¿Cómo sabe mi teléfono dónde estoy? ¿Conoce los principios de navegación?
Hoy en día, la gente suele confiar en la navegación cuando sale. Cuando vamos a un lugar pero no conocemos la ruta, activamos la navegación y el teléfono planificará automáticamente la ruta. Los mensajeros para llevar usan la navegación para entregar comida, los conductores usan la navegación para conducir y nosotros usamos la navegación para encontrar lugares desconocidos.
Entonces, ¿cuál es el principio de navegación? Para lograr la navegación, primero necesita posicionamiento. La navegación se refiere a planificar una ruta que nos guíe hasta nuestro destino, mientras que el posicionamiento se refiere a determinar nuestra ubicación. Sólo cuando el posicionamiento es preciso la ruta planificada por la navegación puede ser significativa. Cuando hablamos de cómo se posicionan los teléfonos móviles, tenemos que mencionar el sistema de posicionamiento global.
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema global de posicionamiento y navegación por satélite desarrollado por el gobierno y el ejército de los EE. UU. Se completó y puso en uso en 1994. El sistema GPS consta de tres partes: segmento espacial, segmento terrestre y segmento de usuario. Al inicio de su construcción, el segmento espacial incluía 24 satélites, distribuidos uniformemente en 6 planos orbitales diferentes. El segmento terrestre es el centro de gestión de todo el sistema y el segmento de usuario son una variedad de receptores que pueden recibir señales de satélites GPS.
La señal GPS puede dar la información de posición del satélite y el tiempo que tarda la señal en propagarse. La distancia se puede medir multiplicando ambos. En teoría, un punto de observación puede medir la distancia a tres estrellas cualesquiera al mismo tiempo. Al enumerar una ecuación cuadrática tridimensional, se pueden resolver las coordenadas de posición del punto de observación. Esto es como dibujar una bola con cada satélite como origen y la distancia medida como radio. La intersección de dos superficies esféricas forma un círculo y la intersección de tres superficies esféricas forma un punto.
De hecho, debido a las diferencias de reloj, el posicionamiento de 3 satélites es inexacto. Necesitamos observar 4 estrellas para lograr un posicionamiento preciso.
Para medir el tiempo de transmisión se necesitan dos relojes atómicos de alta precisión, uno en el satélite y otro en el interior del receptor. Como es difícil alinear dos relojes perfectamente, es fácil cometer errores en las distancias medidas. El error del reloj del satélite se puede corregir utilizando los parámetros proporcionados por la señal GPS, pero el error del reloj del receptor generalmente es difícil de determinar con precisión de antemano y debe tratarse como un parámetro desconocido. Por lo tanto, en un punto de observación, para resolver 4 parámetros desconocidos en tiempo real (es decir, 3 coordenadas de posición del punto de observación y 1 parámetro de error de reloj), es necesario observar al menos 4 satélites simultáneamente.
Basándonos en este principio, siempre que instalemos un chip GPS en un smartphone y el chip pueda recibir señales de satélite y resolver información, podremos determinar la ubicación.
Aunque el GPS es muy útil, por el bien de la seguridad nacional y el desarrollo económico y social, debemos construir nuestro propio sistema de navegación por satélite, el sistema de navegación por satélite Beidou. Hasta el momento, el despliegue de la constelación del sistema Beidou se ha completado y se espera que comience a brindar servicios en todo el mundo alrededor de 2020.
China siempre se ha adherido al concepto de desarrollo del "Beidou de China, el Beidou del mundo", ha servido a la construcción y el desarrollo de "La Franja y la Ruta" y ha promovido activamente la cooperación internacional en el sistema Beidou. En el futuro, nuestro propio sistema Beidou brillará en el escenario mundial.