สมัยนี้โทรศัพท์และแทบเล็ตแทบทุกเครื่องจะมี GPS มาให้แล้วทั้งนั้น เวลาดูแผนที่ โพสต์ข้อความ หรือเช็คอินที่ไหนๆ มันก็จะระบุตำแหน่งเราได้ตลอด... แล้วตกลงเจ้าอุปกรณ์เหล่านี้ มันรู้ตำแหน่งขณะนั้นได้ยังไง?
GPS มาจากคำเต็มๆว่า Global Positioning System หรือแปลเป็นไทยว่าระบบหาตำแหน่งบนผืนพิภพนี้ ทำงานด้วยหลักการง่ายๆ แต่ใช้อุปกรณ์ยากๆแบบนี้ครับ... เริ่มจากว่าผู้ให้บริการระบบ GPS จะปล่อยดาวเทียมออกไปโคจรรอบโลกหลายๆดวง โดยแต่ละดวงมีหน้าที่ง่ายๆแค่คอยส่งสัญญาณลงมายังโลกเป็นห้วงๆ ซึ่งไม่สนใจว่าจะมีใครคอยรับสัญญาณนี้หรือไม่ เจ้าสัญญาณที่ว่านี้จะมีข้อมูลมากับมันสองอย่าง นั่นคือ เวลาตอนที่ส่งสัญญาณ (หรือเรียกว่า time stamp) และตำแหน่งของดาวเทียมตอนที่ส่งสัญญาญ ส่วนความเก่งฉกาจอยู่ที่อุปกรณ์ภาครับเช่นสมาร์ทโฟน แทบเล็ต หรืออุปกรณ์นำทางในรถต่างหากครับ เพราะเมื่ออุปกรณ์ภาครับได้รับสัญญาณจากดาวเทียมที่โคจรอยู่ข้างบนแล้ว มันก็จะทำการคำนวนหาตำแหน่งตัวมันเอง ด้วยวิธีการง่ายๆ(อีกแล้ว)แบบนี้ครับ...
เมื่อได้รับสัญญาณจากดาวเทียม อุปกรณ์ภาครับก็จะทำการเทียบเวลาตอนที่สัญญาณถูกส่งออกมา กับเวลาที่สัญญาณเดินทางมาถึงตัวมัน ก็จะได้ระยะเวลาที่สัญญาณใช้ในการเดินทาง ซึ่งสัญญาณเหล่านี้เดินทางด้วยความเร็วเท่ากับแสง(เพราะเป็นคลื่นวิทยุ) และเรารู้ว่าแสงเดินทางด้วยความเร็วเท่าไหร่ เครื่องก็จะคำนวนออกมาได้ว่า ตัวมันและดาวเทียมอยู่ห่างกันแค่ไหน... แต่ยังไม่รู้ว่า แล้วดาวเทียมห่างออกไปเท่าที่คำนวนได้ทางทิศไหนล่ะ? ตรงนี้ดาวเทียมดวงที่สอง สาม สี่ จะเข้ามาแก้ปัญหาครับ
เมื่อได้รับสัญญาณจากดาวเทียมมากกว่าหนึ่งดวง เครื่องรับจะรู้แล้วว่า อ้อ ตอนนี้เราอยู่ห่างจากดาวเทียม A สามกิโล ดามเทียม B สองกิโลครึ่ง และห่างจากดาวเทียม C หนึ่งกิโล และอย่างที่เล่าว่าในสัญญาณนี้จะบอกตำแหน่งของดาวเทียมขณะส่งสัญญาณออกมาด้วย ทำให้เครื่องรับสามารถคำนวนได้ว่า ถ้าฉันห่างจากดาวเทียม A เท่านี้ B เท่านี้ C เท่านี้ ดังนั้น... อ้อ! ตำแหน่งของฉันที่จะทำให้ระยะทั้งหมดเป็นจริงได้คือจุดนี้! จากนั้นอุปกรณ์ในมือของเราก็จะแสดงจุดปิ๊ง...ขึ้นมาให้เราเห็นบนจอ ซึ่งการคำนวนทั้งหมดดาวเทียม GPS หาเราเจอได้ยังไง? หรือมันไม่ได้มองหาเราด้วยซ้ำ?
ทำงานรวดเร็วมาก อย่างที่เราเห็นกันตอนเช็คอินนั่นแหละครับ... โดยที่ดาวเทียมทั้งหลายบนฟ้า ไม่ได้รู้ถึงการมีอยู่ของเราด้วยซ้ำ...
