขัด

วิธีการใช้ GPS ปลอม?

ผู้ใช้ที่ไม่ต้องการเปิดเผยตำแหน่งจริงมีตัวเลือกในการใช้ GPS ปลอม ในการใช้ตำแหน่ง GPS ปลอม ให้ทำตามขั้นตอนด้านล่าง:

• จาก Google Play Store ดาวน์โหลด 'ตำแหน่ง GPS ปลอม-จอยสติ๊ก GPS'
• หลังจากติดตั้ง ให้คลิกที่ 'ตั้งค่าตำแหน่ง' และเลือกตำแหน่งปลอมโดยใช้เส้นลองจิจูดและละติจูด
• คลิกที่ 'เริ่ม > ต้องใช้การอนุญาต > การตั้งค่า
• คลิกที่ตัวเลือก 'อนุญาต' เหนือแอปอื่นๆ แล้วกลับไปที่แอป
• คลิก 'เริ่ม' เพื่อเปิดใช้งานตำแหน่งจำลองของคุณ
• ไปที่โทรศัพท์ของคุณ 'การตั้งค่า > เกี่ยวกับ' เพื่อค้นหาหมายเลขบิลด์ แตะต่อไปจนกว่าจะถึง 'โหมดนักพัฒนาซอฟต์แวร์'
• กลับไปที่ 'การตั้งค่า > ตัวเลือกสำหรับนักพัฒนาซอฟต์แวร์ และภายใต้ตำแหน่งจำลอง ให้คลิกที่ 'จอยสติ๊ก GPS'
• ไปที่แอป 'GPS Joystick' และกด 'Start'

การอ่านที่แนะนำ: แอพ Spy ที่ซ่อนอยู่ที่ดีที่สุดสำหรับโทรศัพท์ Android ในอินเดีย: ซ่อน & ตรวจไม่พบ

ภาพรวมของระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก (GNSS)

GNSS ซึ่งเป็นระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลกออกอากาศข้อมูลวงโคจรและเวลากับเครือข่ายดาวเทียมที่ใช้สำหรับการนำทางและกำหนดการวัดตำแหน่ง กลุ่มดาวดาวเทียมนี้จะส่งข้อมูลเวลาและตำแหน่งไปยังเครื่องรับ GNSS ซึ่งใช้เพิ่มเติมเพื่อระบุตำแหน่งที่แม่นยำ

GNSS ส่วนใหญ่ประกอบด้วยสองส่วน: ส่วนควบคุมและส่วนผู้ใช้

ส่วนควบคุมคือเครือข่ายของสถานีตรวจสอบ ควบคุมหลัก และสถานีอัพโหลดข้อมูลที่ตั้งอยู่ทั่วโลก เมื่อสถานีเหล่านี้รับสัญญาณจากดาวเทียม จะทำการเปรียบเทียบระหว่างตำแหน่งที่ดาวเทียมอ้างสิทธิ์กับแบบจำลองวงโคจร

ดังนั้นที่สถานีควบคุมเหล่านี้ ตำแหน่งของดาวเทียมเพื่อให้แน่ใจว่าเส้นทางการโคจรของดาวเทียมนั้นถูกต้อง สถานีควบคุมยังทำให้แน่ใจว่าดาวเทียมมีสุขภาพที่ดีที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำสูงสุด

ในทางกลับกัน ส่วนผู้ใช้ประกอบด้วยอุปกรณ์ที่รับผิดชอบในการรับสัญญาณดาวเทียม อุปกรณ์นี้ใช้เวลาและตำแหน่งโคจรของดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวงเพื่อกำหนดตำแหน่ง เพื่อแก้ไขและหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดด้านเวลา กลุ่มผู้ใช้ใช้เสาอากาศเพื่อรับและระบุสัญญาณคุณภาพดี

ตัวอย่างของ GNNS ได้แก่ NAVSTAR Global Positioning System (GPS) ของสหรัฐอเมริกา), Galileo ของยุโรป และระบบดาวเทียมนำทาง BeiDou ของจีน นอกจากนี้ ประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของระบบ GPS ทั่วโลกยังอิงตามพารามิเตอร์สี่ตัวที่กล่าวถึงด้านล่าง:

• ความแม่นยำ
• ความซื่อสัตย์
• ความต่อเนื่อง
• มีจำหน่าย

GPS เทียบกับอุปกรณ์ GNSS เทียบกับ GPRS

นี่คือความแตกต่างระหว่าง GPS, GNSS และ GPRS:

ชิปและโมดูลตัวรับ GPS คืออะไร?

ชิปและโมดูล GPS สามารถให้ข้อมูลเวลาและตำแหน่งได้ทันทีทุกที่บนโลก ชิปเครื่องรับ GPS ให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งในลองจิจูด ละติจูด และระดับความสูง

ชิปตัวรับ GPS ออกแบบมาเพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งที่ดาวเทียมทุกดวงวางอยู่ในช่วงเวลาที่กำหนด เครื่องรับแบบเดียวกันนี้ใช้ในระบบ GPS สำหรับรถยนต์ และระบบ GPS สำหรับจักรยาน พวกเขาวางแผนตำแหน่งที่เปลี่ยนแปลงของรถยนต์หรือจักรยานบนแผนที่อิเล็กทรอนิกส์อย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะให้เส้นทางตามนั้นเพื่อไปยังปลายทางที่ป้อน

ชิปตัวรับ GPS ส่วนใหญ่สร้างขึ้นจากสามองค์ประกอบต่อไปนี้

• เสาอากาศ: รับสัญญาณและมีศักยภาพในการป้องกันการรบกวน
• ตัวรับ: เป็นหน่วยประมวลผลที่แปลงสัญญาณวิทยุเป็นระบบนำทาง
• ชุดควบคุม: มีอินเทอร์เฟซสำหรับการควบคุมเครื่องรับ เพื่อแสดงข้อมูลตำแหน่ง

คำถามที่พบบ่อย

หมวดหมู่ที่เกี่ยวข้อง: ระบบติดตามยานพาหนะ GPS | ซอฟต์แวร์การจัดการการขนส่ง | ซอฟต์แวร์การจัดการยานพาหนะ