Hoe werkt het gps-systeem?
Een uitgekiend netwerk van 31 satellieten op 20.200 kilometer hoogte vindt je positie op aarde en kan je zo de weg wijzen. Nu is er een nieuw, nog preciezer systeem op komst.
De kern van het global positioning system, gps, wordt gevormd door 31 navigatiesatellieten, die zich op 20.200 km vanaf de aarde bevinden.
Elke satelliet heeft een radiozender en een ongelofelijk precieze atoomklok, die de tijd tot op drie miljardste seconde nauwkeurig aangeeft.
De baan van de satellieten ligt vast: er zijn er voortdurend minimaal vier boven de horizon, waar je je ook op aarde bevindt.
Iedere satelliet vertelt constant welk nummer hij heeft, waar hij zich bevindt en wanneer hij zijn berichten heeft verzonden.
Dat doet hij met behulp van radiosignalen, en die worden opgepikt door een gps-ontvanger.
Ontwikkeld voor het leger
De gps-ontvanger bevat ook een zeer nauwkeurige klok en kan daardoor berekenen hoe lang de signalen van de satellieten onderweg zijn geweest.
Doordat de gps-ontvanger informatie krijgt van meerdere satellieten kan een computer in die gps-ontvanger de gegevens combineren en met behulp van een wiskundig model de exactie positie bepalen, die op een kaart wordt gezet.
De precisie is doorgaans 20-75 meter, maar door verschillende technische snufjes is die tot op een paar centimeter te krijgen.
Zo’n grote nauwkeurigheid is ook nodig om bijvoorbeeld een gebied in kaart te brengen.
Het gps-systeem is Amerikaans en is ooit ontwikkeld voor gebruik door het leger, maar nu alweer jarenlang vrij toegankelijk.
Een Europees en nog nauwkeuriger systeem, Galileo, is uitontwikkeld en volgens plan klaar voor gebruik in 2020.
Positie bepaald door meerdere satellieten
Een gps-ontvanger zal door de positie van zijn baan altijd in contact staan met vier satellieten.
Elke satelliet verstuurt een specifiek signaal dat vertelt hoe ver weg de ontvanger op dat moment is.
Eén satelliet kan de precieze locatie van een ontvanger dus niet bepalen, maar met vier gaat het des te beter.
1. Satelliet A vertelt dat de ontvanger 21.000 km ver is. De ontvanger kan zich dus overal op aarde bevinden.
2. Satelliet B geeft aan dat de ontvanger 22.000 km van hem verwijderd is.
Dat betekent dat de ontvanger zich ergens in het overlappingsgebied van de cirkels moet bevinden.
3. Satelliet C vertelt dat de ontvanger 20.000 km van hem vandaan is. De ontvanger moet zich dus op een van de twee punten bevinden waar de drie cirkels elkaar kruisen.
Op welk van die twee punten de ontvanger zich bevindt, wordt bepaald door de vierde en laatste satelliet.