GPS

GPS หมายถึง Global Positioning System ซึ่งเป็นระบบสนับสนุนการนำทางที่ใช้สัญญาณจากดาวเทียมซึ่งประกอบด้วยดาวเทียมอย่างน้อย 24 ดวงสามารถปฏิบัติการได้ในทุกสภาพอากาศ ทุกที่ในโลก ตลอด 24 ชั่วโมงต่อวันและไม่มีค่าลงทะเบียนหรือค่าธรรมเนียมในการตั้งค่าเพื่อกำหนดตำแหน่งที่ตั้งของอุปกรณ์ใดๆ ซึ่งรองรับ GPS โทรศัพท์มือถือที่สามารถใช้งานระบบ GPS ได้ ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถระบุตำแหน่งที่ตั้งของตัวเอง หรือสถานที่ที่ต้องการได้เพื่อช่วยในการนำทางหรือค้นหาสถานที่ต่างๆ แบบอัตโนมัติได้อย่างสะดวกและรวดเร็วขึ้น 

กระทรวงกลาโหมสหรัฐ (USDOD) แต่เดิมปล่อยดาวเทียมให้โคจรสำหรับการปฏิบัติงานทางทหาร แต่ในทศวรรษ 1980 เป็นต้นมาก็เริ่มกำหนดให้พลเรือนสามารถเข้าถึงการใช้งานดาวเทียมได้ 

ดาวเทียม GPS

ดาวเทียม GPS โคจรรอบโลกวันละสองรอบในวงโคจรที่แน่นอน ดาวเทียมแต่ละดวงจะส่งสัญญาณและปัจจัยการโคจรเฉพาะตัวที่ช่วยให้อุปกรณ์ GPS สามารถถอดรหัสและคำนวณตำแหน่งที่แม่นยำของดาวเทียมดังกล่าวได้ ตัวรับสัญญาณ GPS จะใช้ข้อมูลนี้และวิธีการสามเหลี่ยมระยะในการคำนวณตำแหน่งที่ถูกต้องของผู้ใช้ โดยหลักแล้ว ตัวรับสัญญาณ GPS จะวัดระยะห่างจากดาวเทียมแต่ละดวงโดยอิงจากระยะเวลาที่ใช้ในการรับสัญญาณที่ส่งมาได้ ด้วยค่าวัดระยะทางที่ได้จากดาวเทียมอื่น ๆ

การคำนวณตำแหน่ง

ในการคำนวณตำแหน่ง 2 มิติ (ละติจูดและลองติจูด) และติดตามการเคลื่อนที่ ตัวรับสัญญาณ GPS ต้องถูกล็อกเข้ากับสัญญาณของดาวเทียมอย่างน้อย 3 ดวง และด้วยดาวเทียม 4 ดวงขึ้นไป ตัวรับสัญญาณจะสามารถระบุตำแหน่ง 3 มิติ (ละติจูด ลองติจูด และระดับความสูง) โดยทั่วไปแล้ว ตัวรับสัญญาณ GPS จะติดตามดาวเทียม 8 ดวงขึ้นไป แต่นั่นก็ขึ้นอยู่กับเวลาในแต่ละวันและสถานที่บนโลก 

ทุกวันนี้ตัวรับสัญญาณ GPS แม่นยำสูงมาก เพราะการออกแบบแบบหลายช่องทางขนาน ตัวรับสัญญาณล็อกเข้ากับดาวเทียมหลายดวงได้ทันทีที่เปิดใช้ครั้งแรก อุปกรณ์เหล่านั้นจะยังคงล็อกแบบติดตามแม้แต่ในป่าทึบหรือในเมืองใหญ่ที่มีตึกสูงมากมาย ปัจจัยทางบรรยากาศบางอย่างและแหล่งที่มาของความผิดพลาดอื่น ๆ อาจส่งผลต่อความแม่นยำของตัวรับสัญญาณ GPS ได้

เมื่อตำแหน่งถูกระบุแล้ว หน่วย GPS จะสามารถคำนวณข้อมูลอื่น ๆ ได้เช่น:

ความเร็ว
ทิศทาง
แทร็ค
ระยะทางการเดินทาง
ระยะถึงปลายทาง
พระอาทิตย์ขึ้น/ตก ฯลฯ

ดาวเทียม GPS ถ่ายทอดสัญญาณวิทยุพลังงานต่ำอย่างน้อย 2 ชนิด สัญญาณเหล่านั้นจะเดินทางตามเส้นทางที่ปราศจากสิ่งกีดขวาง หมายความว่าสัญญาณจะผ่านก้อนเมฆ แก้ว และพลาสติก แต่จะไม่ผ่านวัตถุทึบแข็งส่วนใหญ่ เช่น อาคารหรือภูเขา ตัวรับสัญญาณรุ่นใหม่ ๆ ไวต่อสัมผัสกว่า และมักจะติดตามผ่านบ้านเรือนต่าง ๆ ได้

In recent years, GPS has added an additional frequency, named L5, to satellites being launched. This advanced signal has more power and better tracking characteristics over the original L1 signal. Recent Garmin GPS receivers are now using L5 to improve accuracy and reliability. This multi-band solution (i.e., both L1 and L5) provides improvements under trees or in urban canyons.