จีพีเอส (GPS) รู้ตำแหน่งของคุณบนโลกได้อย่างไร?

จีพีเอส (GPS) รู้ตำแหน่งของคุณบนโลกได้อย่างไร?

จีพีเอส (GPS) รู้ตำแหน่งของคุณบนโลกได้อย่างไร?

Arip

สนับสนุนเนื้อหา

 จีพีเอส () รู้ตำแหน่งของคุณบนโลกได้อย่างไร?

บ่อยครั้งที่เราได้ยินหลายคนพูดถึง "จีพีเอส" (GPS) แก็ดเจ็ตนำทางด้วยแผนที่ ซึ่งมีทั้งแบบที่เป็นอุปกรณ์เดี่ยวๆ แยกต่างหาก หรือเป็นฟังก์ชันแฝงอยู่ในแก็ดเจ็ตอย่างสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต ฯลฯ โดยสำหรับคอลัมน์ How IT Works จะพาคุณผู้อ่านไปพบกับความลับในการทำงานของจีพีเอส แล้วคุณจะประหลาดใจกับหลักการทำงานอันแสนง่ายดายของมัน :D

องค์ประกอบของระบบ GPS

GPS หรือ Global Positioning System จะทำงานโดยมีดาวเทียม 24 ดวงที่เคลื่อนที่โคจรรอบโลก โดยมันจะทำงานร่วมกับอุปกรณ์ภาครับ GPS เพื่อระบุตำแหน่งของคุณบนโลก ความจริงแล้ว ระบบจีพีเอสพร้อมให้บริการมาตั้งแต่ปี 1994 ซึ่งวันนี้คุณสามารถหาซื้ออุปกรณ์ GPS ได้อย่างง่ายดาย ไม่ว่าจะเป็นที่ติดตั้งในรถยนต์ สมาร์ทโฟน หรือแม้แต่กล้องถ่ายรูปดิจิตอลที่มาพร้อมกับฟังก์ชัน GPS ด้วย หลังจากที่ทราบถึงโครงสร้างพื้นฐานในการทำงานของระบบ GPS แล้ว เรามาดูกันดีกว่าว่า ระบบ GPS สามารถระบุตำแหน่งของคุณบนโลกได้อย่างไร?

GPS ระบุตำแหน่งของคุณได้อย่างไร?

คำ ตอบของคำถามข้างบนนี้ง่ายจนน่าประหลาดใจ (แม้จะแอบมีความซับซ้อนในการคำนวณอยุ่บ้างในขณะเดียวกัน) นั่นก็คือ รูปสามเหลี่ยมที่เกิดขึ้นจากการวัดระยะห่างจากจุด 3 จุดจากดาวเทียม เพื่อหาตำแหน่งของอุปกรณ์ GPS อาจจะฟังงงๆ ว่า แล้วมันจะรู้ได้อย่างไร? เอาอย่างนี้ดีกว่า สมมติคุณมีเพื่อนอยู่คนหนึ่งหลงทาง แต่คุณทราบว่า เพื่อนคนนี้อยู่ห่างจากบ้านของเขา 50 เมตร ณ.จุดดียวกันเขาอยู่ห่างจากห้างสรรพสินค้า 200 เมตร และอยู่ห่างจากโรงหนัง 275 เมตร ซึ่งหากวาดวงกลงจากสถานที่ทั้งสาม (รัศมีเท่ากับระยะห่างที่ได้) คุณจะพบว่า จุดตัดของวงกลมทั้งสามจะระบุตำแหน่งของเพื่อนคุณได้ดังรูป ง่ายดีไหมครับ ทั้งนี้ อุปกรณ์ GPS จะทำงานด้วยวิธีเดียวกัน โดยมันสามารถรู้ระยะห่างของมันกับดาวเทียม GPS ได้ ว่าแต่แล้วอุปกรณ์ GPS ของคุณรู้ได้อย่างไรว่า มันอยู่ห่างจากดาวเทียมแค่ไหน?

ดาวเทียม GPS ในวงโคจรจะส่งสัญญาณพร้อมทั้งระบุเวลา ซึ่งเมื่ออุปกรณ์ GPS ได้รับสัญญาณก็จะเทียบเวลาที่อุปกรณ์ได้รับสัญญาณกับเวลาที่สัญญาณถูกส่งออก มาจากดาวเทียม จากนั้นมันก็จะคำนวณเวลาที่ใช้ในการเดินทางของสัญญาณ เพื่อหาระยะห่างของอุปกรณ์กับดาวเทียมได้อย่างแม่นยำ เนื่องจากสัญญาณที่ส่งมาจะมีการเดินทางด้วยความเร็วคงที่ เมื่ออุปกรณ์ GPS ได้รับสัญญาณจากดาวเทียมที่แตกต่างกันครบ 3 ดวงก็จะสามารถทราบระยะห่าง ยกตัวอย่างเช่น อยู่ห่างจากดาวเทียมดวงแรกเป็น 12,185.00048 ไมล์ และห่างจากดาวเทียมดวงที่สอง 11,495.1835 ไมล์ ส่วนดาวเทียมดวงที่สามอยู่ห่าง 11,382.8513 ไมล์ เพียงแค่นี้ GPS ก็สามารถคำนวณตำแหน่งของมันบนโลกได้อย่างแม่นยำ

ระบบ GPS จะใช้ฐานเวลาที่มาจากสัญญาณนาฬิการะดับอะตอมที่มีความแม่นยำสูงมากในดาว เทียม GPS และชิปคำนวณที่สามารถอ่าน และแก้โจทย์สมการที่จำเป็นต่อการคำนวณหาระยะทาง และตำแหน่งได้นับร้อยๆ ครั้งในหนึ่งนาที นั่นหมายความว่า แม้อุปกรณ์ GPS จะเคลื่อนที่ไม่อยู่นิ่ง การคำนวณระยะห่างจากดาวเทียมต่างๆ  ตลอดจนการระบุตำแหน่งจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วตลอดเวลา ซึ่งหากถามว่า แล้วมันมีความแม่นยำแค่ไหน? สัญญาณนาฬิกาจากดาวเทียม GPS จะมีความแม่นยำระดับ 10 นาโนวินาที หรือ 1 ในพันล้านวินาทีนั่นเอง น่ามหัศจรรย์ใช่ไหมครับ คราวหน้าเวลาที่คุณหลงทาง คุณจะได้มีความมั่นใจในเทคโนโลยี GPS ในการที่จะพาคุณกลับบ้านมากขึ้นนะครับ
รีวิว HP Sprocket เครื่องพิมพ์ภาพไร้หมึก ที่ชอบรูปไหน สั่งพิมพ์จากมือถือได้เลย

รีวิว HP Sprocket เครื่องพิมพ์ภาพไร้หมึก ที่ชอบรูปไหน สั่งพิมพ์จากมือถือได้เลย

[รีวิว] Canon EOS 800D กล้อง DSLR รุ่นเล็กที่ตอบโจทย์มือใหม่

[รีวิว] Canon EOS 800D กล้อง DSLR รุ่นเล็กที่ตอบโจทย์มือใหม่

สัมผัสแรก Nubia Z17s มือถือไร้กรอบกับความจำมากที่สุดในกลุ่ม Smart Phone

สัมผัสแรก Nubia Z17s มือถือไร้กรอบกับความจำมากที่สุดในกลุ่ม Smart Phone

รีวิวมือถือ Sony Xperia XZ1 มือถือบางเฉียบ ครั้งแรกกับการถ่ายภาพ 3D บนมือถือ

รีวิวมือถือ Sony Xperia XZ1 มือถือบางเฉียบ ครั้งแรกกับการถ่ายภาพ 3D บนมือถือ

สัมผัสแรก Xiaomi Mi Mix 2 ต้นตำรับมือถือไร้กรอบรุ่น 2 ที่เปิดราคาสะเทือนวงการ

สัมผัสแรก Xiaomi Mi Mix 2 ต้นตำรับมือถือไร้กรอบรุ่น 2 ที่เปิดราคาสะเทือนวงการ

รีวิว Vivo V7+ ผู้นำทัพสมาร์ทโฟนจอยาวจาก Vivo

รีวิว Vivo V7+ ผู้นำทัพสมาร์ทโฟนจอยาวจาก Vivo

รีวิว iPhone X มือถือที่สาวกเฝ้ารอคอย กับเทคโนโลยีที่สุดของ Apple ในปีนี้

รีวิว iPhone X มือถือที่สาวกเฝ้ารอคอย กับเทคโนโลยีที่สุดของ Apple ในปีนี้

รีวิว Jabra Elite Sport Upgrade เพิ่มความสามารถของหูฟังไร้สายสุด Sport

รีวิว Jabra Elite Sport Upgrade เพิ่มความสามารถของหูฟังไร้สายสุด Sport

5 สิ่งประทับใจใน  iPhone X (ไอโฟนเท็น) หลังจากสัมผัสตัวจริง มันสมบูรณ์แบบมาก

5 สิ่งประทับใจใน iPhone X (ไอโฟนเท็น) หลังจากสัมผัสตัวจริง มันสมบูรณ์แบบมาก

รีวิว Wiko view prime มือถือจอไร้ขอบพร้อมกล้องคู่ด้านหน้า ในราคาจับต้องได้

รีวิว Wiko view prime มือถือจอไร้ขอบพร้อมกล้องคู่ด้านหน้า ในราคาจับต้องได้

รีวิว Jabra Elite Sport หูฟังไร้สายกับฟีเจอร์วัดชีพจรสุดแม่นยำ

รีวิว Jabra Elite Sport หูฟังไร้สายกับฟีเจอร์วัดชีพจรสุดแม่นยำ

สัมผัสแรกกับ GoPro Hero 6 กล้อง Action Camera ที่ฉลาดพร้อมรับทุกงาน

สัมผัสแรกกับ GoPro Hero 6 กล้อง Action Camera ที่ฉลาดพร้อมรับทุกงาน

รีวิว Moto G5s Plus ปรับปรุงความสามารถ เพิ่มกล้องคู่ บอดี้โลหะ ราคาเท่าเดิม

รีวิว Moto G5s Plus ปรับปรุงความสามารถ เพิ่มกล้องคู่ บอดี้โลหะ ราคาเท่าเดิม

รีวิว Google Pixel 2 สมาร์ทโฟนกล้องเดี่ยวแต่เทพ หาซื้อ (อย่างเป็นทางการ) ไม่ได้ในไทย

รีวิว Google Pixel 2 สมาร์ทโฟนกล้องเดี่ยวแต่เทพ หาซื้อ (อย่างเป็นทางการ) ไม่ได้ในไทย

สัมผัสแรก OPPO F5 อีกก้าวของมือถือที่มีกล้องหน้าช่วยแต่งหน้าจากเทคโนโลยี A.I.

สัมผัสแรก OPPO F5 อีกก้าวของมือถือที่มีกล้องหน้าช่วยแต่งหน้าจากเทคโนโลยี A.I.

สัมผัสแรกกับหูฟัง 1More คุณภาพดีเลิศ ราคาไม่แพง

สัมผัสแรกกับหูฟัง 1More คุณภาพดีเลิศ ราคาไม่แพง

ถ่ายรูปฟิล์มแบบสวยย้อนยุค ด้วยแอป Huji Cam

ถ่ายรูปฟิล์มแบบสวยย้อนยุค ด้วยแอป Huji Cam

รีวิว Xiaomi MI A1 มือถือจีนเลือดบริสุทธิ์ จากโครงการ Android One

รีวิว Xiaomi MI A1 มือถือจีนเลือดบริสุทธิ์ จากโครงการ Android One

สัมผัสแรกกับ HP OMEN X รุ่นปลายปี 2017 กับประสบการณ์ใหม่บนโลกแห่ง VR

สัมผัสแรกกับ HP OMEN X รุ่นปลายปี 2017 กับประสบการณ์ใหม่บนโลกแห่ง VR

“ThaiWater” แอปติดตามสถานการณ์น้ำ ที่ควรโหลดสุดๆ

“ThaiWater” แอปติดตามสถานการณ์น้ำ ที่ควรโหลดสุดๆ

ส่งอีเมล์ให้เพื่อน

ส่งให้เพื่อนหลายคนใส่ “,” (ส่งพร้อมกันมากสุด 50 อีเมล์)

ส่งอีเมล์