ในอดีตการรู้ว่าคุณอยู่ที่ไหนบนพื้นผิวโลกเป็นปัญหาที่ยากมากในการแก้ปัญหา การค้นหาตำแหน่งที่ถูกต้องโดยไม่มีสถานที่สำคัญเป็นเรื่องของการตายที่ตายแล้วการเดินเรือและการคำนวณที่ซับซ้อนของลองจิจูดและละติจูด แต่ด้วยการแนะนำของ GPS (ระบบตำแหน่งทั่วโลก) และชิปผู้รับผู้บริโภคราคาถูกในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาการรู้ว่าคุณอยู่ที่ไหนในชีวิตที่เรียบง่าย จีพีเอสได้ปฏิวัติอุตสาหกรรมการขนส่งและสายการบินปฏิบัติการทางทหารและวิทยาศาสตร์
จีพีเอสอาศัยเครือข่ายดาวเทียมที่โคจรรอบโลกในระยะทาง 16,500 ไมล์ มีดาวเทียมหลายสิบดวงในวงโคจร ดาวเทียมแต่ละดวงรู้ว่ามันอยู่ที่ไหนและส่งสัญญาณคงที่ซึ่งรับโดยผู้รับในสมาร์ทโฟน SAT-NAVs และอื่น ๆอุปกรณ์ GPS- สัญญาณประกอบด้วยตำแหน่งวงโคจรของดาวเทียม (เรียกว่า ephemeris) ตำแหน่งและเงื่อนไขของดาวเทียมอื่น ๆ ในเครือข่าย (Almanac) และเวลาที่ข้อความถูกส่ง
หากคุณใช้อุปกรณ์ GPS คุณอาจสังเกตเห็นว่าพวกเขาอาจใช้เวลานานในการอ่านที่ถูกต้องโดยเฉพาะในเมือง เหตุผลหนึ่งสำหรับเรื่องนี้คือสัญญาณมีแบนด์วิดท์ที่มีความยาวมาก (50 bps) และมีความเสี่ยงต่อการรบกวนจากอาคารและสิ่งกีดขวางอื่น ๆ
ตำแหน่งที่กำหนด GPS ที่ดีมักจะต้องใช้สัญญาณจากดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวงและต้องการเวลาที่แม่นยำมาก เมื่อหน่วยรับสัญญาณรับสัญญาณมันจะใช้เวลานานแค่ไหนที่สัญญาณใช้เวลาในการเข้าถึงและเนื่องจากคลื่นวิทยุเดินทางด้วยความเร็วเท่ากันเสมอจึงสามารถใช้ช่วงเวลานั้นเพื่อคำนวณระยะห่างจากตัวเองไปยังดาวเทียม - Pseudorange ด้วยดาวเทียมหนึ่งตัวจากนั้นผู้รับรู้ว่าตำแหน่งของมันอยู่ที่ไหนสักแห่งบนพื้นผิวของทรงกลมจินตนาการที่มีดาวเทียมอยู่ตรงกลาง สัญญาณดาวเทียมเพิ่มเติมแต่ละสัญญาณช่วยให้สามารถคำนวณทรงกลมอื่น ๆ ได้ ทรงกลมที่สองตัดกับครั้งแรก - ลองนึกภาพการบีบบับเบิลสองฟองเข้าด้วยกัน "กำแพง" ระหว่างพวกเขาเป็นวงกลมดังนั้นตำแหน่งจึงถูกจับจ้องไปที่ที่ไหนสักแห่งภายในวงกลมนั้น
ทรงกลมที่สามตัดกับวงกลมนั้นด้วยจุดเพียงสองจุดซึ่งหนึ่งในนั้นคือที่ตั้งของตัวรับสัญญาณ อีกจุดหนึ่งของทางแยกมักจะอยู่ที่ไหนสักแห่งในอวกาศหลายพันไมล์จากโลกและสามารถเพิกเฉยได้ (เว้นแต่คุณจะเป็นนักบินอวกาศ) ดาวเทียมที่สี่ใช้เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของเวลา ความผิดพลาดเล็ก ๆ น้อย ๆ ในเวลานั้นแม้แต่พันล้านวินาทีก็อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งหลายร้อยเมตร
จีพีเอสได้รับการออกแบบและควบคุมโดยกระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกา แต่มีทางเลือกอื่นในการพัฒนารวมถึงโครงการกาลิเลโอยุโรป เมื่อมีการใช้งานครั้งแรกสำหรับการใช้งานสาธารณะ GPS นั้นแม่นยำเพียงภายใน 100 เมตรหรือมากกว่านั้นเพราะข้อผิดพลาดได้รับการแนะนำอย่างจงใจใน ephemeris และ Almanac อย่างไรก็ตามตั้งแต่ปี 2000 ความพร้อมใช้งานที่เลือกได้นี้ได้ถูกปิดแม้ว่าจะสามารถเปิดใช้งานได้เพื่อจุดประสงค์ทางทหาร
ระบบ GPS อยู่ภายใต้การพัฒนาอย่างต่อเนื่องและดาวเทียมใหม่จะถูกนำไปใช้อย่างสม่ำเสมอ มันกลายเป็นส่วนสำคัญของชีวิตในศตวรรษที่ 21
