كيف يعمل GPS؟

الضياع أثناء القيادة قريب من فن ضائع. باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في نظام الملاحة بسيارتك ، أو في جهاز التنقل المحمول على لوحة القيادة ، أو في هاتفك الذكي ، من السهل سحب خريطة ومعرفة مكانك ، أو الحصول على الاتجاهات إلى المكان الذي تتجه إليه. قد يكون الجزء الأصعب هو التحدث أو إدخال البيانات إذا كانت سيارتك بها واجهة عالية الأداء ، أو إذا كانت لا تسمح لك بإدخال عنوان أثناء تحرك السيارة ، حتى لو كنت تقود سيارتك عبر حي صغير خارج المطار مباشرة في الإيجار.

إليك معلومات أساسية عن ماهية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وما يمكن أن يقدمه لك اليوم في السيارات ، وما هو ممكن في المستقبل القريب. سيجعلك نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أكثر أمانًا ، ويوجهك حول التأخيرات المرورية ، ويساعدك في العثور على الخدمات القريبة ، ويساعد التجار على التواصل لبيع الخدمات التي قد ترغب فيها أو لا تريدها.



GPS- الأقمار الصناعية-السيارة- TomTom



كيف يعمل GPS (ربما أكثر مما تريد أن تعرفه)

منذ عام 1994 ، كان هناك 24 قمرًا صناعيًا لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يدور حول الأرض على ارتفاع 13000 ميل في ست مجموعات أو طائرات. إنها ليست ثابتة (متزامنة مع الأرض) ، لكنها تتحرك من الغرب إلى الشرق بسرعة 8000 ميل في الساعة وتدور حول الأرض (تمر فوق نفس المكان) مرتين في اليوم. على متنها ساعة ذرية. يقدم كل قمر صناعي تقارير بشكل مستمر:

  • كود شبه عشوائي، معرّف كل قمر صناعي.
  • بيانات التقويم الفلكي ،التاريخ والوقت الحاليين ، وما إذا كان القمر الصناعي سليمًا أو غير صحي (قد تعني كلمة 'غير صحية' أن القمر الصناعي يتم تغيير موضعه أو إعادة معايرته ؛ فهو ليس دومًا هالكًا).
  • بيانات التقويم ،حيث يجب أن يكون القمر الصناعي في أي وقت من البيانات (أيضًا بيانات التقويم لكل قمر صناعي GPS).

يلتقط جهاز الاستقبال في نظام GPS الخاص بك وقت الوصول (TOA) ووقت الرحلة (TOF) من القمر الصناعي إلى جهاز الاستقبال. نظرًا لسرعة الضوء (المعروفة) وأين وأين تم إرسال الإشارة ، يقوم مستقبل GPS بعد ذلك بحساب مكان وجود سيارتك أو PND أو GPS الخاص بالمتنزه أو الهاتف الذكي على الأرض. عندما يتحرك جهازك على طول الطريق السريع ، فإنه يحسب السرعة ، وعادةً ما تكون أقل ببضعة أميال في الساعة مما يعرضه عداد السرعة بالسيارة (ثق في سرعة GPS) ، وعنوان البوصلة. يضع تلك البيانات على الخريطة المتحركة لنظام الملاحة. تأخر مرور إشارة القمر الصناعي عبر طبقة الأيونوسفير ، ويمتد الغلاف الجوي العلوي للأرض من ارتفاع 40-600 ميل ؛ تطبق أنظمة GPS عامل تصحيح.



يتطلب الأمر ثلاث إشارات GPS لتحديد (تثليث) موضع جهاز الاستقبال والرابع لحساب الارتفاع أيضًا. إذا التقط جهاز الاستقبال المزيد من الأقمار الصناعية (يمكن رؤية ما يصل إلى اثني عشر أقمارًا ، بينما توجد العشرات الأخرى على الجانب الآخر من الكرة الأرضية) ، تتحسن جودة تحديد الموقع. في حالة انجراف الساعة الذرية ، أو حدوث بعض عدم الدقة الأخرى ، يتم إرسال عامل التصحيح أيضًا.

ظهر أول قمر صناعي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في النظام في عام 1978. الأقمار الصناعية الحالية لنظام تحديد المواقع العالمي صالحة لحوالي 10 سنوات من التشغيل. تزن حوالي 2000 رطل (على الأرض) وقطرها 17 قدمًا بما في ذلك الألواح الشمسية التي تشغل القمر الصناعي. لا ينتج جهاز الإرسال أكثر من 50 واط. يتم بناء البدائل وإطلاقها باستمرار. دول أخرى لديها أقمار صناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أيضًا.

أحدث أنظمة GPS (أجهزة الاستقبال على الأرض) سيكون أكثر دقة وأصغر وأرخص وحتى العمل في الداخل. أظهرت DARPA شريحة أصغر من بنس واحد تتضمن ثلاثة جيروسكوبات وثلاثة مقاييس تسارع وساعة داخلية (الصورة أعلى اليمين). تعمل الأبحاث الأخرى على تحسين توقيت ودقة ساعات الأقمار الصناعية. الهدف هو الحصول على دقة أنظمة GPS بعدة آلاف من الدولارات في الوحدة الرئيسية لنظام المعلومات والترفيه في سيارتك.



جي بي اس- داربا- رقاقة- بيني -2

ما مدى دقة جهاز استقبال GPS الخاص بي؟

24 ممرات أرضية وغربيةبدأ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) حياته كنظام أقمار صناعية عسكري أولًا يهدف إلى زيادة دقة الطائرات والغواصات وذخائرها. حتى عام 2000 ، كانت الإشارة المتاحة للمدنيين متدهورة لتوفير دقة أقل. تم تعويض إشارة الوقت غير المشفرة المرسلة إلى المستخدمين غير العسكريين بشكل عشوائي لتوفير دقة لا تزيد عن 100 متر. كان هذا يسمىتوافر انتقائي.وهذا يعني أن موقع السيارة قد يكون مغلقًا بواحد أو اثنين من كتل المدينة ، وقد يأتي 'الاتجاه الأيمن التالي' في وقت قريب جدًا أو متأخر جدًا.

التطور ل GPS التفاضليقامت التكنولوجيا باستخدام محطات مرجعية أرضية بتصحيح دقة إشارة SA إلى حوالي 15 مترًا (2-3 أطوال سيارات) وفي أفضل الحالات إلى أقل من 10 سم أو 4 بوصات ، وهو أمر جيد بما يكفي للمساحين لتحديد الموقع بدقة حصة. في الوقت نفسه ، طلبت FAA وخفر السواحل ووزارة النقل إيقاف SA. أمر الرئيس كلينتون بإزالة التوافر الانتقائي في عام 2000. ذهب إلى الأبد. الحكومة موقع GPS يقول ، 'ليس لدى الولايات المتحدة أي نية لاستخدام التوافر الانتقائي مرة أخرى.'

اليوم ، تبلغ دقة جهاز استقبال GPS في السيارة 10-15 مترًا. هذا مع وحدات استقبال الأقمار الصناعية التي تكلف بضعة دولارات فقط. تدعي أجهزة استقبال GPS المستقلة الدقة في حدود 3 أمتار (10 أقدام) ووحدات التكلفة الأعلى جيدة لبضعة سنتيمترات. يمكن أن يكون نظام GPS Trimble Total Station الذي تبلغ تكلفته 25000 دولارًا دقيقًا حتى أقل من بوصة واحدة. ماذا يعني هذا؟ يمكن لمتغيرات أنظمة GPS عالية الدقة التحكم عن بعد في تسطيح معدات إنشاء الطرق وحلقها لإنشاء طريق.

إذا كان لديك نظام ملاحة قديم للسيارة يبدو أكثر دقة من 15 مترًا ، فإن نظام الملاحة يلعب خدعة صغيرة. إذا كنت متجهًا شمالًا على الطريق السريع ولم يكن هناك طريق آخر قريب ، فإن رمز الموقع يستقر على الطريق وإذا كان طريقًا سريعًا مقسمًا ، فإنه يستقر على الجانب الشمالي. يمكن للتنقل أيضًا إعادة ضبط نفسه إذا أخذت منعطفًا أو تدور حول منحنى. يستخدم نظام الملاحة GPS أيضًا بوصلة داخلية ، ومستشعر الحركة ، وعداد السرعة لتقدير مكانك في النفق بدقة. (في النفق الذي يمتد بين حالتين ، سترى رمز الموضع الحالي يعبر حدود الولاية داخل سيارة بطول السيارة أو اثنتين بدقة تامة.)

مركز قيادة OnStar

ما يفعله GPS لسيارتك إلى جانب الخرائط المتحركة

من الواضح أن GPS في سيارتك يوفر النقطة الوامضة على الخريطة التي توضح مكان سيارتك. هناك المزيد. وهنا بعض الأمثلة:

  • إخطار التعطل التلقائي.في حالة وقوع حادث ، إذا كانت سيارتك مجهزة بـ تقنيات المعلومات مثل OnStar من جنرال موتورز ، تقوم السيارة تلقائيًا بإبلاغ موقعك إلى مركز الاتصال عن بُعد ، والذي يتصل بعد ذلك بأقرب PSAP (نقطة رد السلامة العامة) ، أو رقم 911. بدءًا من Ford and Sync ، يمكن أيضًا إجراء المكالمة عبر هاتف محمول متصل بالبلوتوث. عادةً ما يتصل سائق سيارة عابر برقم 911 ، ولكن قد يكون ذلك بعد خمس دقائق على طريق يسير بخطى خفيفة ، وإذا نزلت على جسر وبعيدًا عن مرأى ومسمع من السيارات العابرة ، فقد لا يحدث ذلك أبدًا إذا لم يعرف رجال الشرطة أين يبحثون . يضيف ACN المحسّن معلومات إضافية بخلاف نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مثل موقع وشدة الاصطدام ، وما إذا كان الركاب محاطين بالحزام ، وإذا انقلبت السيارة. تعمل BMW و GM على خوارزميات تتنبأ باحتمالات إصابة أحد الركاب بجروح خطيرة ؛ يعتقدون أن الخوارزميات دقيقة بما يكفي للسماح لهم بإخبار مسؤولي السلامة متى يرسلون مروحية إجلاء طبي (5000 إلى 15000 دولار). كل هذا لن يكون ممكنا بدون إشارة GPS.
  • نظام الإضاءة الأمامية المتقدم المعتمد على الكاميراالمصابيح الأمامية التنبؤية.في البداية ، كانت هناك مصابيح أمامية ، ثم مصابيح أمامية جيدة (زينون ، LED ، ليزر) ، ثم مصابيح أمامية قابلة للتوجيه تهدف إلى اليمين عند تدوير العجلة لليمين ، والآن تبدأ المصابيح الأمامية في الدوران إلى اليمين قبل الانعطاف مباشرة (الصورة أعلاه). يستخدمون إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لبدء تشغيل المصابيح الأمامية في الوقت الذي تبدأ فيه النظر في الزاوية بحثًا عن الغزلان أو المشاة أو المركبات المعطلة ، قبل ثانية أو ثانيتين من دوران العجلات. يقود فورد المصابيح الأمامية التي تستهدف GPS.
  • السيارات الهجينة بعيدة المدى ، المركبات الكهربائية.تريد السيارة الاحتفاظ ببعض طاقة البطارية احتياطيًا لزيادة الطاقة بشكل إضافي ، أو حتى لا تنفد بطارية التخزين. لنفترض أن سيارتك تويوتا بريوس جيدة لمسافة ميل 60 ميلاً في الساعة على الطريق السريع مع منحدر طفيف. إذا علمت بيانات الخريطة بالإضافة إلى موقع GPS الحالي الخاص بك بالإضافة إلى قدرات إعادة الشحن الحالية للسيارة أن الصعود يتبعه منحدر بطول 2.5 ميل ، فيمكن أن تخبر السيارة بالسير في الميل التالي للصعود على طاقة البطارية مع العلم أن الانحدار سيؤدي إلى إعادة شحن البطارية.
  • خدمات.عندما تبحث عن أقرب برجر كنج وليس ماكدونالدز (ربما يعتقد أطفالك أن جوائز BK أفضل) ، فهذا يتطلب نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). لا تزال بعض مكامن الخلل قيد العمل. لا تأخذ العديد من تطبيقات الجهات الخارجية ، بالإضافة إلى قواعد البيانات في أنظمة الملاحة بالسيارات ، في الحسبان حتى الآن أنك ربما تريد خدمات أمامك ، وليس خلفك ، وليس على بُعد 20 ميلاً من الجانب.
  • تطبيقات الهواتف الذكية.إذا كانت سيارتك تحتوي على تقنيات عن بُعد مضمنة ، فإنها تحتوي على تطبيق هاتف ذكي به عدد من الميزات مثل بدء التشغيل عن بُعد وفتح الباب عن بُعد. هناك أيضًا تطبيق لتحديد المواقع يعتمد على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يرشدك إلى سيارتك عندما تنسى موقعها في الاستاد أو في المركز التجاري.
  • فتحت باب المرآب الذكي. تحتوي العديد من السيارات على فتاحات أبواب مرآب HomeLink. بدلاً من ازدحام السيارة بمزيد من الأزرار بواسطة مرآة الزجاج الأمامي ، أو الأزرار الافتراضية على شاشة LCD ، تخفيها Tesla للرؤية. عندما يستشعر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أن السيارة على بعد حوالي نصف ميل من المنزل ، تنبثق الأزرار في الزاوية اليمنى من شاشة العرض المركزية.
  • قم بمعايرة عداد السرعة الخاص بك.تتطلب اللوائح الفيدرالية من عداد السرعة ألا يقلل أبدًا من سرعتك بغض النظر عن حجم الإطار المعتمد على السيارة. أنت لا تريد الحصول على تذكرة 78 في 65 منطقة عندما كنت تعتقد أنك تقوم بـ 75 فقط ؛ بدلاً من ذلك ، ربما تقود بسرعة 72 أو 73 ميلاً في الساعة. يمكن لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المدمج معايرة عداد السرعة الخاص بك إلى السرعة الصحيحة تمامًا لهذه المجموعة من الإطارات عند هذا التضخم. ممكن. لا. إذا كان لديك جهاز تنقل محمول ، فعادةً ما يُظهر هذا سرعتك.
  • أفضل نصيحة للممر.اليوم ، تحتوي أنظمة الملاحة الجيدة على طرق عرض حارات الخروج تُظهر ممرات المرور وممرات الخروج والممر الذي يمكن أن يكون أحدهما. قد يستشعر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الأكثر دقة عندما تحتاج إلى التحرك فوق حارة للخروج.

2016 Tucson_001 (17)

GPS والسيارة ذاتية القيادة

تعتمد السيارات ذاتية القيادة على أجهزة استشعار بصرية (أيضًا رادار) وخرائط ثلاثية الأبعاد لفهم مكان وجودهم وأين توجد المخاطر بدقة. يمكن أن يلعب نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) دورًا أكبر عندما يكون دقيقًا للبوصة وليس للمتر أو 5 أمتار. هذا قادم. على الأقل ، تحتاج السيارة إلى التمركز في ممر يبلغ ارتفاعه 12 قدمًا وألا تنحرف أكثر من قدم واحدة عن المركز. يبلغ عرض السيارة ذات المرايا 6-7 أقدام. أضف قدمًا للانجراف المسموح به من المركز المحدد وسيتبقى لك هامش أمان يتراوح بين 1.5 و 2.0 قدم على كل جانب. يمكن التعامل مع ذلك بشكل أفضل اليوم من خلال الأنظمة البصرية التي تتعقب موضع السيارة بالنسبة إلى علامات المسار.

باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) فائق الدقة ، يمكن أن يعمل كمدقق مستقل لأجهزة استشعار السيارة - على سبيل المثال ، إذا كان يعتقد أن LDW لم يعد يعمل بشكل مثالي. في الطقس الممطر أو الثلجي المعتدل حيث تتدهور الأنظمة البصرية ، أو تكون علامات الممر محجوبة جزئيًا ، قد يساعد الجمع بين السيارة في الحفاظ على تمركز المسار لفترة أطول قليلاً. في نهاية المطاف سوف تغلق.

لا يزال بإمكان محراث الثلج أن يخرج في طقس رديء ويمضي قدمًا بسرعة معتدلة على الأقل باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إما بتوجيه عجلة القيادة أو تحذير السائق من أن المحراث عن مساره وانجرافه عن الطريق. ما هو غير ممكن بسرعة 60 ميلاً في الساعة في السنوات الخمس المقبلة قد يكون عمليًا بسرعة 30 ميلاً في الساعة.

P90099346

شراء المشورة

تكلف أول نظام ملاحة مدمج في السيارة في منتصف التسعينيات على BMW الفئة السابعة حوالي 2500 دولار (4000 دولار في 2015 دولار). الآن تكلف القليل من أنظمة الملاحة أكثر من 1000 دولار ، وكثير منها 500 دولار أو أقل ، وغالبًا ما تكون قياسية في السيارات التي تزيد قيمتها عن 50000 دولار ، نظرًا لأن وجود شاشة LCD ملونة في المجموعة المركزية أمر إلزامي إلى حد كبير بالفعل. تتمثل المزايا الرئيسية للملاحة المضمنة في الشاشة الكبيرة (من 7 إلى 10 بوصات قطريًا) ، وشاشات التنقل الثانوية في لوحة العدادات أو شاشة العرض العلوية ، و (عادةً) أزرار ومقابض التحكم الأكبر من تلك الموجودة على PND أو الهاتف الذكي. قد يحصل هوائي زعانف القرش الموجود على السطح على إصلاح أسرع للموضع عند بدء التشغيل. تكاد لا تُسرق أنظمة الملاحة في السيارة ، ولا تظهر أي أسلاك قبيحة.

تتمتع الهواتف الذكية عادةً بتعرف أفضل على الصوت ('Siri ، أعطني الاتجاهات إلى Mile High Stadium') ، والتطبيقات أرخص أو مجانية ، والتحديثات مجانية. قد تكون تحديثات التنقل في السيارة من 100 دولار إلى 200 دولار.

Apple CarPlay و Android Auto من Google الجمع بين الجوانب المتفوقة لكليهما: يمكنك الحصول على تطبيق خرائط مضمن تعرفه ويعجبك بالفعل (خرائط Apple على iOS ، خرائط Google على أجهزة Android) ، معروض على شاشة LCD للسيارة ، واستخدام بعض أزرار ومقابض السيارة.

إذا كنت تشتري نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) داخل السيارة ، فافعل ذلك وأنت تعلم أن له نصف عمر ، مما يعني أنه قد يكون أفضل من جهاز محمول اليوم ، ولكن بمرور الوقت قد تتجاوزه الوحدات المحمولة. حتى الآن ، لم تقدم شركات صناعة السيارات تحديثات للوحدة الرئيسية أو وحدة GPS. إذا كنت تريد أحدث نظام GPS في سيارتك في جميع الأوقات ، فاستأجر - لا تشتري.

تحقق من سلسلة 2007es.com Explains الخاصة بنا لمزيد من التغطية المتعمقة.

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com