Cara kerja Global Positioning System (GPS) sangat penting dalam memungkinkan banyak teknologi. cara kerja GPS memungkinkan kita untuk mendapatkan petunjuk arah yang akurat saat kita mengemudi, membantu responden darurat untuk dengan cepat menemukan penelepon, melacak seberapa jauh kita berlari selama latihan, dan banyak lagi.
Terlepas dari bagaimana GPS ada di mana-mana, dan betapa pentingnya untuk banyak teknologi yang kita terima begitu saja, saya menyadari bahwa saya tidak tahu banyak tentang GPS.
Saya pikir saya mengerti cara kerja GPS. Satelit mentransmisikan lokasi mereka, dan dengan menggunakan tiga dari mereka, Anda dapat memecahkan untuk lokasi Anda sendiri dalam ruang 3D, kan?
Ternyata saya salah, jadi di sini ada 6 hal yang Anda mungkin tidak tahu tentang GPS.
1) GPS Tidak Unik
GPS hanyalah salah satu dari beberapa sistem navigasi radio berbasis ruang. Rusia memiliki sistem GLONASS, Uni Eropa memiliki sistem Galileo, dan China memiliki sistem BeiDou.
Namun, GLONASS Rusia adalah satu-satunya sistem lain yang menawarkan jangkauan global, meskipun sedikit kurang akurat daripada GPS. Sistem Galileo diharapkan untuk mencapai kapasitas operasional global pada 2019, dan BeiDou pada 2020.
Sistem navigasi radio berbasis ruang sangat penting untuk sebagian besar aplikasi militer, sehingga negara tidak ingin bergantung pada negara lain jika terjadi permusuhan. Militer India mempelajari ini dengan cara yang sulit pada tahun 1999 selama Perang Kargil ketika mereka secara selektif ditolak aksesnya. Dengan siapa kamu bertanya?
2) Pemerintah AS Memiliki dan Mengoperasikan GPS
Seperti banyak teknologi modern, GPS lahir dari militer selama Perang Dingin. Pencegahan nuklir adalah nama permainan, yang berarti kemampuan untuk meluncurkan senjata nuklir di tanah air musuh.
Kapal selam nuklir dapat mendekati pantai secara sembunyi-sembunyi, cukup dekat untuk menembakkan rudal balistik yang diluncurkan kapal selam ke daratan.
Namun, untuk menembakkan rudal balistik secara akurat dari kapal selam, Anda harus tahu persis di mana kapal selam itu berada. cara kerja GPS dengan demikian dimaksudkan sebagai sistem navigasi yang lebih baik untuk rudal balistik yang diluncurkan kapal selam itu.
Meskipun Perang Dingin telah berakhir 4 tahun sebelum runtuhnya Uni Soviet, GPS mulai beroperasi penuh pada tahun 1995. Pada awalnya, sinyal kualitas tertinggi disediakan untuk penggunaan militer tetapi pada tahun 2000 GPS disediakan secara bebas untuk umum sebagai sumber.
3) Saat Ini Ada 32 Satelit GPS di Orbit
Untuk mencapai jangkauan global untuk GPS, diperlukan 24 satelit. Yang pertama dari 24 diluncurkan pada tahun 1989 dan tanggal 24 diluncurkan pada tahun 1994.
Satelit GPS hanya bertahan sekitar 10 tahun, dan sering perlu diservis selama masa hidup mereka, itulah sebabnya saat ini ada 32 satelit GPS di orbit. Satelit tambahan mengisi celah ketika inti 24 satelit perlu diservis atau dinonaktifkan, sehingga cakupan dipertahankan.
Tetapi mengapa 24 satelit dibutuhkan sejak awal?
4) Anda Membutuhkan Setidaknya 4 Satelit GPS di Line-of-Sight
Menggunakan konstelasi 24 satelit GPS memastikan bahwa setidaknya 4 satelit berada dalam jarak pandang dari lokasi mana pun di Bumi setiap saat.
Angka ajaibnya adalah 4 karena cara GPS menghitung posisi pasti Anda. Setiap satelit mengirimkan sinyal yang mencakup 1) waktu yang tepat ketika sinyal dikirim dan 2) posisi tepat satelit relatif terhadap pusat Bumi.
Kita tahu bahwa kecepatan cahaya adalah konstan, sehingga waktu yang dibutuhkan sinyal dari satelit GPS untuk mencapai Anda, dikalikan dengan kecepatan cahaya, adalah jarak antara Anda dan satelit. Kita juga tahu posisi masing-masing satelit, jadi dengan melakukan sedikit geometri, kita bisa menggunakan lokasi satelit dan jarak yang diketahui untuk mengetahui lokasi kita sendiri.
“Tapi tunggu”, Anda berkata, “jika saya ingat matematika SMA saya, Anda hanya perlu tiga persamaan untuk menyelesaikan tiga yang tidak diketahui. Mengapa kita membutuhkan satelit keempat? “
Itu karena ada keempat yang tidak diketahui. Kami sebenarnya tidak tahu persis waktu yang dibutuhkan sinyal untuk melakukan perjalanan dari satelit ke Anda. Itu sebabnya …
5) Kebutuhan GPS untuk Memperhitungkan Relativitas Umum
Menurut teori relativitas umum Albert Einstein, waktu bergerak lebih cepat untuk objek yang jauh dari sumber gravitasi. Karena satelit lebih jauh dari Bumi, jam onboard mereka berjalan 38 mikrodetik lebih cepat per hari daripada jam di permukaan Bumi.
Tanpa koreksi, ini berarti lokasi GPS akan mati sebanyak 6 mil per hari.
Jadi variabel keempat yang tidak diketahui adalah penyimpangan waktu dari jam atom pada satelit GPS. Inilah sebabnya mengapa 4 satelit diperlukan untuk menentukan lokasi yang tepat. Namun, salah satu manfaat dari sistem ini adalah …
6) GPS Bukan Hanya Untuk Menentukan Lokasi
Keakuratan sinyal waktu GPS adalah dalam 10 milyar detik, yang merupakan nomor kedua setelah jam atom itu sendiri. Jadi GPS juga digunakan untuk menentukan waktu yang tepat, yang sangat penting untuk aplikasi waktu-kritis.
Jaringan seluler, sistem perbankan, pasar keuangan, dan jaringan listrik kami semuanya sangat bergantung pada GPS untuk sinkronisasi waktu yang tepat. Di sektor komunikasi, waktu GPS memungkinkan handoff panggilan disinkronkan. Di sektor keuangan, penentuan waktu GPS memungkinkan transaksi keuangan untuk secara tepat waktu.
GPS dan Internet of Things
Lokasi yang tepat dan kemampuan waktu GPS adalah pendukung penting dari banyak aplikasi IOT. Dari pertanian presisi, kendaraan otomatis, pelacakan armada, penambangan cerdas, dan banyak lagi.
Jadi semoga Anda sekarang tahu lebih banyak tentang teknologi luar biasa ini yang dengan cepat menjadi komponen yang diperlukan dan ada di mana-mana dalam kehidupan kita sehari-hari.
