GPS toegelicht

Wat is trilateratie?

Een GPS-ontvanger maakt gebruik van trilateratie om zijn positie op het aardoppervlak te bepalen. De ontvanger meet de tijd die de signalen nodig hebben om zich van drie satellieten in het global positioning system naar de ontvanger te verplaatsen Het GPS is een netwerk van satellieten die zich in banen rond de aarde bewegen en een signaal uitzenden naar GPS-ontvangers met exacte informatie over de locatie van de ontvanger, het tijdstip en de snelheid waarmee het apparaat zich verplaatst.

Elke satelliet in de GPS-constellatie zendt periodiek signalen uit, samen met een tijdsignaal. Deze worden opgevangen door GPS-apparatuur, die vervolgens de afstand tussen het apparaat en elke satelliet berekent op basis van het verschil in tijd waarop het signaal werd verzonden en ontvangen. De signalen verplaatsen zich met de snelheid van het licht; het zijn een soort radiogolven. Maar er is sprake van een vertraging omdat de satellieten zich tienduizenden kilometers boven de aarde bevinden.

Zodra een GPS-apparaat de afstand tot minimaal drie satellieten heeft bepaald, kan het de trilaterale berekening uitvoeren. Trilateratie is vergelijkbaar met driehoeksmeting, waarbij u met behulp van kompassen op basis van uw afstand tot drie verschillende punten uw positie op een kaart bepaalt. Het snijpunt van de drie cirkels rond de punten is de locatie aangezien de straal van elke cirkel uw afstand tot elk punt is.

In de GPS-uitvoering worden de berekeningen driedimensionaal uitgevoerd met een denkbeeldige set van 3D-kompassen. U bevindt zich op het punt waar de drie cirkels die op basis van de afstand tot elk van de drie satellieten zijn bepaald, elkaar snijden. Als het GPS-apparaat nog een vierde satelliet detecteert, kunnen de metingen extra worden gecontroleerd.

Deze hele berekening gaat zeer snel, zodat het GPS-apparaat zijn exacte locatie, hoogte (in een vliegtuig), snelheid en richting kan bepalen.