จีพีเอส (GPS) ทำงานอย่างไร

GPS หรือ Global Positioning System ทำงานโดยมีดาวเทียม 24 ดวง เคลื่อนที่โคจรรอบโลก และมันจะทำงานร่วมกับอุปกรณ์ภาครับ GPS เพื่อระบุตำแหน่งของคุณบนโลก

การระบุตำแหน่ง ของ GPS นั้น ทำในลักษณะของรูปสามเหลี่ยมที่เกิดขึ้นจากการวัดระยะห่างจากจุด 3 จุดจากดาวเทียม เพื่อหาตำแหน่งของอุปกรณ์ GPS

สมมติว่า เพื่อนของคุณกำลังหลงทางอยู่ คุณทราบว่า เพื่อนคนนี้อยู่ห่างจากบ้านของเขา 50 เมตร ณ.จุดเดียวกันเขาอยู่ห่างจากห้างสรรพสินค้า 200 เมตร และอยู่ห่างจากโรงหนัง 275 เมตร ซึ่งหากวาดวงกลมจากสถานที่ทั้งสาม (รัศมีเท่ากับระยะห่างที่ได้) จะพบว่า จุดตัดของวงกลมทั้งสามจะระบุตำแหน่งของเพื่อนคุณได้

อุปกรณ์ GPS ก็ทำงานด้วยวิธีเดียวกัน โดยมันสามารถรู้ระยะห่างของมันกับดาวเทียม GPS ได้จากการที่ดาวเทียม GPS ในวงโคจรจะส่งสัญญาณพร้อมทั้งระบุเวลา ซึ่งเมื่ออุปกรณ์ GPS ได้รับสัญญาณก็จะเทียบเวลาที่อุปกรณ์ได้รับสัญญาณกับเวลาที่สัญญาณถูกส่งออกมาจากดาวเทียม จากนั้นมันก็จะคำนวณเวลาที่ใช้ในการเดินทางของสัญญาณ เพื่อหาระยะห่างของอุปกรณ์ GPS กับดาวเทียม GPS ได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากสัญญาณที่ส่งมาจะมีการเดินทางด้วยความเร็วคงที่ เมื่ออุปกรณ์ GPS ได้รับสัญญาณจากดาวเทียมที่ GPS แตกต่างกันครบ 3 ดวงก็จะสามารถทราบระยะห่าง

ยกตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ GPS อยู่ห่างจากดาวเทียม GPS ดวงแรกเป็น 12,185.00048 ไมล์ และห่างจากดาวเทียม GPS ดวงที่สอง 11,495.1835 ไมล์ ส่วนดาวเทียม GPS ดวงที่สามอยู่ห่าง 11,382.8513 ไมล์ เพียงแค่นี้ อุปกรณ์ GPS ก็สามารถคำนวณตำแหน่งของมันบนโลกได้อย่างแม่นยำ

ระบบ GPS จะใช้ฐานเวลาที่มาจากสัญญาณนาฬิการะดับอะตอมที่มีความแม่นยำสูงมากในดาวเทียม GPS และชิปคำนวณที่สามารถอ่าน และแก้โจทย์สมการที่จำเป็นต่อการคำนวณหาระยะทาง และตำแหน่งได้นับร้อยๆ ครั้งในหนึ่งนาที

นั่นหมายความว่า แม้อุปกรณ์ GPS จะเคลื่อนที่ไม่อยู่นิ่ง การคำนวณระยะห่างจากดาวเทียม GPS ต่างๆ ตลอดจนการระบุตำแหน่งจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วตลอดเวลา ซึ่งสัญญาณนาฬิกาจากดาวเทียม GPS จะมีความแม่นยำระดับ 10 นาโนวินาที หรือ 1 ในพันล้านวินาที

ที่มา www.arip.co.th