Uw winkelwagen

Uw winkelwagen is leeg

Hoe werkt GPS?

TomTom Education

GPS

Hoe werkt GPS?

GPS (Global Positioning System) heeft 24 kunstmatige satellieten die zich in een baan om de aarde bewegen op een afstand van 12.600 mijl/20.300 kilometer terwijl ze radiosignalen uitzenden. Het patroon van deze baan is dusdanig uitgestippeld dat een GPS-ontvanger waar dan ook op aarde altijd ‘zichtbaar’ is (en daarom ook signalen kan ontvangen) van minstens vier satellieten.

Met de informatie van deze vier satellieten kan uw GPS uw locatie bepalen door middel van ‘trilateratie’. Dit is in wezen hetzelfde idee als triangulatie, maar dan zonder het gebruik van hoeken.

Trilateratie in 3D is een beetje lastig uit te leggen, dus laten we beginnen met simpele 2D-trilateratie.


2D-trilateratie
Stelt u zich eens voor dat u volledig verdwaald bent. U wordt op een ochtend wakker in een vreemde hotelkamer en hebt geen idee waar u bent. U gaat naar beneden en vraagt aan de hotelreceptionist “Waar ben ik?”

“Geen idee” zegt hij, “maar ik kan u wel vertellen dat u zich 593 mijl/955 kilometer van Kopenhagen bevindt.”

U weet nu dus dat u zich ergens in een cirkel rond Kopenhagen bevindt met een straal van 593 mijl/955 kilometer.

U struint de stad in en stopt ergens voor een kopje koffie, waar u de serveerster vraagt waar u bent. Ze zegt “375 mijl/604 kilometer van Parijs” en loopt weer weg.

Op dat moment ziet u de servetten op tafel. En bij puur toeval staan hier perfect gedetailleerde kaarten van Europa op! U neemt er één, pakt uw handige kompas- en liniaalset en tekent twee cirkels. Dus:

U weet nu dat u zich op een van de twee punten bevindt waar de cirkels elkaar snijden. Er zijn maar twee punten die zich zowel op 593 mijl/955 kilometer afstand van Kopenhagen en 375 mijl/604 kilometer van Parijs bevinden.

Terug op straat wordt u door een oude man geroepen. Hij vertelt u dat u zich op 317 mijl/510 kilometer van Praag bevindt. U pakt snel uw servet en kompas en tekent nog een cirkel.

Nu weet u precies waar u bent: in Frankfurt!


3D-Trilateratie
3D-trilateratie is feitelijk hetzelfde als 2D-trilateratie. U moet alleen het bovenstaande 2D-voorbeeld in gedachten houden, maar dan met 3 bollen in plaats van 3 cirkels.

Stel dat u weet dat u zich 10 mijl/kilometer van satelliet A bevindt. Dit houdt in dat u zich ergens op de oppervlakte van een enorme denkbeeldige bol bevindt met een straal van 10 mijl/kilometer.

Maar als u ook weet dat u zich 15 mijl/kilometer van satelliet B bevindt, kunt u de eerste bol overlappen met deze tweede bol met een straal van 15 mijl/kilometer.

De twee bollen snijden elkaar in een perfecte 2D-cirkel.

En als u nu ook nog weet dat u zich 8 mijl/kilometer van een derde satelliet bevindt, zult u zien dat bij het maken van de derde bol deze de cirkel op twee punten snijdt (net als in het tweecirkeldiagram in het 2D-voorbeeld).

Maar u beschikt ook nog over een vierde bol: de aarde zelf. Slechts één van de twee snijpunten die u net hebt vastgesteld, bevindt zich daadwerkelijk op aarde. Dus, ervan uitgaande dat u niet ergens in de ruimte rondzweeft, weet u nu precies waar u zich bevindt.

GPS-ontvangers maken gewoonlijk echter gebruik van minstens vier satellieten voor een grotere nauwkeurigheid.

<<  >>


Installeer Flash Player om optimaal te genieten van deze site.

Flash moet zijn geïnstalleerd in je browser.

Adobe Flash Player downloaden