2011年2月28日 星期一

Day 362: GPS

關於全球定位系統 (Global Positioning System, GPS), 大部份人都不太明白裝置的操作原理, 以為GPS手錶或電話會向衛星發射信號, 衛星就會計算閣下的地理位置, 回傳到裝置的顯示屏幕. 實際的方法卻比想像簡單, 隨身的裝置僅僅是一個接收器, 完全沒有發訊功能, 透過採集四個衛星的資料, 就可自行計算出所在位置, 而且誤差小於一米. 至於為什麼要四個衛星呢? 詳情也不難理解, 因為裝置接收訊息時, 重要的信息是得知它們之間的距離, 一個衛星可讓讓變數成為一個球體, 即假設距離是 x 米, 裝置所在的位置就應該在以衛星為中心以 x 為半徑所作球體的表面的任何一點上, 同理, 將兩個球體重疊, 兩個衛星就把裝置範圍縮窄到一個圓形的邊界上, 三個就進一步縮窄到兩點, 或者直接找到答案, 而四個就非常充足, 所以只要裝置收集四個資料, 電腦就能自動計算所在位置, 而要在全球都能使用, 地球上每一點必須直接連接到任何四個衛星, 有見及此, GPS 衛星星座由 24 顆衛星組成, 平均分布在 6 個軌道平面上, 當中還有複雜的 logistic rule, 保證在全球任何地點, 任何時刻都可進行這個有趣的四點定位法.

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