เทคโนโลยี GNSS กับ GPS: รู้ความแตกต่างที่สำคัญ

GNSS และ GPS ทำงานร่วมกันเพื่อปรับปรุงความแม่นยำและประสิทธิภาพ

ระบบนำทางในปัจจุบันได้กลายเป็นส่วนสำคัญในชีวิตของทุกคน เทคโนโลยีเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อให้อ่านค่าได้แม่นยำยิ่งขึ้น

เทคโนโลยีการนำทางที่ทันสมัยไม่เพียงแต่ช่วยในการวัดระยะทางและมุมได้อย่างดีเยี่ยม แต่ยังทำให้ใช้การวัดเหล่านี้โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมต่างๆ

อุตสาหกรรมการทำแผนที่และการสำรวจเป็นหนึ่งในกลุ่มแรกที่ใช้เทคโนโลยี GPS ซึ่งมีความแม่นยำ เร็วขึ้น และต้องใช้ทรัพยากรมนุษย์น้อยลง

บริษัททำดินและควบคุมภาคพื้นดินมักใช้โดรนเพื่อนำทางสถานที่ทำงานให้มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากขึ้น

แม้ว่าเดิมระบบนำทางด้วยดาวเทียมจะใช้สำหรับการใช้งานทางทหาร แต่กรณีการใช้งานของเทคโนโลยีเหล่านี้ได้กลายเป็นที่ใหญ่ขึ้นในยุคปัจจุบัน ซึ่งครอบคลุมทั้งภาครัฐและเอกชนในตลาดต่างๆ เช่น การก่อสร้าง วิทยาศาสตร์ และอื่นๆ

หลายๆ คนคงคุ้นเคยกับ GPS คุณสามารถมีเวลาสำคัญในขณะที่สำรวจสถานที่ที่ไม่คุ้นเคย อย่างไรก็ตาม GNSS เป็นคำที่ใช้น้อยกว่า

ในบทความนี้ ฉันจะทำความคุ้นเคยกับ GNSS และสำรวจความแตกต่างระหว่าง GPS และ GNSS ในตอนท้าย เราจะหารือกันว่าข้อใดยืดหยุ่น เชื่อถือได้ และแม่นยำกว่าสำหรับกรณีการใช้งานของคุณ

ไปเลย!

GNSS คืออะไร?

GNSS ย่อมาจาก Global Navigation Satellite System ซึ่งแต่ละประเทศใช้ดาวเทียมหลายดวง สิ่งนี้ทำเพื่อให้สัญญาณจากอวกาศและส่งข้อมูลเวลาและตำแหน่งไปยังเครื่องรับ GNSS ที่อยู่บนโลก ผู้รับใช้ข้อมูลเหล่านี้เพิ่มเติมเพื่อระบุตำแหน่งที่แน่นอนของคุณ

ดาวเทียมหลายดวงที่โคจรรอบโลกเรียกว่ากลุ่มดาว ดังนั้น GNSS จึงหมายถึงกลุ่มดาวบริวารด้วย สามารถใช้ในการขนส่ง สถานีอวกาศ รถไฟ ขนส่งมวลชน ถนน การเดินเรือ การบิน ฯลฯ.

การนำทาง การวางตำแหน่ง และเวลาเป็นสิ่งสำคัญในการสำรวจที่ดิน การตอบสนองฉุกเฉิน การขุด เกษตรกรรมแม่นยำ การเงิน การบังคับใช้กฎหมาย การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โทรคมนาคม และอื่นๆ ประสิทธิภาพของ GNSS สามารถปรับปรุงได้โดยใช้ระบบเสริมด้วยดาวเทียมในระดับภูมิภาค เช่น European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS)

ตัวอย่างของ GNSS: NAVSTAR GPS ของสหรัฐอเมริกา, Galileo ของยุโรป, ระบบดาวเทียมนำทาง BeiDou ของจีน และ Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS) ของรัสเซีย

EGNOS ช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความถูกต้องของข้อมูล GPS โดยการให้ข้อมูลเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของสัญญาณและแก้ไขข้อผิดพลาดในการวัดสัญญาณ การประเมินประสิทธิภาพจริงผ่านเกณฑ์หลักสี่ประการ:

• ความแม่นยำ: เป็นความแตกต่างระหว่างความเร็ว เวลา หรือตำแหน่งที่วัด กับความเร็ว เวลา หรือตำแหน่งจริง
• ความ ต่อเนื่อง: หมายถึงว่าระบบทำงานโดยไม่หยุดชะงักหรือไม่
• ความสมบูรณ์: ความสามารถของระบบในการเสนอเกณฑ์ความเชื่อมั่นในข้อมูลการกำหนดตำแหน่งและการเตือนคือความสมบูรณ์ในบริบทนี้
• ความพร้อมใช้งาน: เปอร์เซ็นต์ของเวลาที่สัญญาณจำเป็นต้องปฏิบัติตามเกณฑ์ความถูกต้อง ความต่อเนื่อง และความสมบูรณ์คือ "ความพร้อมใช้งาน" ในบริบทนี้

เทคโนโลยี GNSS ต้องการดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวงเพื่อคำนวณตำแหน่งของคุณผ่านการคำนวณไตรเลเตอร์ที่ซับซ้อน ทุกวันนี้ สามส่วนกำหนดดาวเทียมในอวกาศ

สิ่งเหล่านี้ถือเป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยี GNSS:

• ส่วนอวกาศ : ส่วนอวกาศกำหนดกลุ่มดาวที่โคจรรอบระหว่าง 20,000 ถึง 37,000 กม. เหนือพื้นผิวโลก
• ส่วนควบคุม: ส่วน ควบคุมคือเครือข่ายของสถานีอัปโหลดข้อมูล สถานีตรวจสอบ และสถานีควบคุมหลักที่ตั้งอยู่ทั่วโลก
• ส่วนผู้ใช้: ส่วน ผู้ใช้อธิบายอุปกรณ์ที่รับสัญญาณจากดาวเทียมและส่งออกตำแหน่งตามตำแหน่งวงโคจรของดาวเทียมและเวลา

จีพีเอสคืออะไร?

Global Positioning System (GPS) เป็นระบบนำทางด้วยคลื่นวิทยุที่ใช้บนอากาศ ทางบก และทางทะเล เพื่อระบุตำแหน่งที่แม่นยำ ความเร็ว เวลา และอื่นๆ โดยไม่คำนึงถึงสภาพอากาศ

GPS ได้รับการพัฒนาครั้งแรกในปี 1978 โดยเป็นเครื่องต้นแบบโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐ เริ่มดำเนินการอย่างสมบูรณ์ในปี 2536 โดยมีกลุ่มดาวบริวารทั้งหมด 24 ดวง

GPS เป็นเจ้าของโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาและดำเนินการโดย US Space Force ด้วย GPS ไม่เพียงแต่เจ้าหน้าที่ทหารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้ใช้เชิงพาณิชย์หรือพลเรือนทั่วโลกด้วย แม้ว่าสหรัฐอเมริกาจะสร้างและควบคุม GPS แต่ทุกคนที่มีเครื่องรับ GPS สามารถเข้าถึงได้

GPS เป็นเทคโนโลยี GNSS ประเภทหนึ่งที่ให้ข้อมูลเวลาและตำแหน่งทางภูมิศาสตร์แก่เครื่องรับ GPS ไม่ต้องการให้ผู้ใช้ส่งข้อมูล แต่ทำงานได้อย่างยืดหยุ่นบนอุปกรณ์ใดๆ ที่มีการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่ดี

ในด้านเทคโนโลยี การพัฒนาแนวคิดใหม่เป็นสิ่งสำคัญอันดับแรกสำหรับทุกคน ดังนั้นความต้องการทางเทคโนโลยีในระบบที่มีอยู่ทำให้ GPS ทันสมัยขึ้น ใช้ระบบควบคุมการทำงานรุ่นต่อไปและดาวเทียม GPS block IIIA

GPS ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ ดาวเทียม เครื่องรับ และสถานีภาคพื้นดิน มาดูการทำงานของแต่ละอย่างกัน:

• ดาวเทียม : มันทำหน้าที่เหมือนดวงดาวในกลุ่มดาวและส่งสัญญาณออกไป
• สถานีภาคพื้นดิน : ใช้เรดาร์เพื่อให้แน่ใจว่าดาวเทียมอยู่ในตำแหน่งที่เราคิดไว้
• ตัวรับ : เป็นอุปกรณ์ที่คุณสามารถพบได้ในโทรศัพท์ รถยนต์ ฯลฯ ที่แสวงหาสัญญาณจากดาวเทียมอย่างสม่ำเสมอ นอกจากนี้ยังกำหนดว่าคุณอยู่ห่างจากสถานที่ที่คุณต้องการทราบมากแค่ไหน

GNSS กับ GPS: ทำงาน

GNSS ทำงานอย่างไร

GNSS แตกต่างกันไปตามการออกแบบและอายุ แต่การทำงานจะเหมือนกัน ดาวเทียมส่งคลื่นสองคลื่นในแบนด์ L คือ L1 และ L2 คลื่นพาหะเหล่านี้จะส่งข้อมูลจากดาวเทียมมายังโลก

ตัวรับ GNSS ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนหนึ่งคือเสาอากาศ และอีกส่วนหนึ่งคือหน่วยประมวลผล หลักการทำงานของทั้งสองหน่วยตรงไปตรงมา เสาอากาศรับสัญญาณจากดาวเทียมในขณะที่หน่วยประมวลผลตรวจจับสัญญาณ ต้องมีดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวงเพื่อรวบรวมข้อมูลที่ถูกต้องเพื่อระบุตำแหน่ง

ดาวเทียม GNSS โคจรรอบโลกทุกๆ 11 ชั่วโมง 58 นาที และ 2 วินาที ดาวเทียมทุกดวงสามารถส่งสัญญาณที่มีรหัสซึ่งมีการประทับเวลาและรายละเอียดวงโคจรที่มั่นคง สัญญาณประกอบด้วยข้อมูลที่เครื่องรับจำเป็นต้องคำนวณตำแหน่งของดาวเทียมและปรับตามตำแหน่งที่ถูกต้อง

เครื่องรับจะคำนวณความแตกต่างของเวลาระหว่างเวลารับสัญญาณกับการออกอากาศเพื่อคำนวณระยะทางที่แม่นยำ ให้ผลลัพธ์ในรูปของความสูง ลองจิจูด และละติจูด

GPS ทำงานอย่างไร

GPS ทำงานโดยใช้เทคนิคการแยกย่อยที่รวบรวมสัญญาณจากดาวเทียมเพื่อให้ข้อมูลตำแหน่งเอาต์พุตแก่ผู้ใช้ ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกจะส่งสัญญาณให้อ่านและตีความโดยอุปกรณ์ GPS ที่สามารถอ่านได้ซึ่งอยู่ใกล้หรือบนพื้นผิวโลก

อุปกรณ์ GPS ต้องอ่านสัญญาณจากดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวงเพื่อให้ได้ตำแหน่งที่ถูกต้อง ดาวเทียมแต่ละดวงโคจรรอบโลกวันละสองครั้งและส่งสัญญาณ เวลา และพารามิเตอร์การโคจรที่ไม่ซ้ำกัน

เนื่องจากอุปกรณ์ GPS ให้ข้อมูลเกี่ยวกับระยะทางจากดาวเทียม ดาวเทียมดวงเดียวจึงไม่สามารถระบุตำแหน่งที่แม่นยำได้

เช่นเดียวกับกลุ่มดาว GNSS GPS ยังประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ พื้นที่ การควบคุม และผู้ใช้

• ส่วนอวกาศ : ส่วนอวกาศประกอบด้วยดาวเทียมมากกว่า 30 ดวงในวงโคจรที่ดำเนินการโดย US Space Force ดาวเทียมเหล่านี้สามารถออกอากาศสัญญาณวิทยุเพื่อตรวจสอบและควบคุมสถานีต่างๆ บนโลกได้
• ส่วนควบคุม: ส่วน ควบคุม GPS ประกอบด้วยการสำรองข้อมูล สถานีตรวจสอบหลายสถานี เสาอากาศภาคพื้นดินเฉพาะ และการควบคุมหลักทั่วโลก เพื่อให้แน่ใจว่าดาวเทียม GPS ทำงานได้ดีและโคจรอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง
• กลุ่มผู้ใช้ : กลุ่มผู้ใช้หมายถึงทุกคนที่อาศัยดาวเทียม GPS ในการวัดตำแหน่ง การนำทาง และเวลา

GNSS กับ GPS: ข้อดีและข้อจำกัด

ข้อดีของ GNSS

ตอนนี้ เรารู้จักคำว่า GNSS ซึ่งครอบคลุมดาวเทียมตั้งแต่ 3 ดวงขึ้นไปจากประเทศต่างๆ เพื่อให้ข้อมูลที่ถูกต้องและแม่นยำแก่คุณ นี่คือประโยชน์บางประการของ GNSS:

• ระบบนำทางทั่วโลกทั้งหมดพร้อมใช้งานทุกขณะ หากตัวใดตัวหนึ่งไม่ทำงานเนื่องจากสภาพอากาศ ตัวอื่นจะช่วยในลักษณะเดียวกัน ดังนั้น GNSS จึงให้ความพร้อมใช้งานและเข้าถึงสัญญาณไปยังเครื่องรับได้มากขึ้น
• คุณจะได้รับข้อมูลเวลาที่แม่นยำซึ่งจะนำไปใช้ในการพัฒนาเครือข่าย IoT ที่มีความแม่นยำสูง
• เนื่องจากเป็นกลุ่มดาวเทียม จึงปรับปรุงโซลูชันการนำทาง ปรับปรุง TTFF ซึ่งหมายถึง Time to First Fix
• ช่วยประหยัดเงินและเวลาด้วยการส่งตำแหน่งที่แม่นยำไปยังอุปกรณ์ของคุณ
• คุณจะได้รับการเชื่อมต่ออย่างต่อเนื่องในทุกสถานที่ เช่น ป่ากว้างใหญ่ ถ้ำ สถานที่ที่มีประชากรหนาแน่น ฯลฯ
• เครื่องรับ GNSS จะลบดาวเทียมที่ล้มเหลวออกจากรายการการนำทางโดยอัตโนมัติเพื่อให้คุณได้รับทางออกที่ดีที่สุด

ข้อจำกัดของ GNSS

ต่อไปนี้เป็นข้อจำกัดบางประการของ GNSS:

• ระบบเสริมจำเป็นทุกครั้งที่คุณใช้ระบบ GNSS เพื่อสนับสนุนแนวทางที่แม่นยำ
• ความแม่นยำในแนวตั้งมากกว่า 10 เมตร
• ระบบเสริมถูกปรับใช้เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความพร้อมใช้งาน ความถูกต้อง ความต่อเนื่อง และความสมบูรณ์
• ส่งผลกระทบต่อผู้ประกอบการเครื่องบิน นักบิน บริการจราจรทางอากาศ เจ้าหน้าที่กำกับดูแล ฯลฯ
• ความปลอดภัยของการนำทางขึ้นอยู่กับความถูกต้องของฐานข้อมูล

ข้อดีของ GPS

• ใช้งานง่าย
• ราคาถูก
• ครอบคลุมโลก 100%
• ด้วยความแม่นยำ คุณจึงประหยัดเชื้อเพลิงได้
• คุณสามารถใช้เทคโนโลยี GPS เพื่อค้นหาโรงแรมใกล้เคียง ปั๊มน้ำมัน ร้านค้า ฯลฯ
• ง่ายต่อการรวมเข้ากับอุปกรณ์ของคุณ
• มันให้ระบบการติดตามที่มั่นคงแก่คุณ

ข้อจำกัดของ GPS

• ชิป GPS ระบายแบตเตอรี่ทั้งหมดในอุปกรณ์ของคุณ
• ไม่เจาะผนังทึบ ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้ไม่สามารถใช้เทคโนโลยีในอาคารหรือใต้น้ำได้
• ความแม่นยำขึ้นอยู่กับคุณภาพสัญญาณของดาวเทียม
• ตำแหน่งจะแตกต่างกันไปเมื่อจำนวนดาวเทียมมีจำกัด
• ในช่วงที่มีพายุแม่เหล็กโลกหรือสภาวะบรรยากาศอื่นๆ คุณจะไม่สามารถเข้าถึงตำแหน่งได้
• อุปกรณ์สำรวจที่ดินต้องการมุมมองท้องฟ้าที่ชัดเจนเพื่อรับสัญญาณ
• บางครั้ง ความไม่ถูกต้องอาจแสดงให้คุณเห็นวิธีหรือตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง

GNSS กับ GPS: แอปพลิเคชัน

การประยุกต์ใช้ GNSS

เทคโนโลยี GNSS ได้รับการพัฒนาครั้งแรกในศตวรรษที่ 20 เพื่อช่วยเหลือบุคลากรทางทหาร เมื่อเวลาผ่านไป เทคโนโลยีก็พบหนทางสู่การใช้งานมากมาย:

• ในระหว่างการผลิต รถยนต์จะติดตั้ง GNSS ที่แสดงแผนที่เคลื่อนที่ ตำแหน่ง ทิศทาง ความเร็ว ร้านอาหารใกล้เคียง และอื่นๆ
• ระบบนำทางทางอากาศใช้การแสดงแผนที่เคลื่อนที่ นอกจากนี้ยังเชื่อมต่อกับออโตไพลอตสำหรับการนำทางเส้นทาง
• เรือและเรือใช้ GNSS เพื่อค้นหามหาสมุทร ทะเล และทะเลสาบ นอกจากนี้ยังใช้ในเรือสำหรับเกียร์อัตโนมัติ
• เครื่องจักรกลหนักที่ใช้ในการก่อสร้าง การเกษตรที่แม่นยำ การขุด ฯลฯ ใช้เทคโนโลยี GNSS เพื่อนำทางเครื่องจักร
• นักปั่นจักรยานใช้ GNSS ในการท่องเที่ยวและการแข่งรถ
• นักปีนเขา คนเดินเท้าธรรมดา และนักปีนเขาใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อทราบตำแหน่งของตน
• นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยี GNSS สำหรับผู้พิการทางสายตาอีกด้วย
• ยานอวกาศใช้เทคโนโลยีนี้เป็นเครื่องมือนำทาง

แอพพลิเคชั่น GPS

GPS มีแอปพลิเคชั่นมากมายทั่วโลก ลองหาบางส่วนของพวกเขา

• อุตสาหกรรมการบินใช้ GPS เพื่อให้ผู้โดยสารและนักบินทราบตำแหน่งของเครื่องบินแบบเรียลไทม์
• อุตสาหกรรมทางทะเลให้แอปพลิเคชั่นนำทางที่แม่นยำแก่กัปตันเรือ
• เกษตรกรใช้เครื่องรับ GPS กับอุปกรณ์การเกษตรของตน
• สำรวจ
• ทหาร
• บริการทางการเงิน
• โทรคมนาคม
• คำแนะนำยานพาหนะหนัก
• กิจกรรมสังคม
• ตำแหน่งงาน
• สถานที่ใกล้เคียง
• ตามหาขุมทรัพย์
• เดินทางคนเดียว

และอื่นๆ.

GNSS กับ GPS: ความแตกต่าง

เราทุกคนรู้เกี่ยวกับ GPS ว่าเป็นเครื่องมือที่ช่วยในการค้นหาสถานที่ ร้านอาหาร ที่อยู่ และอื่นๆ คุณยังสามารถแชร์ตำแหน่งปัจจุบันหรือตำแหน่งปัจจุบันของคุณกับผู้อื่นได้ เราสามารถเข้าถึงตำแหน่งผ่าน GPS ได้ แต่ในระหว่างการรบกวนสัญญาณ คุณจะไม่สามารถเข้าถึงตำแหน่งหรือข้อมูลได้

GNSS เป็นคำที่ใช้การทำงานคล้ายกับ GPS แต่สามารถเข้าถึงตำแหน่งต่างๆ ได้อย่างยืดหยุ่นและเชื่อถือได้แม้ในระหว่างการรบกวน ประกอบด้วย GPS, Baidu, Galileo, GLONASS และระบบกลุ่มดาวอื่นๆ ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าระบบดาวเทียมหลายกลุ่มดาวนานาชาติ คุณสามารถพูดได้ว่า GNSS ใช้ดาวเทียม GPS หลายดวงจากประเทศต่างๆ เพื่อนำทางไปยังตำแหน่งที่ถูกต้อง

มาเจาะลึกถึงความแตกต่างหลักระหว่างเทคโนโลยีตามบางแง่มุม

GNSS ให้ข้อมูลที่แม่นยำยิ่งขึ้นเนื่องจากเป็นการรวมข้อมูลที่มาจากดาวเทียมต่างๆ ของประเทศต่างๆ ในทางกลับกัน GPS เป็นผู้ให้บริการข้อมูลเฉพาะที่ควบคุมและดูแลโดยรัฐบาลสหรัฐฯ

บทสรุป

GPS เป็น GNSS ประเภทหนึ่งซึ่งเป็นระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลกระบบแรก โดยทั่วไป GPS มักใช้เพื่ออธิบายระบบนำทางด้วยดาวเทียม ทั้งสองมีลักษณะการทำงานเหมือนกัน แต่รูปแบบการทำงานต่างกัน

GNSS และ GPS ถูกใช้ในหลายสาขา ซึ่งคุณต้องการข้อมูลเวลาและตำแหน่งที่แม่นยำและต่อเนื่อง เช่น การขนส่ง การนำทางทางทะเล การสื่อสารเคลื่อนที่ เกษตรกรรม กรีฑา และอื่นๆ อีกมากมาย

คุณอาจสนใจที่จะรู้จักซอฟต์แวร์เปลี่ยนตำแหน่ง GPS ที่ดีที่สุดสำหรับอุปกรณ์ iOS