หลักการทำงานของ GPS น่ารู้

ไม่ว่าเรื่องใดก็ตามหากเรารู้หลักในการทำงานของเรื่องนั้น ๆ จะช่วยให้เข้าใจได้มากยิ่งขึ้น ระบบ GPS เองก็เช่นกัน หลายคนรู้จักคร่าว ๆ ว่านี่คือระบบอกพิกัด บอกเส้นทางต่าง ๆ ที่เราใช้งานกันมายาวนาน แต่ถ้าลองถามในความหมายเกี่ยวกับหลักการทำงานให้ชัดเจนกว่านี้เชื่อว่าหลายคนคงมีเครื่องหมายคำถามในหัวพร้อมคิดในใจว่ามันทำงานอย่างไรจึงได้ออกมาเป็นระบบบอกพิกัดที่เราใช้กันอยู่ ดังนั้นลองมาเรียนรู้ หลักการทำงานของ GPS กันดีกว่าว่าต้องมีรายละเอียดขั้นตอนอย่างไรบ้าง
 
เริ่มต้นด้วยเข้าใจพื้นฐาน หลักการทำงานของ GPS กันก่อน มันคือการคำนวณระยะทางดาวเทียมกับอุปกรณ์ที่รับ GPS ต้องรูตำแหน่งของดาวเทียมแต่ละดวงรวมถึงต้องได้ระยะทางจากดาวเทียม 3 ดวงขึ้นไป เมื่อได้รายละเอียดต่าง ๆ ทังหมดดังนี้อุปกรณ์ GPS จะสามารถคำนวณเพื่อหาจุดตัดกันของวัตถุผิวทรงกลมของระยะทางดาวเทียม GPS ในแต่ละดวงได้ไม่ยาก

เมื่อเป็นเช่นนี้ในทางทฤษฎี สิ่งที่อุปกรณ์ GPS ต้องรู้เพื่อทำการคำนวณหาตำแหน่งในแต่ละครั้งประกอบไปด้วย ตำแหน่งดาวเทียมที่อยู่บนอวกาศมากกว่า 3 ดวง และระยะห่าง ดาวเทียม GPS ในแต่ละดวง ปกติแล้วการได้มาของของมูลดังกล่าวตามแนวทางปฏิบัติจะมีด้วยกัน 2 แบบคือ

• ได้มาจากตำแหน่งดาวเทียม GPS ในอวกาศ ต้องมีข้อมูลประกอบ 2 ตัว คือ ข้อมูลวงโคจร ส่งผลให้อุปกรณ์ GPS รู้ว่าเส้นทางของการเดินทางดาวเทียม GPS แต่ละดวงจะอยู่ในตำแหน่งไหนกันแน่ และอยู่เมื่อใด
• อีกเรื่องคือเวลาปัจจุบัน พออุปกรณ์ GPS รู้เวลาปัจจุบัน จะมีการใช้เวลาดังกล่าวนี้ไปทำการคำนวณเพื่อหาตำแหน่งของดาวเทียม GPS จากรายละเอียดของวงโคจรที่ได้มา

จาก 2 วิธีดังกล่าวเมื่ออุปกรณ์ GPS รับรู้ข้อมูลวงโคจร, ดาวเทียม GPS และเวลาปัจจุบัน ก็จะมีการใช้เวลาปัจจุบันคำนวณเพื่อหาตำแหน่งดาวเทียมในอวกาศ ข้อมูลทุกอย่างที่กล่าวมานี้ก็มาจากสัญญาณดาวเทียมที่ GPS ตัวดังกล่าวรับเอาไว้ได้
 

การส่งสัญญาณ GPS เร็วแค่ไหน?

เรื่องต่อมาจะพูดถึงการได้มาเกี่ยวกับระยะห่างของอุปกรณ์รับ GPS กับ ดาวเทียม GPS แต่ละดวง ต้องบอกก่อนเลยว่าการเดินทางของคลื่นสัญญาณ GPS จะเป็นในลักษณะความเร็วคงที่ นั่นคือ ความเร็วแสงเท่ากับ 186,000 ไมล์ต่อวินาที แล้วพอเป็นเช่นนี้หากอุปกรณ์รับ GPS รู้ถึงระยะเวลาที่สัญญาณได้ใช้ในการเดินทางจากตัวดาวเทียม GPS มาจนถึงอุปกรณ์รับ GPS เราจะสามารถคำนวณระยะทางการเดินทางระหว่าง ตัวดาวเทียม GPS กับอุปกรณ์รับ GPS ได้ง่าย ๆ ตามสูตรที่ว่า ความเร็ว x เวลา คือ ระยะทาง ยิ่งเรารู้ถึงระยะห่างของดาวเทียมกับตัวอุปกรณ์ GPS มากแค่ไหนก็จะทำให้หาจุดผิวทรงกลม

วิธีนี้จะทำให้อุปกรณ์ของ GPS รู้ว่าอยู่ตรงไหนของโลกใบนี้ จากหลักการดังกล่าวนี้ทำให้เราทำให้ได้ข้อสรุปเกี่ยวกับเรื่องหลักการทำงานของ GPS ว่า หากอุปกรณ์ GPS ตัวนั้นสามารถรับสัญญาณจากตัวดาวเทียม GPS ได้มากเท่าไหร่ ยิ่งส่งผลต่อเรื่องการระบุพิกัดตำแหน่งต่าง ๆ ได้แม่นยำมากยิ่งขึ้น หากว่าอุปกรณ์รับ GPS รับสัญญาณ GPS ได้จากตัวดาวเทียม GPS เพียงแค่ 3 ดวง ตัวอุปกรณ์รับเองจะสามารถประมาณตำแหน่งคร่าว ๆ ของจุดต่าง ๆ บนพื้นโลกได้ พร้อมมีการตัดจุดที่รู้ว่าไม่ได้เป็นพื้นที่ของโลกออกไป นั่นจึงทำให้เหลือแค่ตำแหน่งเดียวอันเป็นไปได้ว่าจะใช่จุดที่ต้องการค้นหาหรือไม่
 

การนำ GPS มาใช้งานในรูปแบบต่างๆ

เมื่อมองถึง หลักการทำงานของ GPS ต้องบอกว่ามีความซับซ้อนให้เราได้ค้นหากันมากอยู่ไม่น้อย เนื่องจากเรื่องเหล่านี้เป็นสิ่งที่ถูกคิดค้นขึ้นมาสำหรับการใช้ประโยชน์ในหลาย ๆ ด้าน คือตอนแรกอาจต้องการใช้ประโยชน์แค่ด้านการทหารเพียงอย่างเดียว ทว่าไป ๆ มา ๆ ดูแล้วคนทั่วไปก็สามารถใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้ได้จึงมีการเริ่มนำเอา GPS มาใช้งานกันในภาคประชาชนทั่วโลกก่อนที่มันจะได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ ยิ่งสมัยนี้เป็นยุคของวิวัฒนาการและเทคโนโลยีต่าง ๆ ด้วยแล้ว มันยิ่งทำให้การใช้ GPS เป็นเรื่องใกล้ตัวมากยิ่งขึ้น

คิดตามง่าย ๆ เมื่อก่อนเวลาเราจะเดินทางไปไหนต้องศึกษาจากแผนที่แล้วมันก็ยุ่งยากเพราะไม่รู้ว่าจุดหมายแท้จริงในการเดินทางอยู่ตรงไหนกันแน่ แต่เมื่อมี GPS เข้ามาก็เลยทำให้เกิดความสะดวกสบายมากยิ่งขึ้นกว่าเดิม การได้มีโอกาสเรียนรู้เรื่องของการทำงานสิ่งเหล่านี้จะช่วยให้เรารู้วิธีใช้งานอย่างถูกต้องมากขึ้นและยังทำให้มองภาพออกว่ามันมีจุดเริ่มต้นมาจากอะไรกันแน่

เรื่องราวเหล่านี้เป็นสิ่งที่ใครอยากรู้รายละเอียดเพิ่มเติมให้ลึกซึ้งมากกว่านี้สามารถค้นหาข้อมูลต่อไปได้ โดยข้อมูลที่นำเสนอเป็นรายละเอียดเบื้องต้นเกี่ยวกับหลักการทำงานคร่าว ๆ เท่านั้น ถือเป็นอีกเทคโนโลยีที่ถูกสร้างขึ้นแล้วเกิดประโยชน์ค่อนข้างหลากหลายทั้งในภาคประชาชนหรือรัฐบาลเองก็ตาม เราไม่รู้ว่าในภายภาคหน้าการใช้งาน GPS จะมีอะไรเพิ่มเติมมากขึ้นกว่านี้หรือไม่แต่สิ่งทีเราทำได้ตอนนี้คือใช้งานในแบบที่เป็นเพือ่ประโยชน์สูงสุด

หากมองถึง หลักการทำงานของ GPS ที่กล่าวมานี้เป็นเรื่องของการทำงานพื้นฐานที่คนทั่วไปเข้าใจได้ง่ายเท่านั้น เป็นเรื่องราวน่าสนใจที่นอกจากการใช้ประโยชน์ทั่วไปแล้วลองนำมาศึกษาการทำงานก็เป็นเรื่องดีไม่น้อยเหมือนกัน เผื่อมีใครสอบถามหรือไม่ใครอยากรู้เกี่ยวกับการทำงานเบื้องต้นของ GPS จะได้อธิบายได้แบบไม่ยากเย็น แถมยังสร้างความรู้ให้กับคนอื่นได้อีกเยอะเลยทีเดียวสำหรับเรื่อง GPS ที่พูดถึงตรงนี้