Het GPS-systeem

Dit is een kort artikel over het Global Positioning System (GPS). Het wordt voornamelijk gebruikt voor het bepalen van de huidige positie op aarde.

GPS: Global Positioning System

De Amerikaanse legermacht kwam met de uitvinding van een plaatsbepalingsysteem via satellieten. 24 satellieten draaien continue in 6 verschillende banen rond de aarde. Elk van deze satellieten zendt zijn eigen signaal uit naar de aarde. Met de signalen van minimaal 4 van deze satellieten kan een gps-ontvanger de huidige plaats op aarde bepalen. Dit systeem kan overal, op elk tijdstip en onder alle weersomstandigheden gebruikt worden. Dankzij de Amerikaanse legermacht, die dit systeem aan iedereen beschikbaar stelt, kunnen wij nu gebruik maken van deze manier van plaatsbepaling. Naast het bepalen van de positie op aarde kan dit systeem ook nog worden gebruikt voor geodetische puntbepaling, geografische informatiesystemen en nauwkeurige tijdsbepaling.

Maar hoe werkt het GPS-systeem?
De eerder genoemde satellieten draaien in een bepaalde stand ten opzicht van elkaar, zodat er op elke plek op aarde minimaal 4 van deze satellietsignalen kan worden ontvangen. Doordat de positie van de satellieten bekend is, kan het apparaat door middel van de afstanden tussen het apparaat zelf en de satellieten in de ruimte berekenen waar het zich bevindt. Deze afstanden worden afgeleid uit de looptijd van de uitgezonden radiogolven. Tevens bevatten deze radiogolven gecodeerde informatie over bijvoorbeeld de satelliet zelf en informatie over de andere satellieten. Met al deze gegevens samen kan het GPS-systeem de plaats op aarde bepalen.

In het algemeen geldt dat de berekening nauwkeuriger wordt naarmate er signalen van meer satellieten worden samengevoegd. De 4 satellietsignalen die minimaal nodig zijn leveren de volgende bijdragen aan de bepaling van de plaats:
De satellieten bevatten elk een atoomklok aan boord. Bij elk signaal dat ze afgeven sturen ze de tijd van uitzending mee. Aangezien de baan waarin de satellieten zich bevinden op voorhand bekend is, kan hiermee de plaats waar het signaal vandaan is gekomen worden bepaald. Nadat er ook nog eens rekening is gehouden met de vertraging die het signaal op zijn weg naar de ontvanger heeft ondergaan, wordt de afstand tot de satelliet bepaald. Deze afstand fungeert als straal van een denkbeeldige bol om de satelliet. Ergens op deze bol ligt dus de plaats van het GPS-systeem. Door vervolgens hetzelfde te doen met een tweede en derde signaal, en dus ook weer 2 bollen om de satellieten in te beelden, blijven er twee punten over waar deze bollen elkaar snijden. Maar slechts een van deze twee punten bevindt zich op het aardoppervlak. Omdat er een tijdverschil bestaat tussen de tijd die is ingesteld op het GPS-systeem en de tijd van de atoomklokken in de satellieten is er een zogenaamde klokfout. Het signaal van de vierde satelliet wordt gebruikt om deze klokfout op te lossen. Door het corrigeren van de straal van de bollen, en de tijd die het signaal er over heeft gedaan om de ontvanger te bereiken, blijft er nog maar één snijpunt tussen de bollen over. Dit is de plek op aarde waar het GPS-systeem zich bevindt.
Bij dit systeem geldt dus dat de satellieten de zenders zijn, en het GPS-systeem de ontvanger.

Een GPS-systeem is vrij nauwkeurig: Het kan de positie tot op enkele meters bepalen. Door het langer meten of het herhalen van de metingen met verschillende satellieten kan deze nauwkeurigheid worden vergroot. De meteorologische verschijnselen in de ruimte kunnen voor een afwijking zorgen, doordat het signaal wordt vertraagd. © 2006 - 2009 Dominique, gepubliceerd in Multimedia (Electronica) op 06-12-2006. Het auteursrecht van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van Dominique is vermenigvuldiging van dit artikel verboden. Meer...

Verwante artikelen

• Global Warming - opwarming van de aarde: De opwarming van de aarde betekent dat er een stijgende lijn is te zien in de temperatuur van de aardatmosfeer en de aarde. Veelal wordt de term "global warming" gebr…
• Hoe werkt mijn TomTom?: Het Nederlands bedrijf TomTom maakt navigatiesystemen voor in de auto. Het bedrijf dat begon met het ontwerpen van handheld computers, is marktleider in Europa voor navigatieapparatuu…
• Global Dimming; afname van de Zonkracht: De zonkracht op aarde is de afgelopen 60 jaar afgenomen. Toch is de temperatuur gestegen. Hoe dat komt lees je in dit artikel.
• Hoe om te gaan met een GPS en waar dient het voor?: Global Positioning System afgekort GPS kan een doeltreffend hulpmiddel zijn voor de wandelaar/bergsporter, maar hoe werkt dit systeem eigenlijk en welke vo…
• Het navigatie systeem: Het navigatie systeem word bijna dagelijks gebruikt, maar hoe werkt het nouw eigenlijk? En is het wel zo nuttig?