Hər gün istifadə etdiyimiz texnologiyanın sirri: GPS əslində belə işləyir
Cəmi bir neçə on il əvvəl tanımadığı ərazidə yol tapmaq üçün insanlar xəritə, kompas və ya ulduzlardan istifadə edirdilər. Bu gün isə smartfonu çıxarmaq kifayətdir: cihaz saniyələr ərzində dəqiq koordinatları göstərir, marşrut qurur və hətta tıxaclar barədə məlumat verir.
Crossmedia.az xarici mediaya istinadən xəbər verir ki, bütün bunların arxasında müasir dövrün ən mürəkkəb texnoloji sistemlərindən biri olan GPS (Global Positioning System) dayanır. Peyklər şəbəkəsi əsasında işləyən bu sistem Yer orbitini qlobal naviqasiya platformasına çevirib. Lakin GPS sadəcə xəritə tətbiqi deyil — onun iş prinsipi onlarla peyk, yerüstü stansiyalar və hətta Albert Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsində təsvir olunan fiziki effektlərlə bağlıdır.
Hərbidən gündəlik həyata
GPS ilk olaraq sürücülər və turistlər üçün deyil, ABŞ ordusu üçün hazırlanıb. Navstar sisteminin ilk peyki 1978-ci ildə orbitə buraxılıb. Tam peyk qruplaşmasının yaradılması isə illər çəkib.
Sistem 1995-ci ildə tam fəaliyyətə başlayıb. İlk illərdə onun ən dəqiq imkanları yalnız hərbi məqsədlər üçün istifadə olunurdu. Lakin 2000-ci ildə ABŞ siqnalın qəsdən zəiflədilməsini dayandırdı və GPS bütün dünyada mülki istifadəçilər üçün əlçatan oldu.
Bu gün GPS ABŞ Hərbi Hava Qüvvələrinin nəzarətində olsa da, artıq yeganə peyk naviqasiya sistemi deyil. Müasir cihazlar eyni zamanda ABŞ-nin GPS-i, Rusiyanın Qlonass və Avropanın Galileo sistemlərindən siqnallar qəbul edə bilir. Bu isə daha sürətli və dəqiq mövqe müəyyənləşdirməyə imkan verir.
Ulduzların yerinə peyklər
GPS-in iş prinsipi qədim dövrlərdə ulduzlarla istiqamət təyin etməyə bənzəyir. Fərq ondadır ki, bu gün təbii göy cisimlərinin yerini süni peyklər əvəz edir.
Yer orbitində onlarla GPS peyki fasiləsiz fəaliyyət göstərir. Əsas sistem 24 peykdən ibarətdir və qlobal əhatəni təmin edir. Digər peyklər isə ehtiyat məqsədi daşıyır.
Hər peyk iki əsas məlumatı daim ötürür: öz mövqeyini və dəqiq vaxtı. Bu məlumat radio siqnalı vasitəsilə Yerə göndərilir. Telefon və ya GPS qəbuledicisi eyni anda bir neçə peykdən gələn siqnalları qəbul edərək istifadəçinin yerini hesablayır.
GPS insanın yerini necə müəyyən edir?
Sistemin əsas riyazi prinsipi trilaterasiya adlanır. GPS məsafəni birbaşa ölçmür, peykdən gələn radio siqnalının qəbulediciyə çatma müddətini hesablayır.
Radio dalğaları işıq sürəti ilə hərəkət edir. Siqnalın sürəti və keçmə vaxtı məlum olduqda cihaz peykə qədər məsafəni müəyyən edə bilir.
Bir peyk çoxlu mümkün mövqelər yaradır. İkinci peyk bu imkanları azaldır. Üçüncü peyk dəqiq koordinatları müəyyən etməyə kömək edir. Dördüncü peyk isə vaxt səhvlərini aradan qaldıraraq həm yer səthindəki koordinatları, həm də hündürlüyü hesablamağa imkan verir.
Cihaz nə qədər çox peykdən siqnal qəbul edirsə, dəqiqlik də bir o qədər artır. Adi smartfonlar bir neçə metr dəqiqliklə işləyə bildiyi halda, xüsusi avadanlıqlar santimetr səviyyəsində nəticə verə bilir.
GPS üçün vaxt niyə bu qədər vacibdir?
GPS sisteminin ən maraqlı xüsusiyyətlərindən biri onun dəqiq vaxt ölçümündən asılı olmasıdır. Hər peyk ən dəqiq vaxtölçən cihazlardan biri olan atom saatı ilə təchiz edilir.
Smartfonlarda isə belə saatlardan istifadə etmək mümkün deyil, çünki onlar çox bahalıdır. Buna görə telefonlar adi kvars saatlarından istifadə edir və peyklərdən gələn siqnallar vasitəsilə vaxtı daim dəqiqləşdirir.
Sistemin yaradılması zamanı alimlər Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsini də nəzərə almalı olublar. Nəzəriyyəyə görə, kosmosda və Yer üzündə zaman fərqli sürətlə keçir.
Peyklərdəki saatlar Yer üzündəki saatlarla müqayisədə sutkada təxminən 38 mikrosaniyə irəli gedir. Bu kiçik fərq nəzərə alınmasa, GPS koordinatları hər gün təxminən 10 kilometr səhvlə göstərərdi. Buna görə sistem daim relativistik düzəlişlər tətbiq edir.
GPS internet olmadan da işləyir
Bir çox insan düşünür ki, smartfonda naviqasiya üçün internet mütləq lazımdır. Əslində isə GPS siqnalının özü internet və ya Wi-Fi tələb etmir.
Telefon məlumatı birbaşa peyklərdən alır. İnternet yalnız xəritələrin daha sürətli yüklənməsi, real vaxt tıxac məlumatları və yaxın obyektlərin axtarışı kimi əlavə funksiyalar üçün istifadə olunur.
Buna görə GPS mobil şəbəkənin olmadığı ucqar ərazilərdə belə işləyə bilir.
Bu gün GPS yalnız avtomobil naviqasiyası üçün deyil, həm də bir çox sahədə istifadə olunur:
* bank sistemləri;
* mobil rabitə şəbəkələri;
* enerji şirkətləri;
* aviasiya;
* logistika;
* elmi tədqiqatlar.
Xüsusilə dəqiq vaxt sinxronizasiyası GPS-in ən mühüm funksiyalarından biridir. Sistem müxtəlif qurğuların nanosanıqlıq dəqiqliyi ilə eyni vaxt çərçivəsində işləməsinə imkan verir. Məsələn, mobil operatorlar baza stansiyalarının koordinasiyası, enerji şirkətləri isə mürəkkəb elektrik şəbəkələrinin idarə olunması üçün peyk vaxtından istifadə edirlər.
01:00 27.07.2026
Oxunuş sayı: 45
