Google Haritalar'ın bir harita üzerinde tam konumunuzu belirlemesini^{(Google Maps pinpoint your exact location)} sağlamak için telefonunuzu en son kullandığınızda, hiç durup GPS'in^(GPS) nasıl bu kadar doğru çalıştığını merak ettiniz mi?

Küresel Konumlandırma Sistemi^{(Global Positioning System)} ( GPS ) sistemi aslında ABD ^{(U.S. Department)}Savunma^(Defense) Bakanlığı tarafından 1973'te ( NAVSTAR olarak bilinir ) başlatıldı. 1993 yılına gelindiğinde , Dünya'nın yörüngesinde dönen ve ordunun navigasyon ve diğer askeri amaçlar için kullanabileceği yörünge ve konum verilerini yayınlayan 24 GPS uydusu vardı. ^(GPS)Bugün, bu yazı itibariyle 28 tane var.

1980'lerde, GPS uydularından iletilen veriler halka açıldı ve bu , bugün sahip olduğumuz  çok çeşitli GPS navigasyon cihazları için tam bir pazar açtı.^(GPS)

Bu makalenin yazıldığı tarih itibariyle Rusya^(Russia) , Çin^(China) , Avrupa^(Europe) ve Hindistan'ın^(India) hepsinin kendi aktif GPS sistemleri var. Japonya^(Japan) , 2023'te faaliyete geçmesi planlanan kendi GPS sistemini geliştiriyor.^(GPS)

GPS Nasıl Çalışır?^{(How Does GPS Work?)}

GPS'in^(GPS) dayandığı uydu teknolojisi çok gelişmiş olsa da , sistemin çalışma şekli etkileyici derecede basittir.

Herhangi bir bireysel GPS navigasyon sisteminin üç bileşeni vardır.

• Uydular^(Satellites) : GPS uyduları, Dünya yörüngesinde döner ve^(Earth) mevcut zamanlarını ve yörünge konumlarını gezegenin kendi tarafındaki tüm GPS alıcılarına iletir.^(GPS)
• Komuta Merkezi^{(Command Center)} : Komuta merkezi yörünge verilerini, zaman düzeltmelerini ve diğer uyduların yörünge konumlarını yörüngedeki uydulara kadar iletir.
• GPS Alıcıları^{(GPS Receivers)} : Dünya üzerindeki bir ^(Earth)GPS alıcısı, menzil içindeki birçok uydudan yörünge süreleri alır ve en az dört GPS uydusunun konumlarına dayanarak Dünya üzerindeki kendi konumunu hesaplar.^(Earth)

GPS alıcıları, kendi konumunu hesaplamak için üçgenleme olarak bilinen matematiksel bir ilkeyi kullanır. 

GPS Üçgenleme Nasıl Çalışır?^{(How Does GPS Triangulation Work)}

Gezegenin herhangi bir noktasından, bir GPS^(GPS) alıcısı tutuyorsanız (telefonunuzdaki gibi), bir GPS alıcısı, tepedeki ^(GPS)GPS uydularının her biri üzerindeki senkronize saatlerden zaman damgaları alır .

GPS alıcısı , zaman damgalarındaki farklılıkları ve radyo dalgalarının hareket ettiği sabit ışık hızını kullanarak, her bir uyduya bulunduğunuz yer arasındaki mesafeyi belirleyebilir.

Bu, GPS alıcısına uydular merkezde olacak şekilde kürelerin yarıçapını ve kürenin kenarında konumunuzu sağlar.

Her uydu, dünya üzerinde tahmin edilebilir bir yörüngede hareket ettiğinden, alıcı , bu uyduların şu anda dünya üzerinde yaklaşık olarak nerede bulunduğunu belirlemek için tüm GPS uydularının mevcut bilinen konumunun depolanmış bir almanakını kullanabilir .

Her bir uydunun bilinen konumu ve bu uydular ile konumunuz arasındaki ölçülen mesafe ile GPS alıcınız, bu üç kürenin Dünya^(Earth) yüzeyinde birleştiği yeri belirleyerek yaklaşık konumunuzu hesaplayabilir .

Alıcı daha sonra o konumu size bir harita üzerinde görüntüler.

Üç uydu kabaca bir konum sağlar ve GPS alıcıları , trilaterasyon olarak bilinen başka bir matematiksel ilkeyi kullanarak Dünya yüzeyindeki mevcut yüksekliğinizi belirlemek için başka bir GPS uydusundan dördüncü bir sinyal gerektirir .

Telefonunuzun GPS Sensörü Nasıl Çalışır?^{(How Your Phone GPS Sensor Works)}

Günümüzde modern akıllı telefonların çoğu bir GPS alıcı çipi ile donatılmıştır. Bu çip, GPS^(GPS) uydularından radyo sinyallerini alabilir .

Telefonunuzun saati bir atom saati değildir, bu nedenle saati yörüngedeki uyduların atom saatleriyle senkronize değildir. Ancak, bu uydulardan gelen sinyalleri kullanarak konum hesaplama söz konusu olduğunda bunun bir önemi yoktur.

Bunun nedeni, telefonunuzun GPS alıcısının uydulardan aldığı verilere ve Dünya^(Earth) üzerindeki bilinen uydu konumlarının bir veritabanına odaklanmasıdır . Tüm uyduların bir atom saati olduğundan, her bir uydudaki geçerli saat herhangi bir anda tamamen aynıdır.

Ancak, uydudan uzaklık ve radyo sinyallerinin ışık hızında hareket etmesi nedeniyle, alınan her bir zaman damgası arasındaki farklar, telefonunuzla her bir uydu arasındaki mesafeyi ortaya çıkarır.

Bu GPS işlemi şu şekilde çalışır:

• Dört uydu da 17:12:14'te telefonunuza aynı zaman damgasını iletir.
• Telefonunuz bu zaman damgasını uydu 1'den 5:12:15'te alır.
• Zaman damgasını uydu 2'den 5:12:16'da alır.
• Son olarak, 5:12:17'de uydu 3'ten zaman damgasını alır.

Bu, GPS alıcınıza radyo sinyalinin uydu 1'den 1 saniye, uydu 2'den 2 saniye ve uydu 3'ten 3 saniye sürdüğünü bildirir.

Işık hızı, saniyede 299.792.458 metre olarak bilinen bir sabittir.

Alıcı, basit bir matematik kullanarak, uzaklığının yaklaşık olarak uydu 1'den 300 bin metre, uydu 2'den 600 bin metre ve uydu 3'ten 900 bin metre olduğunu hesaplayabilir.

Telefonunuzun GPS alıcısı, bir ^(GPS)GPS uydu veritabanından bir arama tablosu kullanarak , üç uydunun da dünya üzerindeki yaklaşık geçerli konumunu bilir ve bu, üçünün de enlem ve boylam koordinatlarını sağlar. 

Bu bilgilerle telefonunuz, Dünya üzerindeki kendi boylam ve enlem koordinatlarınızı hesaplayabilir.^{(your own longitude and latitude coordinates)}

Bilinen koordinatlarınızı kullanarak, GPS alıcınız, ^(GPS)Dünya'dan^(Earth) hangi yükseklikte bulunduğunuzu belirlemek için kendisiyle dördüncü bir uydu arasındaki ölçülen mesafeyi kullanabilir .

Destekli Küresel Konumlandırma Sistemi Nedir?^{(What Is An Assisted Global Positioning System?)}

Akıllı telefonlar GPS^(GPS) devresini entegre etmeye başlamadan önce , insanlar genellikle AA pilleri biten el tipi GPS alıcılarını kullanırdı. ^(GPS)Veya telefonun piline bağlı olarak çalışan arabalara GPS üniteleri kurarlardı.^(GPS)

Bunun nedeni, radyo iletişiminin daha fazla güç gerektirmesiydi. Bunun sınırlaması, GPS alıcınızın konumunuzu hesaplamak için yeterli GPS uydusuna "kilitlenmesi" için genellikle birkaç dakika beklemeniz gerekmesidir.

Akıllı telefon üreticileri, mevcut hücresel üçgenleme teknolojisini birleştirerek bu pil sınırlamasını aştılar. Telefonlar GPS'i etkinleştirmeden çok önce , ^(Long)GPS uydularında  olduğu gibi aynı tür üçgenleme zaman damgasını ve mesafe teknolojisini kullanarak konumunuzu üçgenlemek için cep telefonu kulelerinden gelen sinyalleri kullanabilirlerdi .^(GPS)

Ne yazık ki, cep telefonu kuleleri yer seviyesinde olduğundan, bu navigasyon hesaplaması çok daha az doğrudur. Bu nedenle, akıllı telefonunuz GPS yazılımı, yaklaşık konumunuzu belirlemek için önce hücre sinyali üçgenlemesini kullanacak ve ardından uydu GPS verileri hazır olduğunda bu konumu güncelleyecektir.

Bu, modern akıllı telefonların yalnızca bu konum güncellemeleri gerektiğinde GPS verilerini kullanarak pil gücü ayırmasına olanak tanır . Bu nedenle , Google Haritalar'da ^{(Google Maps)}konumunuzu sık sık görebilir ve^{(see your location)} daha doğru veriler mevcut olduğunda ara sıra yeni bir konuma atlayabilirsiniz.

HDG Explains : How Does GPS Work?

The laѕt time you used your phone to have Google Maps pinpoint your exact location on a map, did you ever stop and wonder how does GPS work so accurately?

The Global Positioning System (GPS) system was actually launched by the U.S. Department of Defense in 1973 (known as NAVSTAR). By 1993, there were 24 GPS satellites orbiting the Earth and broadcasting orbital and positional data that the military could use for navigational and other military purposes. Today, as of this writing, there are 28.

In the 1980s, data transmitted from GPS satellites were opened up to the public, which opened up an entire market for the wide assortment of GPS navigation devices we have today. 

As of the writing of this article, Russia, China, Europe, and India all have their own active GPS systems. Japan is developing its own GPS system slated to be operational in 2023.

How Does GPS Work?

While the satellite technology GPS is based on is very advanced, the way the system operates is impressively simple.

There are three components to any individual GPS navigational system.

• Satellites: GPS satellites orbit the Earth and transmit their current time and orbital position to all GPS receivers on their side of the planet.
• Command Center: The command center transmits orbital data, time corrections, and the orbital position of other satellites up to the satellites in orbit.
• GPS Receivers: A GPS receiver on Earth receives orbital times from as many satellites within range, and calculates its own position on Earth based on the positions of at least four GPS satellites.

GPS receivers utilize a mathematical principle known as triangulation to calculate its own location. 

How Does GPS Triangulation Work

From any point on the planet, if you’re holding a GPS receiver (like the one in your phone), a GPS receiver receives time stamps from the synchronized clocks on each of the GPS satellites overhead.

Using the differences in timestamps, and the constant speed of light at which radio waves travel, the GPS receiver can determine the distance between where you’re standing to each satellite.

This provides the GPS receiver with the radius of the spheres with the satellites at the center, and your location at the edge of the sphere.

Since each satellite travels in a predictable orbit over the earth, the receiver can use a stored almanac of the current known position of all GPS satellites to determine where, approximately, those satellites are currently located over the earth.

With the known position of each satellite, and the measured distance between those satellites and your position, your GPS receive is able to calculate your approximate location by determining where the intersection of those three spheres come together on the surface of the Earth.

The receiver then displays that location to you on a map.

Three satellites provide a rough location, and GPS receivers require a fourth signal from another GPS satellite to determine your current altitude on the Earth’s surface using another mathematical principle known as trilateration.

How Your Phone GPS Sensor Works

Most modern smartphones today come equipped with a GPS receiver chip. This chip can receive the radio signals from GPS satellites.

Your phone’s clock is not an atomic clock, so its time isn’t synced with the atomic clocks of the satellites in orbit. However, this doesn’t matter when it comes to calculating location using signals from those satellites.

This is because your phone’s GPS receiver is focusing on the data it receives from the satellites, and a database of known satellite locations over the Earth. Since all of the satellites do have an atomic clock, the current time on each satellite is exactly the same at any given moment.

However, due to distance from the satellite, and the fact that the radio signals travel at the speed of light, the differences between each received timestamp reveals the distance between your phone and each of the satellites.

Here’s how this GPS process works:

• All four satellites transmit the same exact timestamp to your phone at 5:12:14 PM.
• Your phone receives that timestamp at 5:12:15 from satellite 1.
• It receives the timestamp at 5:12:16 from satellite 2.
• Finally, at 5:12:17, it receives the timestamp from satellite 3.

This tells your GPS receiver that it took 1 second for the radio signal to reach it from satellite 1, 2 seconds from satellite 2, and 3 seconds from satellite 3.

The speed of light is a known constant of 299,792,458 meters per second.

Using simple math, the receiver can calculate that its distance is roughly 300 thousand meters from satellite 1, 600 thousand meters from satellite 2, and 900 thousand meters from satellite 3.

Using a lookup table from a GPS satellite database, your phone’s GPS receiver knows the approximate current location over the earth of all three satellites, which provides longitude and latitude coordinates of all three. 

With that information, your phone is able to calculate your own longitude and latitude coordinates on the Earth.

Using your known coordinates, your GPS receiver can then use the distance measured between itself and a fourth satellite to determine what altitude above the Earth you’re located.

What Is An Assisted Global Positioning System?

Before smartphones started integrating GPS circuitry, people typically would use handheld GPS receivers that ran off AA batteries. Or they would install GPS units in cars, which ran connected to the phone’s battery.

This was because radio communication requires more power. The limitation of this is that you often had to wait several minutes for your GPS receiver to “lock onto” enough GPS satellites to calculate your position.

Smartphone manufacturers got around this battery limitation by combining its existing technology of cellular triangulation. Long before phones were GPS enabled, they could use signals coming from cellphone towers to triangulate your position, using the same sort of triangulation timestamp and distance technology as with GPS satellites. 

Unfortunately, because cell phone towers are at ground level, this navigational calculation is far less accurate. So your smartphone GPS software will first use cell signal triangulation to determine your approximate position, and then update that position once satellite GPS data is ready.

This allows modern smartphones to reserve battery power by only using GPS data when those location updates are required. This is why you may often see your location on Google Maps occasionally jump to a new location when more accurate data is available.

Related posts

• HDG Açıklıyor: 3D Baskı Nasıl Çalışır?

• HDG Açıklıyor: CAPTCHA Nedir ve Nasıl Çalışır?

• HDG Açıklıyor: Artırılmış Gerçeklik Nasıl Çalışır?

• HDG Açıklıyor: SFTP ve FTP Nedir?

• HDG Açıklıyor: Bilgisayar Sunucusu Nedir?

• HDG Açıklıyor: JavaScript Nedir ve Çevrimiçi Olarak Ne İçin Kullanılır?

• HDG Açıklıyor: Bilgisayar Bağlantı Noktası Nedir ve Ne İçin Kullanılır?

• Eski RAM İle Yapabileceğiniz 5 Harika Şey

• HDG Açıklıyor: Chromebook Geliştirici Modu Nedir ve Kullanımları Nelerdir?

• HDG Açıklıyor: Park Edilmiş Alan Nedir ve Avantajları Nelerdir?

• CMD Kullanarak USB'de Kısayol Virüsü Nasıl Kaldırılır

• HDG Açıklıyor: Bant Genişliği Nedir?

• WiFi (Kablosuz) Yazıcılarda Sorun Giderme

• Siyah, Beyaz ve Gri Şapkalı Hacking Tanımlandı

• HDG Açıklıyor: UNIX Nedir?

• Windows'ta Kablosuz Ağ Güvenlik Anahtarınızı Alın

• Pil Şarjı İçin Kesin Kılavuz

• İnanılmaz Fırsatlarla Bilgisayar Satın Almak İçin En İyi Zaman

• HDG Açıklıyor: Markdown Nedir ve Bilmem Gereken Temel Bilgiler Nelerdir?

• HDG Açıklıyor: Bluetooth Nedir ve En Sık Ne İçin Kullanılır?