 |
|
/images/archive/gallery/198/652.jpg gps - אילוסטרציה. צילומים: KRT 
|
|
|
|
איך עובד GPS? |
|
|
|
|
ארז בן ארי מאייד עוד תעלומה טכנולוגית. והפעם: איך עובד הניווט הלוויני? |
|
|
|
|
|
|
|
|
עם ירידת מחיריהם של מכשירי הניווט הלוויני, והקלות שבה אפשר למצוא היום תוכנות למחשבי כף יד עם מפות לכל מקום בעולם, הופכת טכנולוגיית GPS לנפוצה יותר ויותר. הפעם נראה איך היא עובדת.
מערכת הניווט הלוויני החלה את דרכה כבר בשנות ה-50 של המאה הקודמת, אבל במשך שנים רבות היתה מסובכת לתפעול ומאוד לא מדויקת. בתחילת שנות ה-80 היא כבר הפכה למדויקת ברמה סבירה, וכמה שנים אחר כך החלו יישומים מסחריים שלה, ואיתם ירד גם המחיר. היום אפשר לקנות מכשיר ניווט בפחות מ-50 דולר .
המערכת מבוססת על לוויני ניווט מיוחדים שנעים במסלול סביב כדור הארץ. רוב הלווינים שוגרו לחלל במיוחד עבור מטרה זו, אבל יש גם כאלה שמבצעים תפקידים נוספים, כמו תקשורת או מחקר מדעי. באופן עקרוני, מספיק לווין אחד לקבלת קריאה, אבל מערכת הניווט מבוססת על 24 לווינים הפעילים כל הזמן, וכן כמה נוספים המשמשים לגיבוי. הלווינים מקיפים את כדור הארץ בגובה של כ-17 ק "מ, וכל לווין מבצע שתי הקפות ביממה.
הלווינים משדרים באופן רציף אותות שנקלטים על-ידי מכשירי הניווט. בכל מכשיר כזה הוכנס המידע על מסלולם של הלווינים, וכך כאשר הוא קולט אות של לווין, הוא מזהה אותו ויודע היכן נמצא הלווין ומתי שודר האות. מאחר שהאות נע במהירות קבועה וידועה, עלידי מדידת הזמן שעבר מרגע השידור לרגע הקליטה יכול המכשיר לחשב מהו המרחק שלכם מהלווין. מהירות התנועה גבוהה מאוד (קרובה מאוד למהירות האור), ולכן יש צורך בחישוב מדויק במיוחד ובשעון מדויק כדי לקבל תוצאה נכונה. השעונים שמשתמשים בהם מכונים "שעונים אטומיים", מפני שהם מבוססים על קצב התנודה של אטומים. שעון כזה מסוגל לפעול מאות שנים בדיוק מושלם.
מכיוון שרשת הלווינים כל-כך ענפה, מכשיר ניווט מסוגל לקלוט אותות של כמה מהם בכל רגע, ועל-ידי מדידת המרחק מכל אחד הוא יכול לחשב את המיקום המדויק שאתם נמצאים בו. זאת טכניקה מתמטית המכונה "טריאנגולציה", וגם חברות הסלולר משתמשות בה כדי לעקוב אחרי מיקומו של הטלפון הנייד.
|
|
 |
|
 |
|
|
 |
| /images/archive/gallery/198/866.jpg  |
|
|
|
 |
|
 |
תודה לאח הגדול
|
|
 |
|
|
האותות של הלווינים הם שידורי רדיו פשוטים, וקשה להם לעבור בשטח סגור. מסיבה זו, ניווט לוויני לא מצטיין בתוך בניינים או ביערות עבותים. בעבר, ממשלת ארצות הברית הכניסה שיבושים מכוונים בתזמון האותות, כדי לצמצם את רמת הדיוק של מכשירים אזרחיים ולמנוע מהם שימושים צבאיים. שיבוש זה מכונה Selective Availability, ובאמצע שנת 2000 הוא הופסק והעלה את הדיוק של המערכת מרמה של כ-100 מטר לרמה של 15-10 מטר . קיימת גם מערכת יותר מדויקת בשם GPSדיפרנציאלי (DGPS), המגיעה לדיוק של פחות ממטר! המערכת הזאת מבוססת על התקנת יחידת ניווט קבועה במקום ידוע, וכך אפשר לכייל את מכשיר הניווט לרמה מדויקת מאוד.
רוצים לדעת עוד? ארז בן-ארי עונה על כ-ל שאלה שקשורה למחשבים בפורום "המחשב השתגע?!"ב-NRG.
| | | | | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | קיימת גם מערכת יותר מדויקת בשם GPSדיפרנציאלי (DGPS), המגיעה לדיוק של פחות ממטר! המערכת הזאת מבוססת על התקנת יחידת ניווט קבועה במקום ידוע, וכך אפשר לכייל את מכשיר הניווט לרמה מדויקת מאוד | | | | | | |
|
|
|
|
|
|
|
|
