GPS deluje kao da satelit "vidi" vaše vozilo. Nije tako: sateliti ne primaju ništa, samo stalno emituju tačno vreme. Sav posao radi mali uređaj u vozilu, a simulacija iznad pokazuje kako, sa pravim satelitima i pravim brojevima za Novi Sad. Ovde je isto objašnjenje u tekstu.
Sateliti ne znaju da postojite
GPS čini oko trideset satelita na visini od oko 20.200 km, raspoređenih u šest orbitalnih ravni tako da je sa svakog mesta na Zemlji uvek vidljivo bar četiri. Svaki obiđe Zemlju za 11 sati i 58 minuta, dakle dva puta dnevno.
Sateliti samo emituju: svaki bez prestanka šalje tačno vreme sa svog atomskog sata i podatke o svojoj orbiti. Uređaj u vozilu ništa ne šalje nazad, samo sluša. Zato GPS može da koristi neograničen broj ljudi i zato sateliti ne mogu nikoga da prate.
Četiri satelita, četiri udaljenosti
Signal putuje brzinom svetlosti i do Zemlje stiže za 67 do 86 milisekundi, zavisno od toga koliko je satelit visoko na nebu. Uređaj uporedi trenutak slanja, upisan u sam signal, sa trenutkom prijema. Razlika pomnožena brzinom svetlosti daje udaljenost do satelita.
Jedna udaljenost znači da je vozilo negde na sferi oko tog satelita. Dve sfere se seku u krug. Tri sfere ostavljaju samo dve tačke, a jedna od njih je hiljadama kilometara daleko u svemiru, pa otpada.
Zašto baš četiri: sat u uređaju nije atomski
Uređaj ima običan kvarcni sat. Greška od samo jedne milisekunde znači da je svaka izmerena udaljenost 300 km duža, pa bi položaj bio stotinama kilometara pogrešan, često duboko ispod površine Zemlje.
Zato uređaj ne veruje svom satu: tačno vreme tretira kao četvrtu nepoznatu. Tri koordinate i vreme su četiri nepoznate, pa su potrebna četiri satelita. Računa se u nekoliko koraka, od grube pretpostavke do rešenja, i za delić sekunde dobijaju se i položaj i tačno vreme. U praksi uređaj istovremeno vidi osam do dvanaest GPS satelita i koristi ih sve, pa je rezultat stabilniji.
Ajnštajn u svakom GPS uređaju
Na visini od 20.200 km gravitacija je slabija, pa sat na satelitu ide brže za oko 45,7 milionitih delova sekunde dnevno. Satelit istovremeno leti oko 3,9 km u sekundi, što ga usporava za oko 7,2 mikrosekunde dnevno. Ukupno, sat gore žuri oko 38 mikrosekundi dnevno.
Deluje sitno, ali svetlost za to vreme pređe oko 11 km, pa bi se bez ispravke greška u položaju povećavala iz dana u dan. Zato se satovi podešavaju pre lansiranja: rade na 10,22999999543 MHz umesto na 10,23 MHz, pa na orbiti otkucavaju tačno.
Od satelita do vaše mape
GPS daje položaj samom uređaju. Da bi taj položaj video vlasnik voznog parka, uređaj ga šalje preko ugrađene SIM kartice na PratiMe platformu, zajedno sa brzinom, pravcem i podacima iz vozila. Ne šalje u fiksnom ritmu: u krivinama i pri promeni brzine poruke idu češće, događaji kao što je naglo kočenje šalju se odmah, a radne mašine imaju svoje režime rada.
Kada nestane mobilne mreže, na primer u brdima ili na granici, uređaj položaje čuva u memoriji i šalje ih čim se veza vrati, pa ruta na mapi ostaje kompletna. Šta platforma radi sa tim podacima opisano je u tekstu kako radi GPS praćenje vozila, a koje uređaje koristimo na stranici GPS uređaji koje ugrađujemo.
Koliko je GPS tačan
Na otvorenom, savremeni uređaj za praćenje vozila određuje položaj obično na nekoliko metara. Tačnost slabi između visokih zgrada, gde se signal odbija, a u tunelima i podzemnim garažama signala nema. Vremenske prilike na tačnost utiču malo.
Uređaji koje ugrađujemo pored GPS-a koriste i evropski Galileo, ruski GLONASS i kineski BeiDou, pa istovremeno vide više satelita i ostaju tačni i u gradu.
O simulaciji
Položaji satelita u simulaciji računaju se iz javnog GPS almanaha koji objavljuje Navigacioni centar Obalske straže SAD (NAVCEN), po algoritmu iz zvanične GPS specifikacije, za trenutak u kome gledate. Almanah se automatski osvežava.
To nije snimak pravog radio signala: vremena putovanja, preseci sfera i proračun položaja izvedeni su iz tih orbita za Novi Sad, uz šum od par metara kakav ima pravi prijemnik. Zato se brojevi menjaju iz dana u dan, kao i pravo nebo iznad nas.
Česta pitanja o GPS-u
Da li GPS radi bez interneta?
Da. Položaj se računa samo iz satelitskih signala, bez interneta i bez mobilne mreže. Mreža je potrebna tek da bi uređaj za praćenje taj položaj poslao na platformu, a dok je nema, položaje čuva u memoriji.
Da li sateliti mogu da prate moje vozilo ili telefon?
Ne. GPS sateliti samo emituju signal i ne primaju ništa. Vozilo se može pratiti tek kada uređaj u njemu svoj položaj sam pošalje, na primer preko SIM kartice na platformu za praćenje.
Koliko satelita je potrebno za GPS položaj?
Najmanje četiri: tri za položaj i četvrti za tačno vreme, jer sat u uređaju nije dovoljno precizan. U praksi uređaj istovremeno vidi osam do dvanaest GPS satelita, a uz Galileo, GLONASS i BeiDou i više.
Koliko je GPS tačan?
Na otvorenom obično nekoliko metara. Tačnost slabi između visokih zgrada, a u tunelima i podzemnim garažama signala nema, pa uređaj ponovo računa položaj čim uhvati satelite.
Koliko često uređaj za praćenje vozila šalje položaj?
Nema jednog fiksnog ritma. Uređaj šalje novu poruku kada vozilo skrene ili promeni brzinu, pa u krivinama i na svakih nekoliko sekundi, a događaje kao što je naglo kočenje šalje odmah. Radne mašine imaju posebne režime rada. Ako mobilne mreže nema, poruke se čuvaju u memoriji i šalju čim se veza vrati.
Zašto GPS mora da računa sa Ajnštajnovom relativnošću?
Zato što satovi na satelitima, zbog slabije gravitacije i velike brzine, idu oko 38 mikrosekundi dnevno brže nego na Zemlji. Bez ispravke bi se greška u udaljenosti povećavala za oko 11 km svakog dana, pa su satovi podešeni pre lansiranja.
Da li je GPS signal besplatan?
Da. GPS signal je besplatan i dostupan svima, bez pretplate. Pretplata za praćenje vozila plaća prenos podataka, platformu, izveštaje i podršku, a ne sam satelitski signal. Više o tome na stranici cena GPS praćenja vozila.
Želite da svoja vozila vidite na mapi? Kontaktirajte nas putem e-maila podrska@pratime.rs ili nas pozovite na 065 9007380. Uređaj ugrađujemo na vašoj lokaciji, a sistem testirate 15 dana besplatno, bez obaveze.
