GPS అనేది నావిగేషన్ టెక్నాలజీ, ఇది ఉపగ్రహాలను ఉపయోగించడం ద్వారా, ఒక ప్రదేశం గురించి ఖచ్చితమైన సమాచారాన్ని తెలియజేస్తుంది. ప్రాథమికంగా GPS వ్యవస్థలో ఉపగ్రహాల సమూహం మరియు రిసీవర్ వంటి బాగా అభివృద్ధి చెందిన సాధనాలు ఉంటాయి. అయితే, ఈ వ్యవస్థలో కనీసం నాలుగు ఉపగ్రహాలు ఉండాలి. ప్రతి ఉపగ్రహం మరియు రిసీవర్ స్థిరమైన అణు గడియారాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఉపగ్రహ గడియారాలు ఒకదానితో ఒకటి మరియు భూమి గడియారాలతో సమకాలీకరించబడతాయి. GPS రిసీవర్‌కు గడియారం కూడా ఉంది, కానీ ఇది సమకాలీకరించబడలేదు మరియు స్థిరంగా లేదు (తక్కువ స్థిరంగా ఉంటుంది). భూమి గడియారం నుండి ఉపగ్రహాల వాస్తవ సమయం యొక్క ఏదైనా విచలనం ప్రతిరోజూ సరిదిద్దబడాలి. ఉపగ్రహ సమకాలీకరించబడిన నెట్‌వర్క్ మరియు రిసీవర్ నుండి నాలుగు తెలియని పరిమాణాలు (మూడు కోఆర్డినేట్లు మరియు ఉపగ్రహ సమయం నుండి గడియార విచలనం) లెక్కించాల్సిన అవసరం ఉంది.సమయం మరియు స్థానం యొక్క మూడు ప్రాథమిక తెలియని సమీకరణాలను లెక్కించడానికి ఉపగ్రహాల నెట్‌వర్క్ నుండి సంకేతాలను స్వీకరించడం GPS రిసీవర్ యొక్క పని.
ఒక GPS సిగ్నల్‌లో ఒక సూడోరాండమ్ సంకేతాలు మరియు ఆ సమయంలో ప్రసార సమయం మరియు ఉపగ్రహ స్థానం ఉన్నాయి. GPS ప్రసారం చేసిన సిగ్నల్ను మాడ్యులేషన్‌తో క్యారియర్ ఫ్రీక్వెన్సీ అని కూడా పిలుస్తారు. ఇంకా, ఒక సూడోరాండమ్ కోడ్ సున్నాలు మరియు వాటి క్రమం. ఆచరణాత్మకంగా, రిసీవర్ సిస్టమ్ సమయానికి రిసీవర్ స్థానం మరియు ఆఫ్‌సెట్ ఆఫ్‌సెట్ ఒకేసారి లెక్కించబడతాయి, నావిగేషన్ సమీకరణాలను ఉపయోగించి విమాన సమయాన్ని (TOF లు) ప్రాసెస్ చేయడానికి. TOF అనేది రిసీవర్ రాక సమయం మరియు సిగ్నల్ ప్రసారం చేసే సమయాన్ని ఉపయోగించి ఏర్పడే నాలుగు విలువలు. ఈ ప్రదేశం సాధారణంగా జియోయిడ్‌లకు సంబంధించి అక్షాంశం, రేఖాంశం మరియు ఎత్తుగా మార్చబడుతుంది (ముఖ్యంగా సముద్ర మట్టం అంటే). అప్పుడు అక్షాంశాలు తెరపై ప్రదర్శించబడతాయి.
GPS యొక్క అంశాలు
GPS యొక్క నిర్మాణం సంక్లిష్టమైనది. ఇది స్పేస్ సెగ్మెంట్, కంట్రోల్ సెగ్మెంట్ మరియు యూజర్ సెగ్మెంట్ యొక్క మూడు ప్రధాన విభాగాలను కలిగి ఉంటుంది. మీడియం ఎర్త్ కక్ష్యలోకి ఉపగ్రహాన్ని ప్రయోగించడం చాలా కష్టమైన పని. అంతరిక్ష విభాగంలో ఒకే కక్ష్యలో 24 నుండి 32 ఉపగ్రహాలు లేదా అంతరిక్ష వాహనాలు ఉంటాయి, మూడు వృత్తాకార కక్ష్యలలో 8 ఉన్నాయి. భూమి యొక్క ఉపరితలంపై దాదాపు ప్రతిచోటా కనీసం ఆరు ఉపగ్రహాలు ఎల్లప్పుడూ దృష్టిలో ఉంటాయి.
స్పేస్ సెగ్మెంట్ పక్కన కంట్రోల్ సెగ్మెంట్ ఉంది. నియంత్రణ విభాగంలో మాస్టర్ కంట్రోల్ స్టేషన్, ప్రత్యామ్నాయ మాస్టర్ కంట్రోల్ స్టేషన్, గ్రౌండ్ యాంటెన్నా మరియు మానిటర్ స్టేషన్ ఉన్నాయి. వినియోగదారు విభాగం వేలాది పౌర, వాణిజ్య మరియు సైనిక స్థాన సేవలతో కూడి ఉంటుంది. GPS రిసీవర్ లేదా డివైజ్ ఒక యాంటెన్నాను కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఉపగ్రహాల ద్వారా ప్రసారం చేయబడిన ఫ్రీక్వెన్సీకి ట్యూన్ చేయబడుతుంది. ఇది స్థానం మరియు సమయాన్ని అందించడానికి ప్రదర్శన స్క్రీన్‌ను కూడా కలిగి ఉంటుంది.
GPS రిసీవర్ ఒకేసారి పర్యవేక్షించగల ఉపగ్రహాల సంఖ్యపై వర్గీకరించబడింది, అంటే ఛానెల్‌ల సంఖ్య. స్వీకర్తలు సాధారణంగా నాలుగైదు ఛానెల్‌లను కలిగి ఉంటారు, కాని ఇటీవలి పురోగతులు 20 ఛానెల్‌లను కూడా చేసినట్లు చూపించాయి.
ఉపగ్రహ పౌన frequency పున్యం: అన్ని ఉపగ్రహ ప్రసార పౌన.పున్యాలు. ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ L1, L2, L3, L4 మరియు L5 వంటి ఐదు రకాలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ బ్యాండ్లు 1166MHz నుండి 1600 M Hz మధ్య పౌన frequency పున్య శ్రేణులను కలిగి ఉంటాయి.
GPS ఎలా పనిచేస్తుంది
జిపిఎస్ ఉపగ్రహాలు రోజులో రెండుసార్లు భూమి చుట్టూ తిరుగుతాయి. ఇది చాలా ఖచ్చితమైన కోర్సులో తిరుగుతుంది మరియు భూమికి సూచన మరియు సమాచారాన్ని పంపుతుంది. GPS యొక్క రిసీవర్లు మొత్తం సమాచారాన్ని పొందుతాయి మరియు వినియోగదారు యొక్క ఖచ్చితమైన స్థానాన్ని తెలుసుకోవడానికి త్రిభుజాన్ని వర్తిస్తాయి. ప్రాథమికంగా, GPS యొక్క రిసీవర్ ఒక ఉపగ్రహం ద్వారా సిగ్నల్ వ్యాప్తి చెందుతున్న కాలానికి భిన్నంగా ఉంటుంది మరియు అది అందుకున్న సమయాన్ని కేటాయిస్తుంది. సమయ వ్యత్యాసం GPS యొక్క ఉపగ్రహాల నుండి రిసీవర్ ఎంత దూరంలో ఉందో సూత్రీకరిస్తుంది. ఇది మరికొన్ని ఉపగ్రహాలతో ఖచ్చితమైన దూరాన్ని కొలుస్తుంది మరియు రిసీవర్ యూజర్ యొక్క స్థానాన్ని నిర్ణయిస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రానిక్ ఉపకరణం యొక్క మ్యాప్‌లో ప్రదర్శిస్తుంది.
రెండు డైమెన్షనల్ స్థానాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి రిసీవర్ కనీసం మూడు ఉపగ్రహాలతో సిగ్నల్‌కు లాక్ చేయబడాలి మరియు వినియోగదారు యొక్క కదలికను కూడా ట్రాక్ చేస్తుంది. నాలుగు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉపగ్రహాలను ఉపయోగించడం ద్వారా, రిసీవర్ ఎత్తు, అక్షాంశం మరియు రేఖాంశాలను కలిగి ఉన్న వినియోగదారు యొక్క త్రిమితీయ స్థానాన్ని నిర్ణయించగలదు. వినియోగదారు యొక్క స్థానాన్ని నిర్ణయించిన తరువాత, GPS యూనిట్ వేగం, బేరింగ్, ట్రాక్, దూరం, గమ్యం, సూర్యోదయం మరియు సూర్యాస్తమయం సమయం వంటి ఇతర సమాచారాన్ని లెక్కిస్తుంది.
GPS ఎంత ఖచ్చితమైనది?
సమాంతర మల్టీ ఛానల్ డిజైన్ కారణంగా GPS యొక్క రిసీవర్లు చాలా ఖచ్చితమైనవి. వాతావరణ శబ్దం మరియు అవాంతరాలు వంటి కొన్ని కారకాలు GPS రిసీవర్ల యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని పెద్దగా ప్రభావితం చేస్తాయి, అయితే సమాంతర చానెల్స్ చాలా త్వరగా మరియు ఖచ్చితమైనవి.
వినియోగదారులు డిఫరెన్షియల్ జిపిఎస్ (డిజిపిఎస్) తో మెరుగైన ఖచ్చితత్వాన్ని పొందవచ్చు, ఇది జిపిఎస్ సిగ్నల్స్ ను మూడు నుండి ఐదు మీటర్ల వరకు రెగ్యులర్గా సరిచేస్తుంది. యుఎస్ కోస్ట్ గార్డ్ అత్యంత సాధారణ DGPS దిద్దుబాటు సేవను నిర్వహిస్తుంది. ఈ వ్యవస్థ టవర్ల అమరికను కలిగి ఉంది, ఇవి GPS సంకేతాలను పొందుతాయి మరియు బెకన్ ట్రాన్స్మిటర్ల ద్వారా ఖచ్చితమైన సిగ్నల్ను ప్రసారం చేస్తాయి. ఖచ్చితమైన సిగ్నల్ పొందే లక్ష్యంతో, వినియోగదారులు GPS కలిగి ఉండటమే కాకుండా అవకలన బెకన్ రిసీవర్ మరియు బెకన్ యాంటెన్నాను కలిగి ఉండాలి.
GPS సిగ్నల్ లోపాల మూలాలు
GPS సిగ్నల్స్ యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని పాడుచేసే కారకాలు మరియు ఖచ్చితత్వాన్ని ప్రభావితం చేసే అంశాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి:
- అయానోస్పియర్ మరియు ట్రోపోస్పియర్ ఆలస్యం - వాతావరణం యొక్క పొరలను దాటినప్పుడు ఉపగ్రహ సిగ్నల్ నెమ్మదిస్తుంది. GPS వ్యవస్థ అంతర్నిర్మిత నమూనాను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది ఈ రకమైన సరికానిదాన్ని సరిచేయడానికి అవసరమైన అవరోధాల యొక్క సాధారణ వ్యవధిని లెక్కించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
- సిగ్నల్ మల్టీపాత్ - రిసీవర్‌కు చేరేముందు ఎత్తైన భవనాలు మరియు పెద్ద రాళ్ళు వంటి వస్తువుల నుండి సిగ్నల్ ప్రతిబింబించేటప్పుడు ఈ లోపం సంభవిస్తుంది. ఇది సిగ్నల్ ప్రయాణ మొత్తం సమయం వ్యవధిని పెంచుతుంది మరియు లోపాలు మరియు సరికాని కారణమవుతుంది.
- కక్ష్య లోపాలు - ఈ లోపాలను ఎఫెమెరిస్ లోపాలు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇవి ఉపగ్రహం యొక్క స్థానం యొక్క తప్పులను లెక్కించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
- కనిపించే ఉపగ్రహాల సంఖ్య - ఖచ్చితత్వం GPS రిసీవర్ చూడగలిగే ఖచ్చితమైన ఉపగ్రహాల సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. భవనాలు, భూభాగం, ఎలక్ట్రానిక్ జోక్యం వంటి అంశాలు సిగ్నల్ ఖచ్చితత్వాన్ని మరియు రిసెప్షన్‌ను అడ్డుకుంటాయి, ఇది స్థితిలో లోపం కలిగిస్తుంది మరియు కొన్నిసార్లు సిగ్నల్‌లలో చదవదు. ఇది సాధారణంగా ఇంటి లోపల, నీటి అడుగున మరియు భూగర్భంలో పనిచేయదు.
అప్లికేషన్స్
సైనిక ఉపయోగం కోసం మాత్రమే కాదు, పౌర మరియు వాణిజ్య సేవలలో దాని ఉపయోగం కోసం విస్తృతంగా ప్రసిద్ది చెందిన GPS యంత్రం. కొన్ని పౌర అనువర్తనాలు:
1. ఖగోళ శాస్త్రం: ఆస్ట్రోమెట్రీ మరియు ఖగోళ మెకానిక్స్ గణనలలో వాడతారు.
2. ఆటోమేటెడ్ వాహనాలు: కార్లు మరియు ట్రక్కుల కోసం ప్రదేశాలను వర్తింపచేయడానికి ఇది ఆటోమేటెడ్ వాహనాలలో (డ్రైవర్ లేని వాహనాలు) ఉపయోగించబడుతుంది.
3. సెల్యులార్ టెలిఫోనీ: ఆధునిక మొబైల్ ఫోన్లు జిపిఎస్ ట్రాకింగ్ సాఫ్ట్‌వేర్‌తో ఉంటాయి. ఇది ఉంది, ఎందుకంటే ఒకరి స్థానం తెలుసుకోవచ్చు మరియు సమీపంలోని యుటిలిటీలైన ఎటిఎంలు, కాఫీ షాపులు, నియంత్రణలు మొదలైనవాటిని కూడా ట్రాక్ చేయవచ్చు. మొదటి సెల్ ఫోన్ ఎనేబుల్ చేసిన జిపిఎస్ 1990 లలో ప్రారంభించబడింది. సెల్యులార్ టెలిఫోనీలో ఇది అత్యవసర కాల్స్ మరియు అనేక ఇతర అనువర్తనాల కోసం గుర్తించడంలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.
4. విపత్తు ఉపశమనం మరియు ఇతర అత్యవసర సేవలు: ఏదైనా ప్రకృతి వైపరీత్యంలో, స్థానాన్ని గుర్తించడానికి GPS ఉత్తమ సాధనం. తుఫానుల వంటి విపత్తులకు ముందే, అంచనా వేసిన సమయాన్ని లెక్కించడంలో GPS సహాయపడుతుంది.
5. ఫ్లీట్ ట్రాకింగ్: GPS అనేది యుద్ధ సమయంలో సైనిక నౌకలను ట్రాక్ చేయగల సామర్థ్యానికి ప్రసిద్ధి చెందిన డెవలపర్ సాధనం.
6. కారు స్థానం: GPS ప్రారంభించబడిన కారు దాని స్థానాన్ని ట్రాక్ చేయడాన్ని సులభం చేస్తుంది.
7. జియో ఫెన్సింగ్: జియో ఫెన్సింగ్‌లో, మనం మానవుడిని, జంతువును లేదా కారును ట్రాక్ చేయడానికి GPS ని ఉపయోగిస్తాము. రూపకల్పన వాహనం, వ్యక్తి లేదా జంతువుల కాలర్‌తో జతచేయబడుతుంది. ఇది నిరంతర ట్రాకింగ్ మరియు నవీకరణను అందిస్తుంది.
8. జియో ట్యాగింగ్: జియో ట్యాగింగ్ అంటే డిజిటల్ వస్తువులకు స్థానిక కోఆర్డినేట్‌లను వర్తింపచేయడం.
9. మైనింగ్ కోసం GPS: సెంటీమీటర్-స్థాయి స్థాన ఖచ్చితత్వాన్ని ఉపయోగిస్తుంది.
10. GPS పర్యటనలు: సమీప ఆసక్తుల స్థానాన్ని నిర్ణయించడంలో సహాయపడుతుంది.
11. సర్వేయింగ్: సర్వేయర్లు మ్యాప్‌లను ప్లాట్ చేయడానికి గ్లోబల్ పొజిషనింగ్ సిస్టమ్‌ను ఉపయోగించుకుంటారు.