GPS หรือ Global Positioning System เป็นเทคโนโลยีที่ใช้สัญญาณจากดาวเทียมเพื่อตรวจสอบตำแหน่งของวัตถุ หรือบุคคลที่มีอุปกรณ์ GPS ในอุปกรณ์ของตนเอง เช่น โทรศัพท์มือถือ หรือ GPS ติดตั้งในรถยนต์

สัญญาณจากดาวเทียมที่ใช้ใน GPS

สัญญาณจากดาวเทียมที่ใช้ใน GPS คือสัญญาณคลื่นความถี่สูงที่มีความถี่ประมาณ 1575.42 MHz (MHz หมายถึง MegaHertz หรือล้านเฮิร์ตซ์) และ 1227.60 MHz ซึ่งจะถูกส่งออกมาจากดาวเทียม GPS และถูกส่งมายังอุปกรณ์ GPS ที่ต้องการใช้งาน

สัญญาณนี้จะถูกส่งออกมาจากดาวเทียมในรูปแบบของสัญญาณดิจิตอล (digital signal) ที่ประกอบด้วยข้อมูลที่แสดงตำแหน่งของดาวเทียม และเวลาที่สัญญาณถูกส่งออกมา อุปกรณ์ GPS จะรับสัญญาณดิจิตอลนี้และใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์เพื่อคำนวณตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์

สัญญาณจากดาวเทียมนั้นมีความสำคัญสูงในการทำงานของ GPS เนื่องจากจะมีดาวเทียมหลายตัวที่ส่งสัญญาณมาพร้อมกัน ซึ่งอุปกรณ์ GPS จะใช้สัญญาณจากดาวเทียมหลายตัวในการคำนวณตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์ ทำให้มีความแม่นยำสูงขึ้นในการหาตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์

การทำงานของ GPS

GPS ทำงานโดยการรับสัญญาณจากดาวเทียมหลายตัว แล้วหาตำแหน่งของอุปกรณ์จากสัญญาณที่ได้รับ โดย GPS จะใช้หลักการทางคณิตศาสตร์เพื่อคำนวณตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์ โดยตำแหน่งที่คำนวณได้จะมีความแม่นยำสูงถ้ามีจำนวนดาวเทียมที่ใช้งานมากขึ้น

การทำงานของ GPS นั้นมีขั้นตอนดังนี้

1. สัญญาณจากดาวเทียมจะถูกส่งออกไปโดยตลอดเวลา
2. อุปกรณ์ GPS จะรับสัญญาณจากดาวเทียมหลายตัวพร้อมกัน
3. อุปกรณ์ GPS จะวิเคราะห์สัญญาณที่ได้รับและคำนวณตำแหน่งของอุปกรณ์จากสัญญาณที่ได้รับ
4. ตำแหน่งที่คำนวณได้จะถูกแสดงบนหน้าจอของอุปกรณ์ GPS

การคำนวณตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์

การคำนวณตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์ใน GPS จะใช้วิธีการคำนวณทางคณิตศาสตร์โดยใช้เวลาที่สัญญาณจากดาวเทียมถูกส่งออกมาและเวลาที่สัญญาณถูกรับรู้ที่อุปกรณ์ GPS ในการหาตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์

การคำนวณนี้จะใช้หลักการของการวัดระยะทางจากสองจุด โดยจะใช้เวลาที่สัญญาณจากดาวเทียมถูกส่งออกมาและเวลาที่สัญญาณถูกรับรู้ที่อุปกรณ์ GPS ในการคำนวณระยะทางที่สัญญาณคุณภาพสูงใช้เวลาในการเดินทางกลับแล้วหาร 2 จะได้ระยะทางจากอุปกรณ์ GPS ไปยังดาวเทียม

โดยสามารถคำนวณตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์ได้จากการใช้สัญญาณจากดาวเทียมหลายตัวในการวัดระยะทางและคำนวณตำแหน่ง ซึ่งอัลกอริทึมที่ใช้ในการคำนวณนี้จะใช้ข้อมูลตำแหน่งของดาวเทียมและเวลาที่สัญญาณถูกส่งออกมาจากดาวเทียม และเวลาที่สัญญาณถูกรับรู้ที่อุปกรณ์ GPS เพื่อคำนวณตำแหน่งที่อยู่ของอุปกรณ์ GPS ในแต่ละช่วงเวลา
การทำงานของ GPS มีความสำคัญในการนำทาง การเดินทาง และการทำงานที่ต้องใช้ตำแหน่งอย่างแม่นยำ เช่น ในการขนส่งสินค้า การทำแผนที่ การเก็บข้อมูลสิ่งแวดล้อม และอื่นๆ อีกมากมาย