Global positioning system
Een Global Positioning System, ook bekend als GPS, is een systeem van satellieten dat ontworpen is om te helpen navigeren op aarde, in de lucht en op het water.
Een GPS-ontvanger laat zien waar het zich bevindt. Hij kan ook aangeven hoe snel hij beweegt, welke richting hij uitgaat, hoe hoog hij zich bevindt en misschien ook hoe snel hij stijgt of daalt. Veel GPS-ontvangers hebben informatie over plaatsen. GPS-ontvangers voor auto's bevatten reisgegevens zoals wegenkaarten, hotels, restaurants en benzinestations. GPS-ontvangers voor boten bevatten nautischekaarten van havens, jachthavens, ondiep water, rotsen en waterwegen. Andere GPS-ontvangers zijn gemaakt voor luchtvaartnavigatie, wandelen en backpacken, fietsen, of vele andere activiteiten. De meeste zitten in smartphones.
De meeste GPS-ontvangers kunnen registreren waar ze geweest zijn, en helpen bij het plannen van een reis. Tijdens een geplande reis voorspelt hij de tijd tot de volgende bestemming.
GPS-ontvangers. Mensen kunnen deze bij zich dragen om te zien waar zij zich bevinden en te plannen waar en hoe zij naar de volgende plaats moeten gaan.
Hoe het werkt
Een GPS-systeem ontvangt radiosignalen van satellieten in de ruimte die in een baan om de aarde draaien. Er zijn 31 satellieten die zich 20.200 kilometer boven de aarde bevinden. De omlooptijd is 11 uur en 58 minuten. Elke cirkel heeft een straal van 26.600 kilometer (16.500 mi) vanwege de straal van de aarde. Ver van de Noordpool en de Zuidpool kan een GPS-toestel signalen ontvangen van 6 tot 12 satellieten tegelijk. Elke satelliet bevat een atoomklok die door NORAD meerdere malen per dag zorgvuldig wordt ingesteld.
De radiosignalen bevatten informatie over de tijd en de positie van de satelliet, met inbegrip van zijn efemeride. De GPS-ontvanger trekt de huidige tijd af van het tijdstip waarop het signaal werd uitgezonden. Het verschil is hoe lang geleden het signaal werd uitgezonden. Het tijdsverschil vermenigvuldigd met de lichtsnelheid is de afstand tot de satelliet. Het GPS-systeem gebruikt trigonometrie om te berekenen waar het zich bevindt op basis van de positie en afstand van elke satelliet. Gewoonlijk moeten er ten minste vier satellieten zijn om de geometrische vergelijkingen op te lossen. Een GPS-ontvanger kan zijn positie vele malen in één seconde berekenen.
Veel goedkope consumentenontvangers zijn nauwkeurig tot op 20 meter (66 ft) bijna overal op aarde.
Een GPS toestel kan meestal ook de huidige snelheid berekenen. Goedkope, zoals die in een mobiele telefoon, doen dit door de huidige positie te vergelijken met de recente positie. Dure, zoals in een vliegtuig, gebruiken het dopplereffect en zijn zeer nauwkeurig.
GPS-satellieten cirkelen in vier vlakken rond de aarde, plus een groep boven de evenaar. Blauwe satellieten hier zijn zichtbaar voor een GPS-ontvanger op 45° Noord. Rode satellieten worden door de aarde geblokkeerd.
Geschiedenis
Sinds het midden van de 20e eeuw zijn verschillende radionavigatiesystemen in gebruik. In de jaren zestig werden bij experimenten de radiozenders in satellieten geplaatst. Een nieuw systeem, dat aanvankelijk Navstar heette, werd in de jaren zeventig ontworpen door de Amerikaanse luchtmacht. Het werd GPS en werd alleen door het Amerikaanse leger gebruikt. In 1983 vaardigde President Ronald Reagan een bevel uit om iedereen toe te staan het systeem te gebruiken, hoewel het nog te klein was om erg nuttig te zijn. Het signaal met de hoogste precisie was gecodeerd en alleen de strijdkrachten mochten het gebruiken, maar in de jaren negentig werd het tijdelijk gedecodeerd en rond de eeuwwisseling werd dit permanent gemaakt.
Sommige GPS-ontvangers zijn afzonderlijke eenheden met een eigen voeding en display. Dat waren de meesten in de 20e eeuw. Militaire ontvangers gaven toen alleen de geografische coördinaten weer, of sommige hadden geen display maar gaven alleen de coördinaten door aan een ander apparaat.
Nu maken de meeste GPS-ontvangers deel uit van mobiele telefoons, en vele zijn ingebouwd in polshorloges, auto's en andere apparaten. Het GPS-gedeelte van een mobiele telefoon is klein en meestal slecht, maar de telefoon maakt ook gebruik van mobiele basisstations en Wi-Fi-signalen om te helpen.
Andere systemen
Er zijn andere systemen die op dezelfde manier werken. Een ervan is in de ruimte gebracht door Rusland, genaamd GLONASS. Een ander, dat nog niet klaar is, is vernoemd naar Galileo en gebouwd door de Europese Unie.
Vragen en antwoorden
V: Wat is een Global Positioning System (GPS)?
A: Een GPS is een systeem van satellieten dat is ontworpen om te helpen navigeren op de aarde, in de lucht en op het water.
V: Wat geeft een GPS-ontvanger aan?
A: Een GPS-ontvanger laat zien waar het is, hoe snel het beweegt, welke richting het op gaat, hoe hoog het is en misschien hoe snel het omhoog of omlaag gaat.
V: Welke informatie bevatten GPS'en voor auto's?
A: GPS'en voor auto's bevatten reisgegevens zoals wegenkaarten, hotels, restaurants en benzinestations.
V: Welke informatie bevatten GPS'en voor boten?
A: GPS'en voor boten bevatten zeekaarten van havens, jachthavens, ondiep water, rotsen en waterwegen.
V: Voor welke andere activiteiten zijn GPS-ontvangers gemaakt?
A: Andere GPS-ontvangers zijn gemaakt voor luchtvaartnavigatie, wandelen en backpacken, fietsen en vele andere activiteiten.
V: Waar bevinden zich de meeste GPS-ontvangers?
A: De meeste GPS-ontvangers zitten in smartphones.
V: Wat kunnen de meeste GPS-ontvangers?
A: De meeste GPS-ontvangers kunnen registreren waar ze geweest zijn en helpen bij het plannen van een reis. Tijdens een geplande reis voorspelt het de tijd tot de volgende bestemming.
