जीपीएस कशासाठी आहे आणि ते नेमके कसे कार्य करते?

आपल्यापैकी बरेच जण नेव्हिगेशनला गृहीत धरतात; जेव्हा आम्ही हरवतो, तेव्हा आम्ही फक्त आमचे फोन बाहेर काढतो आणि आम्ही कुठे आहोत हे शोधण्यासाठी Google नकाशे उघडतो. तुम्हाला तुमच्या खिशातून तुमचा iPhone काढण्याचा त्रास होऊ द्यायचा नसल्यास तुम्ही Siri ला दिशानिर्देश देण्यास सांगू शकता.

जाहिरात

तुमचे स्थान शोधण्यासाठी तुम्हाला वाय-फाय किंवा मोबाईल डेटा कनेक्शनची आवश्यकता नाही. जोपर्यंत तुमच्या फोनमध्ये तुमच्या क्षेत्राचा पूर्व-लोड केलेला नकाशा आहे, तोपर्यंत तो तुम्हाला पृथ्वीवर कुठेही अचूकपणे ठेवू शकतो जोपर्यंत तुम्ही आकाश पाहू शकता. त्यामुळे, तुम्ही शहरी जंगलात फिरत असाल, जंगलात ट्रेकिंग करत असाल, डोंगरावर चढत असाल, समुद्रातून प्रवास करत असाल किंवा 35,000 फूट उंचीवरून आकाशात झेपावत असाल तरीही तुमचा फोन तुम्हाला कुठे आहात हे सांगू शकतो.

हे तांत्रिक चमत्कार जे आम्हाला आमचा मार्ग शोधू देते ते GPS द्वारे समर्थित आहे आणि ते प्रत्येक स्मार्टफोन, अनेक टॅब्लेट, अनेक कार मॉडेल्स आणि अगदी स्मार्टवॉचमध्ये उपलब्ध आहे. पण जीपीएस म्हणजे नक्की काय आणि तुम्ही कुठे आहात हे कसे कळते?

GPS म्हणजे ग्लोबल पोझिशनिंग सिस्टीम, आणि ते तुम्हाला कुठे आहात हे शोधण्यात मदत करण्यासाठी उपग्रहांचे नक्षत्र वापरते. यूएस सैन्याने 1960 च्या दशकात त्यांच्या क्षेपणास्त्र पाणबुड्यांना अचूक निराकरण करण्यात मदत करण्यासाठी ट्रान्झिट नावाची उपग्रह-आधारित नेव्हिगेशन प्रणाली विकसित केली, ज्यामुळे ते अत्यंत अचूकतेने त्यांचे प्राणघातक आण्विक पेलोड प्रक्षेपित करू शकतात. परंतु 1973 मध्ये, संरक्षण विभागाने सध्याची ग्लोबल पोझिशनिंग सिस्टीम लाँच केली, अखेरीस 1995 मध्ये ट्रान्झिटची जागा घेतली, जीपीएस आम्ही दररोज वापरत असलेल्या लष्करी शोधांपैकी एक बनले.

जाहिरात

तथापि, अमेरिकन सरकारने नागरी वापरासाठी जीपीएस उपलब्ध करून देण्यास कारणीभूत ठरलेली महत्त्वाची घटना म्हणजे 1983 मध्ये कोरियन एअरलाइन्स 007 ची दुःखद गोळीबार. पायलटांनी चुकीच्या नेव्हिगेशन मोडचा वापर केल्याचे तपासात उघड झाले आणि त्यांच्याकडे जीपीएसचा प्रवेश नसल्यामुळे, ते कुठे आहेत हे अचूकपणे ठरवू शकले नाहीत, ज्यामुळे ते सोव्हिएत एअर स्पेसमध्ये भरकटले. यामुळे, त्यांना सोव्हिएत लढाऊ विमानाने खाली पाडले, परिणामी 269 प्रवाशांचे नुकसान झाले.

या घटनेने राष्ट्राध्यक्ष रेगन यांना नागरी वापरासाठी GPS उपलब्ध करून देण्यास भाग पाडले. याआधी वापरण्यासाठी समर्पित रिसीव्हर्सची आवश्यकता असताना, तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमुळे स्मार्टफोन आणि स्मार्टवॉच यांसारख्या छोट्या उपकरणांनाही ते सुसज्ज होऊ दिले आहे. Bluetooth सारख्या इतर तंत्रज्ञानासह एकत्रित केल्यावर, ते नेव्हिगेशन आणि स्थान अत्यंत अचूक बनवू शकते — जसे की Apple AirTag कसे कार्य करते.

जाहिरात

उपग्रहांचा शोध लागण्यापूर्वी, नाविकांनी पृथ्वीवर त्यांचे स्थान शोधण्यासाठी खगोलीय नेव्हिगेशन वापरले. त्यांनी क्षितिजाच्या वर असलेल्या एका विशिष्ट ताऱ्याचा कोन मोजण्यासाठी सेक्स्टंट सारख्या साधनाचा वापर केला, त्यांनी तो तारा पाहिल्याचा नेमका वेळ चिन्हांकित केला, आणि हे जाणून घेतले की ते एका वर्तुळाच्या परिघाला त्याच्या केंद्रस्थानी आहेत. त्यानंतर ते आणखी दोन ताऱ्यांसाठी या प्रक्रियेची पुनरावृत्ती करू शकतील आणि ते त्यांचे अचूक स्थान शोधण्यात सक्षम होतील.

जाहिरात

GPS नेव्हिगेशन समान तत्त्व वापरते, परंतु आमचे स्थान शोधण्यासाठी तारे किंवा सूर्यावर अवलंबून राहण्याऐवजी, आमची उपकरणे उपग्रह सिग्नल वापरतात. आमच्याकडे सध्या पृथ्वीभोवती 20,200 किलोमीटर किंवा सुमारे 12,550 मैल अंतरावर पृथ्वीभोवती फिरणारे 30 पेक्षा जास्त GPS उपग्रह आहेत, किमान चार पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील कोणत्याही बिंदूवरून नेहमी दृश्यमान असतात.

तुमचे डिव्हाइस त्याची स्थिती शोधण्यासाठी किमान चार उपग्रह शोधेल. एकदा या उपग्रहांवरील सिग्नल शोधल्यानंतर, ते आपोआप त्याच्या स्थानाची गणना करू शकते, तुम्हाला 16 ते 100 फूट किंवा 5 ते 30 मीटरच्या अचूकतेसह जवळजवळ वास्तविक-वेळ माहिती देते.

तुम्हाला एक गोष्ट लक्षात येईल की खगोलीय नेव्हिगेशन तुम्हाला अचूक स्थान शोधण्यात मदत करण्यासाठी तीन संदर्भ बिंदू वापरते, तर GPS चार उपग्रह वापरते. जुन्या काळातील खलाशी त्यांचे स्थान शोधण्यासाठी सामान्यत: सपाट नकाशे वापरतात, म्हणून तीन संदर्भ बिंदू पुरेसे असतील. जीपीएस उपकरणे तीन आयामांमध्ये फिरत असल्याने, आपल्याला चौथ्या उपग्रहाची आवश्यकता आहे जेणेकरून आपण अंतराळातील आपले अचूक स्थान शोधू शकाल.

जाहिरात

त्याशिवाय, तुम्हाला फक्त तीन उपग्रहांकडून सर्वात अचूक सिग्नल मिळत असल्याची खात्री करण्यासाठी तुमच्या डिव्हाइसला अचूक वेळ-पाळणे आवश्यक आहे. याचा अर्थ असा की आम्हाला अचूक दिशानिर्देश मिळत आहेत हे जाणून घ्यायचे असल्यास आमचे फोन अणु घड्याळाने सुसज्ज असले पाहिजेत. ही उपकरणे महागडी आणि सामान्यत: फोनपेक्षा जाड असल्याने, ती आमच्या डिव्हाइसमध्ये असणे गैरसोयीचे होईल. त्याऐवजी, जीपीएस तुम्हाला प्राप्त झालेल्या माहितीची पडताळणी करण्यासाठी चौथ्या उपग्रहाचा वापर करते, ज्यामुळे तुम्हाला उच्च अचूकता मिळू शकते.

नावाप्रमाणेच, जीपीएस ही एक संपूर्ण प्रणाली आहे, याचा अर्थ त्यात अनेक भिन्न विभाग आहेत. आम्ही फक्त उपग्रह (स्पेस सेगमेंट) आणि आमची स्वतःची उपकरणे (वापरकर्ता विभाग) जीपीएसचे भाग म्हणून विचार करत असताना, त्यात आणखी एक महत्त्वाचा विभाग आहे: नियंत्रण विभाग.

जाहिरात

कंट्रोल सेगमेंट हे ग्राउंड सुविधांचे एक नेटवर्क आहे जे सध्या पृथ्वीभोवती फिरत असलेल्या 31 GPS उपग्रहांचे निरीक्षण करते की ते आपल्याला नेमके कुठे हवे आहेत आणि ते योग्य डेटा पाठवत आहेत याची खात्री करण्यासाठी. ही टीम देखील आहे जी उपग्रहांची देखरेख करते, ते सर्व अद्ययावत असल्याची खात्री करून घेते, आणि आवश्यकतेनुसार त्यांना योग्य ठिकाणी हाताळते, सर्व GPS वापरकर्त्यांना नेहमी किमान चार उपग्रह दिसतील याची खात्री करून.

या सेगमेंटमध्ये कोलोरॅडोमधील श्राइव्हर एअर फोर्स बेसवरील मास्टर कंट्रोल स्टेशन, कॅलिफोर्नियामधील वॅन्डनबर्ग एअर फोर्स बेसवरील एक पर्यायी मास्टर कंट्रोल स्टेशन, 11 कमांड आणि कंट्रोल अँटेना आणि जागतिक स्तरावर असलेल्या 16 मॉनिटरिंग साइट्सचा समावेश आहे. 16 मॉनिटरिंग साइट्स GPS उपग्रहांचा मागोवा घेतात आणि मापन करतात आणि डेटा मास्टर कंट्रोल स्टेशनला फॉरवर्ड करतात. यानंतर मास्टर कंट्रोल स्टेशनद्वारे प्रक्रिया केली जाते आणि, जर त्याला कमांड पाठवायची असेल तर ते 11 कमांड आणि कंट्रोल अँटेनाद्वारे करते. हे सुनिश्चित करते की GPS 24/7 कार्यरत आहे, त्याच्या सर्व वापरकर्त्यांसाठी अचूक आणि अचूक नेव्हिगेशन डेटा सुनिश्चित करते.

जाहिरात

जीपीएस हे आज उपग्रह नेव्हिगेशनचे समानार्थी असले तरी, ही सेवा प्रदान करणारे एकमेव नाही. GPS साठी जेनेरिक शब्द प्रत्यक्षात GNSS, किंवा जागतिक नेव्हिगेशन उपग्रह प्रणाली आहे आणि इतर देश आणि संस्थांनी त्यांची स्वतःची निर्मिती केली आहे.

जाहिरात

चीनकडे BeiDou नेव्हिगेशन सिस्टम (BNS) आहे, जी औपचारिकपणे 2020 मध्ये कार्यान्वित झाली होती आणि त्यात 35 उपग्रह आहेत, तर EU कडे गॅलिलिओ आहे, जो 2016 मध्ये लॉन्च झाला होता आणि याक्षणी 24 पेक्षा जास्त उपग्रह आहेत. रशियामध्ये ग्लोनास देखील आहे, ज्याला रशियनमध्ये Globalnaya Navigazionnaya Sptunikovaya Sistema किंवा इंग्रजीमध्ये Global Navigation Satellite System म्हणतात.

या व्यतिरिक्त, भारताकडे इंडिया रिजनल नेव्हिगेशन सॅटेलाइट सिस्टम (IRNSS) देखील आहे, ज्याचे नाव आता नेव्हिगेशन इंडियन कॉन्स्टेलेशन (NavIC) असे केले गेले आहे आणि भारतीय क्षेत्र व्यापण्यासाठी सात उपग्रह आहेत. जपानने 2018 मध्ये चार उपग्रहांसह Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) लाँच केले आणि सध्या सातपेक्षा जास्त उपग्रह आहेत, सर्व पूर्व आशिया आणि ओशनियावर केंद्रित आहेत.

जाहिरात

या सर्व GNSS सेवा एकाच फोनवर कार्य करू शकतात, जर तुमच्या निर्मात्याने त्यास समर्थन दिले असेल. म्हणूनच Google नकाशे ने नेव्हिगेशन गेम बदलला; अनेक भिन्न GNSS प्रदाते (तुमच्या फोनवर आधारित) वापरण्यात सक्षम होऊन, ते स्मार्ट डिव्हाइस असलेल्या जवळपास कोणालाही सर्वोत्तम, अचूक मॅपिंग आणि नेव्हिगेशन सेवा देऊ शकते.