जीपीएस स्केल और प्रति सेकंड लाखों संभावित अनुरोधों के साथ कैसे व्यवहार करता है और वास्तविक समय में जवाब देता है?

Question

आजकल लगभग सभी लोग जिनके पास कहीं न कहीं स्मार्टफोन या किसी प्रकार का GPS उपकरण होता है। ये डिवाइस वास्तविक समय में भी अद्यतन प्रतीत होते हैं। जीपीएस उपग्रह लाखों विभिन्न उपकरणों से संभावित लाखों अनुरोधों का जवाब देने में सक्षम है, और सभी लाखों उपकरणों को बिना किसी अंतराल के वास्तविक समय में अपडेट करने में सक्षम है।

जैसा कि मैं इसे समझता हूं, हजारों में भी ट्रैफ़िक पाने वाली वेबसाइटें धीमी हो जाती हैं अगर इसके लिए इसे ठीक से तैयार नहीं किया जाता है, तो जीपीएस ट्रैफ़िक की मात्रा का सामना कैसे करता है, जो सुपर कंप्यूटर के लिए मुश्किल से निपटने के लिए असंभव प्रतीत होता है।

Comments

-1। पढ़ा करें: जैसे कि "ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम" जीपीएस पर एक पाठ P.Enge द्वारा, या अल्टाविस्टा पर "कैसे जीपीएस काम करता है" कोई खोज करते हैं

— निक एलेक्सीव

@ निक - अल्ताविस्टा? ऐसा 1990 का है!

— स्टीवनवह

@NickAlexeev आप तर्क दे सकते हैं कि यह ऑफ टॉपिक है, लेकिन मुझे नहीं लगता कि यह एक बुरा सवाल है। स्टैकएक्सचेंज का विचार जानकारी का स्रोत है, इसलिए जब आप "कैसे एक जीपीएस काम करता है" के लिए "अल्टविस्टा पर खोज" करते हैं तो आपको इस प्रश्न पर लाया जाएगा, जहां अंततः एसई विज्ञापन स्थान से पैसे कमाएगा।

— केलेंज्ब

@Kellenjb मैं तर्क देता हूं कि किसी को पोस्ट करने से पहले होमवर्क (यानी प्रारंभिक शोध) करना चाहिए। मूल प्रश्न का उत्तर जीपीएस के संचालन के सिद्धांतों पर किसी भी लोकप्रिय लेख या अध्याय के 2 पृष्ठ पर है। मैंने तर्क नहीं दिया कि यह ऑफ टॉपिक है।

— निक एलेक्सीव

@NickAlexeev मुझे कौन सा अनुच्छेद पढ़ना चाहिए (क्या कोई लिंक है?)। अगर मैं खुद जवाब पा लेता तो मैं यहां पोस्ट नहीं करता। यह जीपीएस पर एक विशिष्ट सवाल है, मैं "कैसे जीपीएस काम" के लिए खोज करना जानता हूं? AFAIK मैं इस सवाल के लिए खोज की है और वहाँ कुछ भी नहीं है कि परिणामों में आया है।

— user10037

Answer 1

यदि कोई एक बड़े शहर में एक पहाड़ी पर खड़ा है और चिल्लाता है "मंगोल आ रहे हैं!" तब हर कोई जानता है कि क्या हो रहा है और वे शहर से बाहर निकल जाते हैं। लुकआउट को यह कहने की ज़रूरत नहीं है कि "हे टिम्मी: मंगोल आ रहे हैं! हे जॉन: मंगोल आ रहे हैं! हे ..."

GPS केवल कक्षा में उपग्रहों का एक समूह है, चिल्ला रहा है "मैं यहाँ पर हूँ!" रेडियो फ्रीक्वेंसी में। एक GPS रिसीवर केवल विभिन्न उपग्रहों को अपनी स्थिति को चिल्लाकर बनाने की कोशिश करता है और "यदि उपग्रह 1 वहां है, और उपग्रह 2 वहां से खत्म हो गया है, और इसके लिए उपग्रह 3 संख्या केवल THAT स्थान पर है ... तो मुझे चाहिए यहाँ कहीं हो ”।

तकनीकी रूप से, रिसीवर प्रत्येक जीपीएस उपग्रह के टाइमस्टैम्प और कक्षीय स्थिति के लिए सुन रहा है। यह उस समय की गणना करता है जब रिसीवर तक पहुंचने के लिए अलग-अलग उपग्रहों के संकेतों को लिया गया था, जो रिसीवर को प्रत्येक उपग्रह से दूरी प्रदान करता है। प्रत्येक उपग्रह की दूरी को देखते हुए, आप अपनी स्थिति जानते हैं।

कैसे? बीच में लंबे डंडे के साथ कक्षा में और आप पृथ्वी पर तीन उपग्रहों की कल्पना करें। वे लाठी केवल एक ही स्थान पर मिलने वाली हैं। एक उपग्रह और एक निश्चित लंबाई की छड़ी के साथ, आप उपग्रह के चारों ओर कहीं भी हो सकते हैं। दो उपग्रहों के साथ, आप दोनों उपग्रहों के बीच केंद्रित एक वृत्त पर कहीं भी हो सकते हैं। तीन उपग्रहों के साथ, आपकी स्थिति आम तौर पर केवल एक ही स्थान पर हो सकती है। आमतौर पर, किसी भी परिशुद्धता के लिए चार उपग्रहों की आवश्यकता होती है। (उपग्रहों से दूरी की गणना आमतौर पर सटीक नहीं होती है, इसलिए अधिक उपग्रहों की दूरी जानना बेहतर है)

Comments

मंगोलों के आने के लिए +1। कोई भी वास्तव में याद नहीं करता है, लेकिन जीपीएस (ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम) प्रणाली है । घुमक्कड़ और बटन वाले फ्रोब के साथ छोटे बॉक्स को GPSR (ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम रिसीवर) के रूप में जाना जाता है, क्योंकि यह ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम डेटा के लिए एक रिसीवर है , और संकेत 'रिसीवर' में है। बेशक, यह याद रखने वाले एकमात्र लोग दुखी हैं, अनचाहे नर्ड जो पहले से ही जीपीएस जानते हैं। अरे रुको।

— Alexios

+1 यह उल्लेख करने के लिए कि आपको ठीक होने से पहले कम से कम तीन जीपीएस उपग्रहों की जानकारी की आवश्यकता है और क्यों समझा रहे हैं।

— जॉन एल

यह वास्तव में एक अच्छा फिक्स प्राप्त करने के लिए चार उपग्रहों को लेता है। आपके स्थान का निर्धारण करते समय हल करने के लिए आपके पास वास्तव में चार अज्ञात हैं: 3 स्थानिक आयाम और समय। उपग्रह सभी जानते हैं कि यह क्या समय है (क्योंकि उनके पास परमाणु घड़ियां हैं), लेकिन आपके रिसीवर को यह पता नहीं है कि यह किस समय है। आप 3 के साथ एक उचित फिक्स प्राप्त करने के लिए कुछ चतुर धारणाएं कर सकते हैं, लेकिन सटीकता में नाटकीय रूप से 4. सुधार होता है

— Cort Ammon

Answer 2

जीपीएस उपग्रह केवल एक ट्रांसमीटर (जहां तक ​​जीपीएस सिग्नल का संबंध है) और दूसरा छोर केवल एक रिसीवर है। कोई द्वि-दिशात्मक संचार नहीं है और इसलिए उपकरणों की संख्या की देखभाल के लिए उपग्रह की आवश्यकता नहीं है। मूल रूप से उपग्रह निश्चित समय पर अपना स्थान स्थानांतरित करता है और रिसीवर उस जानकारी का उपयोग करके अपनी स्थिति की गणना करता है, इसलिए सभी काम रिसीवर द्वारा किया जाता है।

संक्षेप में, पारंपरिक एनालॉग रेडियो और टेलीविजन के लिए कोई "अनुरोध" नहीं हैं, वैसे ही "अनुरोध" नहीं हैं।

Answer 3

उपग्रहों का जवाब नहीं है। वे संकेत संचारित करते हैं और जीपीएस क्लाइंट इसे प्राप्त करते हैं। मेरा मतलब है कि आपके GPS उपकरण को उपग्रह को कुछ भी भेजने की आवश्यकता नहीं है, यह सिर्फ उपग्रह से प्राप्त होता है और यह पर्याप्त है। आपके GPS उपकरण को अधिक उपग्रहों से संकेत प्राप्त करने की आवश्यकता है और फिर वह अपनी स्थिति की गणना करने के लिए कुछ गणित करता है।

तो संक्षिप्त जवाब है: यह बड़े पैमाने पर समानांतर है। :-)

Answer 4

प्रत्येक उपग्रह से आपकी स्थिति की दूरी की गणना उस समय से की जाती है जब ओवरहेड पर 20,200 किमी (12,600 मील) की यात्रा करने के लिए सिग्नल की आवश्यकता होती है, जो क्षितिज पर 26,600 किमी (16,500 मील) तक जाती है, जब आपके रिसीवर तक। 300,000 किमी / सेकंड की यात्रा के संकेत के साथ, समय 89 और 67 मिलीसेकंड के बीच है, और इसलिए इसे नैनोसेकंड सटीकता के साथ मापा जाना है। जीपीएस के बारे में सबसे उल्लेखनीय चीजों में से एक यह है कि कैसे रिसीवर में सस्ती और सरल घड़ी को उपग्रहों में बहुत ही जटिल और महंगी घड़ियों के समान सटीकता के साथ बनाया गया है।

डारोन ने बताया कि चार उपग्रहों का उपयोग करके कैसे फिक्स प्राप्त किया जाता है। एक गोला को परिभाषित करता है, दूसरा इसे एक चक्र के रूप में प्रतिच्छेद करता है, तीसरा चक्र को दो बिंदुओं में काटता है और चौथा इन दो बिंदुओं को अलग करता है। यदि यह धारणा बनाई जाती है कि रिसीवर पृथ्वी की सतह के पास है, तो इसका उपयोग चौथे उपग्रह माप के बजाय किया जा सकता है। आदर्श रूप से इन सभी को एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करना चाहिए, लेकिन व्यवहार में, सुधार के बिना, वे रिसीवर की घड़ी के तेज या धीमी गति से चलने के कारण थोड़ा फैल जाएंगे। एक मैच को जितना संभव हो सके बंद करने के लिए घड़ी की दर को समायोजित करके, आवश्यक समय सटीकता प्राप्त की जाती है। शेष फैलाव फिक्स की सटीकता का एक उपाय है।

देशांतर के लिए क्रोनोमीटर द्वारा नेविगेशन के पुराने दिनों में, वह सब जो वास्तव में आवश्यक था, एक अत्यंत स्थिर घड़ी थी। हालाँकि घड़ी थोड़ी धीमी या तेज़ चलेगी, लेकिन यह तब तक कोई फर्क नहीं पड़ता था जब तक कि दर ज्ञात नहीं थी; तब दर से सटीक समय की गणना करना आसान था और कितने समय के बाद घड़ी को एक सटीक समय के खिलाफ चेक किया गया था, जैसे कि पोर्ट में दोपहर की बंदूक की फायरिंग। इसी तरह जीपीएस रिसीवर में वास्तव में जो आवश्यक है वह एक सरल लेकिन स्थिर घड़ी है, जिसकी दर ऊपर बताई गई है, जिससे आपको "अपने हाथ में परमाणु घड़ी" के बराबर जगह मिल सके।