¿Por qué se requieren cuatro satélites GPS para ubicar mi posición?

En realidad, solo se requieren tres para determinar su posición. Se requiere el cuarto para determinar su posición y la hora correcta.

Básicamente, los satélites usan el tiempo de retraso para calcular su posición. Hay tres incógnitas, X, Y y Z en coordenadas cartesianas, la explicación más simple es que solo hay un conjunto de soluciones de ecuaciones razonables que pueden satisfacer los tiempos de retraso para los tres. Por lo tanto, tres retrasos dan tres ecuaciones, para resolver tres incógnitas.

Resolviendo por tiempo, X, Y y Z son cuatro ecuaciones que requieren información de retraso de cuatro satélites.

Una vez que se conocen las coordenadas X, Y, Z, su traducción simple para determinar latitud y longitud y elevación (elementos de coordenadas polares). para tu posición mundial.

La ecuación GPS utiliza el tiempo de vuelo de las señales de 4 satélites para resolver 4 incógnitas: su posición ‘x’, su posición ‘y’, su posición ‘z’ y la hora actual. Necesita resolver el tiempo porque, aunque los satélites tienen relojes atómicos de cesio que están sincronizados, usted no.

Vea mi respuesta a otra pregunta para algunas buenas ilustraciones, y la ecuación que se resuelve:

La respuesta de Terry Smith al GPS en mi automóvil informa la elevación, así como su ubicación en la tierra. ¿Cómo determina la elevación?

El primer satélite te pone en una esfera a su alrededor. Se necesitan todas las intersecciones posibles de esa esfera para determinar la ubicación.

Ahora el segundo satélite se cruza con la Esfera que el primer satélite había creado a tu alrededor. Además, la intersección de estos dos satélites tendrá un área estrecha más pequeña donde hay posibles intersecciones más precisas.

El tercer satélite se cruza con las otras dos áreas del primer y segundo satélite que lo ubica en dos posibles ubicaciones.

Y el cuarto satélite señalará la ubicación exacta.

El receptor GPS necesita calcular el valor para 3 espacios y 1 coordenada de tiempo. Para encontrar valores de n variables, necesitas n ecuaciones.

Como necesitamos calcular 4 variables, necesitamos 4 ecuaciones, por lo tanto, se necesitan 4 satélites.

Si no necesitas altitud. es decir, solo necesita 2 coordenadas de espacio y 1 de tiempo, entonces solo habría 3 variables y solo necesitaría 3 satélites. En la práctica, se supone que la cuarta variable es una constante, digamos altitud = nivel del mar.

El receptor GPS recibe una señal de cada satélite GPS. Los satélites transmiten la hora exacta en que se envían las señales. Entonces, dado el tiempo de viaje de las señales GPS de tres satélites y su posición exacta en el cielo, el receptor GPS puede determinar su posición en tres dimensiones este, norte y altitud.

Cada satélite GPS transmite una señal que incluye código pseudoaleatorio y el vector de estado del satélite. La misma señal es generada por el receptor GPS. Cuando se comparan las dos señales, se encontrará que la del satélite va a la zaga de la del receptor debido al tiempo que le tomó a la señal viajar desde el satélite al receptor. Sistema de rastreo GPS

Hola:

La mejor manera de explicarlo es como lo explica el escuadrón científico. Supongamos que estás perdido en Ohio.

Pero tiene las siguientes cosas: 4 amigos que viven en 4 ciudades diferentes en Ohio con detectores de distancia de radio, una hoja de ruta a escala de Ohio, un receptor de transmisor de radio y una brújula de redacción. El primer amigo que llames desde su pueblo conocido te lo dice. Estás a 20 millas de él. Entonces, al sacar su brújula de dibujo, configúrelo a 20 millas de escala de la hoja de ruta. Dibujas un círculo desde el pueblo amigo 1 ahora estás en cualquier lugar de los raduis del círculo escalado de 20 millas. Para determinar dónde estás mejor, llamas al amigo n. ° 2 y él te dice que estás a 10 millas de distancia de él. Así que aparece un círculo a escala 10 en el mapa. Interpreta dos puntos en el otro círculo. Estás en uno de esos puntos. Para resolver esto, llama al amigo # 3. Ella te dice que estás a 50 millas de distancia de ella. Entonces, dibujando un círculo a escala de 50 millas en la hoja de ruta y toca solo uno de los dos puntos dibujados. Esto es donde estás. Para obtener información adicional acerca de la precisión para estar absolutamente seguro. Llamas al amigo # 4 arriba. Y dile que él te dice. Estás a 40 millas de distancia de él. Entonces, dibujando un círculo de escala de 40 millas en el mapa nuevamente desde su ciudad en el mapa. Interpreta las tres intercepciones de los otros tres círculos. Así que dónde estás. Continúa caminando cada hora más o menos y llama a los cuatro amigos. Llegaste a la trama donde vas.

GPS . Hace lo mismo, excepto que los satélites lo transmiten a la posición de la tierra y el momento exacto en que llegó a ese punto.

El receptor GPS ya sea celular o receptor GPS con mapas incorporados o tarjeta de memoria de mapas. Recibe y almacena los datos. Compare el tiempo recibido de cada dato satelital con su propio tiempo para calcular la información de distancia que usando la información posicional de cada dato satelital en el que calcula la posición en relación con el satélite. En lugar de utilizar los datos del mapa incorporado, dibuje el mapa en la pantalla a lo largo de su posición de entrenamiento. Al hacer esto continuamente cada microsegundos, sabe dónde se encuentra.

Espero que esto ayude.