Det globale positionssystem (GPS) er et satellitbaseret navigationssystem, der består af et netværk af 24 satellitter, der er placeret i kredsløb af det amerikanske forsvarsministerium. GPS var oprindeligt beregnet til militære anvendelser, men i 1980'erne gjorde regeringen systemet tilgængeligt for civil brug. GPS fungerer under alle vejrforhold, hvor som helst i verden, 24 timer i døgnet. Der er ingen abonnementsgebyrer eller opsætningsomkostninger for at bruge GPS.
Hvordan fungerer GPS?
Satellitterne i det globale positionssystem transmitterer signaler til udstyr på jorden. GPS-modtagere modtager passivt satellitsignaler; de transmitterer ikke. GPS-modtagere kræver en uhindret udsigt til himlen, så de bruges kun udendørs, og de fungerer ofte ikke godt i skovområder eller nær høje bygninger. GPS-operationer afhænger af en meget præcis tidsreference, som leveres af atomure ved det amerikanske marineobservatorium. Hver GPS-satellit har atomure ombord.
Hver GPS-satellit transmitterer data, der angiver dens placering og den aktuelle tid. Alle GPS-satellitter synkroniserer operationer, så disse gentagne signaler transmitteres på samme øjeblik. Signalene, der bevæger sig med lysets hastighed, ankommer til en GPS-modtager på lidt forskellige tidspunkter, fordi nogle satellitter er længere væk end andre. Afstanden til GPS-satellitterne kan bestemmes ved at estimere den tid, det tager for deres signaler at nå modtageren. Når modtageren estimerer afstanden til mindst fire GPS-satellitter, kan den beregne sin position i tre dimensioner.
Der er altid mindst 24 operationelle GPS-satellitter. Satellitterne, der drives af det amerikanske luftvåben, kredser med en periode på 12 timer. Jordstationer bruges til præcist at spore hver satellits kredsløb.
Bestemmelse af position?
En GPS-modtager “ved”, hvor satellitterne er, fordi denne information er inkluderet i satellittransmissionerne. Ved at estimere, hvor langt væk en satellit er, “ved” modtageren også, at den er placeret et sted på overfladen af en imaginær kugle centreret ved satellitten. Den bestemmer derefter størrelsen på flere kugler, en for hver satellit. Modtageren er placeret, hvor disse kugler skærer hinanden.
Hvor præcis er GPS?
GPS svarer på fem spørgsmål samtidig:
“Hvor er jeg?”
“Hvor skal jeg hen?”
“Hvor er du?”
“Hvad er den bedste måde at komme dertil på?”
”Hvornår vil jeg komme derhen?”
GPS er det eneste system i dag, der kan vise din nøjagtige position på Jorden når som helst, under alle vejrforhold, uanset hvor du er!
Nøjagtigheden af en position bestemt med GPS afhænger af typen af modtager. De fleste håndholdte GPS-enheder har en nøjagtighed på omkring 10-20 meter. Andre typer modtagere bruger en metode kaldet Differential GPS (DGPS) for at opnå meget højere nøjagtighed. DGPS kræver en ekstra modtager, der er fastgjort på en kendt placering i nærheden. Observationer foretaget af den stationære modtager bruges til at korrigere positioner registreret af de bevægelige enheder, hvilket giver en nøjagtighed større end 1 meter.
Da systemet blev oprettet, blev tidsfejl indsat i GPS-transmissioner for at begrænse nøjagtigheden af ikke-militære GPS-modtagere til omkring 100 meter. Denne del af GPS-operationer, kaldet Selective Availability, blev elimineret i maj 2000.
GPS-udvikling:
GPS blev designet af det amerikanske militær. Konceptet startede i slutningen af 60’erne, men den første satellit blev ikke opsendt før februar 1978. I 1989 introducerede Magellan Corp. den første håndholdte GPS-modtager. I 1992 blev GPS brugt i Operation Desert Storm. I marts 1996 besluttede præsidenten at gøre GPS gratis for civile brugere.
GPS-systembeskrivelse:
GPS har tre segmenter:
Rumsegmentet består nu af 28 satellitter, hver i sin egen bane omkring 11.000 sømil over Jorden.
Brugersegmentet består af modtagere, som du kan holde i hånden eller montere i din bil.
Kontrolsegmentet består af jordstationer (fem af dem, placeret rundt om i verden), der sikrer, at satellitterne fungerer korrekt.
segmenter af gps-system
GPS til civil brug
I starten ønskede militæret ikke at lade civile bruge GPS, af frygt for at smuglere, terrorister eller fjendtlige styrker ville bruge det. Til sidst, bøjet for pres fra de virksomheder, der byggede udstyret, gjorde forsvarsministeriet GPS tilgængelig til ikke-militære formål, med nogle begrænsninger. Den 1. maj 2000 ophævede præsident Clinton begrænsningerne og annoncerede, at muligheden for at degradere civile GPS-signaler under nødsituationer ville blive udfaset inden 2010. Den føderale regering er forpligtet til at levere GPS-teknologi til fredelige formål på verdensplan, gratis.