ఈ బ్లాగ్ పోస్ట్లో, GPS ఎలా పనిచేస్తుందో, అది మన స్థానాన్ని ఎలా లెక్కిస్తుందో, మరియు GPS ఉపగ్రహాలు భూమిపై ఎక్కడైనా స్థాన సమాచారాన్ని ఎలా అందిస్తాయో మనం పరిశీలిద్దాం.
పోలీసులు అనుమానితుడి ఆచూకీ కనిపెట్టడానికైనా లేదా స్మార్ట్ఫోన్ నావిగేషన్ ఉపయోగించడానికైనా, మన దైనందిన జీవితంలో జీపీఎస్ అనేది మనకు బాగా పరిచయమైన సాంకేతికత. డాన్ బ్రౌన్ రాసిన 'ది డా విన్సీ కోడ్' నవలలోని ఒక సన్నివేశం ఇక్కడ ఉంది. సోఫీ, లాంగ్డన్ ఒక విశ్రాంతి గదిలో దాక్కున్నారు. లాంగ్డన్ తప్పించుకోవడానికి సహాయం చేయాలని సోఫీ నిర్ణయించుకుంటుంది; ఆమె అతని కోటు ఎడమ జేబులోంచి ట్రాకింగ్ పరికరాన్ని తీసి, దానిని ఒక సబ్బు బిళ్ళలో పెట్టి, అటుగా వెళ్తున్న ఒక ట్రైలర్ వైపు విసిరేస్తుంది. లాంగ్డన్ ట్రైలర్ ఎక్కాడని పోలీసులు పొరపాటుగా భావించి, దానిని వృధాగా వెంబడిస్తారు. దీంతో లాంగ్డన్, సోఫీ లూవ్రే మ్యూజియం నుండి సురక్షితంగా తప్పించుకోగలుగుతారు. ట్రాకింగ్ పరికరాన్ని ఉపయోగించి పోలీసులు లాంగ్డన్ ఆచూకీని ఎలా కనిపెట్టగలిగారు? దీని వెనుక ఉన్న సూత్రం జీపీఎస్లోనే ఉంది.
GPS (గ్లోబల్ పొజిషనింగ్ సిస్టమ్) అనేది ఉపగ్రహాలు పంపే సంకేతాలను ఉపయోగించి వినియోగదారుని స్థానాన్ని లెక్కించే ఒక ఉపగ్రహ నావిగేషన్ వ్యవస్థ.
కేవలం ఒకే ఉపగ్రహాన్ని ఉపయోగించి ఒక ప్రదేశాన్ని నిర్ధారించవచ్చా? దురదృష్టవశాత్తు, లేదు. ఎందుకంటే, ఒకే ఉపగ్రహం అందించే దూర సమాచారం, ఆ కచ్చితమైన దూరంలో ఉండే లెక్కలేనన్ని సాధ్యమయ్యే ప్రదేశాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఉపగ్రహాల సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ, ఒకదానిపై ఒకటి ఆవరించి ఉన్న ప్రదేశాలు ఒక ప్రాంతం నుండి ఒక రేఖకు, ఆపై ఒకే బిందువుకు పరిమితమవుతాయి.
ఉపగ్రహాల యొక్క సరైన సంఖ్యను అర్థం చేసుకోవడానికి, మనం మొదట డైమెన్షన్స్ (పరిమాణాలు) అనే భావనను అర్థం చేసుకోవాలి. ఒక వస్తువు స్వతంత్రంగా కదలగల దిశల సంఖ్య ద్వారా డైమెన్షన్స్ నిర్వచించబడతాయి. ఎందుకంటే, ఒక వస్తువు ఒక సూచన బిందువు నుండి ఎంత దూరం మరియు ఏ దిశలో కదిలిందో తెలుసుకోవడం దాని స్థానాన్ని నిర్ధారించడానికి మనకు వీలు కల్పిస్తుంది.
ఒక డైమెన్షన్లో, ఒక వస్తువు ఎంత దూరం ముందుకు లేదా వెనుకకు కదిలిందో తెలుసుకోవడం ద్వారా దాని స్థానాన్ని సులభంగా నిర్ధారించవచ్చు. రెండు డైమెన్షన్లలో, ముందుకు/వెనక్కి మరియు ఎడమకు/కుడికి అనే రెండు దిశలలోని సమాచారం అవసరం. మరి త్రిమితీయ ప్రదేశం సంగతేంటి? ముందుకు/వెనక్కి, ఎడమకు/కుడికి మరియు పైకి/కిందికి అనే మూడు దిశలూ అవసరం. మనం నివసించే ప్రదేశం త్రిమితీయమైనది కాబట్టి, ఒక స్థానాన్ని లెక్కించడానికి ఈ మూడు దిశలకు సంబంధించిన సమాచారం అవసరం.
అందువల్ల, త్రిమితీయ అంతరిక్షంలో ఒక కచ్చితమైన స్థానాన్ని లెక్కించడానికి నాలుగు ఉపగ్రహాలు అవసరం, ఎందుకంటే సూచన బిందువుతో పాటు ముందుకు-వెనుకకు, ఎడమకు-కుడికి, మరియు పైకి-కిందికి దిశల గురించిన సమాచారం కూడా కావాలి. అయితే, వినియోగదారుడు భూమి ఉపరితలంపై ఉన్నాడనే వాస్తవాన్ని ఉపయోగించుకోవడం ద్వారా, భూమియే ఒక సూచన తలంగా పనిచేయగలదు, అంటే, సిద్ధాంతపరంగా, కేవలం మూడు ఉపగ్రహాలను ఉపయోగించి ఒక స్థానాన్ని లెక్కించవచ్చు. అయినప్పటికీ, వాస్తవ GPS వ్యవస్థలు మొత్తం నాలుగు ఉపగ్రహ సంకేతాలను ఉపయోగిస్తాయి. సంకేతాల ప్రసారం మరియు స్వీకరణ సమయంలో సంభవించే కాల దోషాలను సరిచేయడానికి అదనపు ఉపగ్రహం ఉపయోగించబడుతుంది; ఇది కాంతి ప్రయాణించడానికి పట్టే సమయాన్ని లెక్కించడం ద్వారా మరింత కచ్చితమైన స్థానాన్ని నిర్ధారించడంలో సహాయపడుతుంది.
ఇప్పుడు, ఉపగ్రహాల నుండి అందుకున్న దూర సమాచారాన్ని ఎలా లెక్కిస్తారో చూద్దాం. ఈ విభాగంలో, మీరు మాధ్యమిక పాఠశాల గణితంలో నేర్చుకున్న పైథాగరస్ సిద్ధాంతం మరియు త్రికోణమితి ప్రమేయాలు ఎందుకు ముఖ్యమైనవో తెలుసుకుంటారు.
త్రిభుజాల ధర్మాలను ఉపయోగించి, ఒక నిర్దిష్ట బిందువు యొక్క నిరూపకాలను మరియు దూరాన్ని లెక్కించే పద్ధతినే త్రిభుజీకరణ అంటారు. రెండు సూచన బిందువులు ఇచ్చినప్పుడు, ఆ తెలియని ప్రదేశం మరియు ఆ రెండు సూచన బిందువులచే ఏర్పడిన త్రిభుజం యొక్క భూమి మరియు మిగిలిన రెండు భుజాలచే ఏర్పడిన కోణాలను కొలిచి—ఆ భుజాల పొడవులు మీకు తెలిస్తే—సైన్ల నియమం మరియు ఇతర సూత్రాలను ఉపయోగించి నిరూపకాలను మరియు దూరాన్ని లెక్కించవచ్చు.
ఉదాహరణకు, మనం సముద్ర తీరం నుండి సముద్రంలో ఉన్న ఓడకు గల దూరాన్ని కొలుస్తున్నామని అనుకుందాం. ఒక పరిశీలకుడు A మరియు B అనే రెండు స్థిర బిందువుల నుండి వరుసగా α మరియు β కోణాలను కొలుస్తాడు. A మరియు B మధ్య దూరం l ఇవ్వబడినా, లేదా ఆ రెండు బిందువుల నిరూపకాలు తెలిసినా, సరూప త్రిభుజాల ధర్మాలు మరియు సైన్ నియమాన్ని ఉపయోగించి C బిందువు వద్ద ఓడ యొక్క నిరూపకాలను లెక్కించవచ్చు, మరియు సముద్ర తీరం నుండి ఓడకు గల దూరం d ను కూడా నిర్ధారించవచ్చు. GPS కూడా ఇదే సూత్రంపై పనిచేస్తుంది.
ఇది ఉపగ్రహాల స్థానాలను, వాటి నుండి కొలవబడిన దూర సమాచారంతో కలపడం ద్వారా భూమిపై ఒక వస్తువు యొక్క స్థానాన్ని లెక్కిస్తుంది.
ప్రస్తుతం, జీపీఎస్ వ్యవస్థలో సుమారు 31 క్రియాశీలక ఉపగ్రహాలు ఉన్నాయి; వీటిలో, సాధారణంగా 24 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉపగ్రహాలు ప్రధాన క్రియాశీలక వ్యవస్థగా పనిచేస్తుండగా, మిగిలినవి బ్యాకప్లుగా లేదా పనితీరు మెరుగుదలలను అందించడానికి ఉపయోగపడతాయి. ఈ ఉపగ్రహాలు భూమి చుట్టూ బహుళ కక్ష్యా తలాలలో పరిభ్రమిస్తాయి మరియు ప్రపంచంలో ఎక్కడి నుండైనా బహుళ జీపీఎస్ ఉపగ్రహాలను ఏకకాలంలో గమనించే విధంగా ఇవి రూపొందించబడ్డాయి. ఇది కనీసం నాలుగు ఉపగ్రహాల నుండి స్థిరమైన సంకేతాన్ని అందించి, మరింత కచ్చితమైన స్థాన సమాచారాన్ని ఇస్తుంది. జీపీఎస్ ఉపగ్రహాలు సౌర ఫలకాల ద్వారా శక్తిని పొందుతాయి.
ఒక్క క్షణం రాత్రి ఆకాశం వైపు చూడండి. మీకు బాగా ప్రకాశవంతంగా కదులుతున్న చుక్క కనిపిస్తే, అది మీ స్థానాన్ని లెక్కిస్తున్న GPS ఉపగ్రహం కావచ్చు.
