Znalezienie pozycji za pomocą sygnałów satelitarnych to zaawansowana technologicznie wersja odwiecznej sztuczki nawigatora, która nosi nazwę triangulacji. Załóżmy, że idziesz przez las, na całkowicie płaskim terenie, ale nie wiesz, gdzie jesteś.
Jeśli widzisz punkt orientacyjny przez drzewa (może odległe wzgórze) i zgadniesz, jak daleko to jest, możesz spojrzeć na mapę i dowiedzieć się, że musisz być gdzieś na okręgu, którego promień (odległość od wzgórza ) to odległość, którą odgadłeś. Jeden punkt orientacyjny sam nie może bardziej zawęzić twojej pozycji. Ale co, jeśli nagle zobaczysz drugi punkt orientacyjny w innym kierunku? Teraz możesz powtórzyć proces: musisz być w pewnej odległości od tego obiektu, gdzieś na drugim okręgu. Połącz te dwa fragmenty informacji, a wiesz, że musisz być gdzieś, gdzie spotykają się dwa kręgi – jedno z dwóch miejsc na ziemi. Za pomocą trzeciego punktu orientacyjnego możesz zawęzić swoją pozycję do jednego punktu. I to jest istota prostej triangulacji.
Triangulacja działa z linią wzroku i odrobiną domysłów, z kompasem i mapą oraz z bardziej wyrafinowanymi metodami, takimi jak sygnały radiowe i radar. Działa również w bardziej wyrafinowany sposób, wykorzystując satelity kosmiczne. Poczytaj więcej na ten temat tutaj: https://www.sn2.eu .
Trilateracja
Dzięki nawigacji satelitarnej „punktami orientacyjnymi” nawigacji są satelity kosmiczne śmigające po niebie nad głową. Ponieważ znajdują się w odległości około 20 000 km, daleko poza atmosferę ziemską, i ponieważ ciągle się poruszają (nie stacjonarnie, jak punkty orientacyjne na Ziemi), znalezienie z nich pozycji jest nieco trudniejsze. Jeśli odbierzesz sygnał z jednego satelity i wiesz, że jest on oddalony o 20 000 km, musisz znajdować się gdzieś na kuli (nie okręgu) o promieniu 20 000 km, na środku tego satelity.
Dzięki dwóm sygnałom z dwóch różnych satelitów musisz być gdzieś, gdzie spotykają się dwie kule (gdzieś w kręgu nakładających się na siebie). Trzy sygnały umieszczają cię w jednym z dwóch punktów na tym okręgu – i to zwykle wystarcza, aby dowiedzieć się, gdzie jesteś, ponieważ jeden z punktów może znajdować się w powietrzu lub na środku oceanu. Ale dzięki czterem sygnałom dokładnie znasz swoją pozycję. Znalezienie w ten sposób swojej lokalizacji nazywa się trilateracją.
Wszystkie systemy nawigacji satelitarnej działają zasadniczo w ten sam sposób.
Istnieją trzy części:
- sieć satelitów, stacja
- kontrolna gdzieś na Ziemi, która zarządza satelitami
- urządzenie odbiorcze, które nosisz ze sobą
Każdy satelita ciągle emituje sygnał fal radiowych w kierunku Ziemi. Odbiornik „nasłuchuje” tych sygnałów i, jeśli może odbierać sygnały z trzech lub czterech różnych satelitów, może ustalić dokładną lokalizację (w tym wysokość).
Jak widać te wszystkie tematy, a szczególnie triangulacja radiowa są warte pogłębienie dla każdej osoby, która choć trochę interesuje się tym tematem.