Alle autonavigatiesystemen, rij-apps en mobiele navigatie-apps zoals Google Maps vertrouwen allemaal op GPS om ons van punt A naar punt B te brengen. Maar wat is GPS en hoe werkt het?
Wat is het Global Positioning System?
Het Global Positioning System (GPS) is een navigatiesysteem dat eigendom is van de regering van de Verenigde Staten en bestaat uit drie hoofdsegmenten:
- Het Space Segment is een navigatiesysteem van ten minste 31 satellieten, waarvan er 24 (of meer) in de lucht zijn en operationeel zijn. Deze satellieten vliegen in de baan van de aarde op een hoogte van 12, 550 mijl. Elke individuele satelliet cirkelt gewoonlijk twee keer per dag rond de aarde.
- Het Control Segment is een internationaal netwerk van controlestations die de satellieten in een baan om de aarde volgen, bewaken en onderhouden. Deze controlestations kunnen ook data of commando's naar de satellieten sturen. Het controlesegment bestaat uit 16 monitorstations, twee hoofdcontrolestations (een hoofdstation en een alternatief) en 11 commando- en controleantennes (vier grondantennes en zeven afstandsvolgstations van het Air Force Satellite Control Network).
- Het Gebruikerssegment is bedoeld voor burgers en onze GPS-apparaten, ook wel GPS-ontvangers genoemd, omdat ze signalen ontvangen van de satellieten in een baan om de aarde om onze locaties te lokaliseren.
Wie heeft GPS uitgevonden?
De vier mensen die gewoonlijk worden toegeschreven aan de uitvinding van GPS zijn Ivan Getting, Bradford Parkinson, Roger L. Easton en Gladys West. Volgens Lemelson-MIT was het Getting die GPS zoals we die nu kennen voor het eerst voorstelde als een concept met het gebruik van "een systeem van satellieten om nauwkeurige positioneringsgegevens te produceren voor snel bewegende objecten zoals raketten en vliegtuigen."
Parkinsons bijdrage aan GPS kwam in 1972, toen hij de hoofdrol op zich nam bij het leiden van het GPS-programma van het Amerikaanse ministerie van Defensie. In deze rol kon Parkinson voortbouwen op de originele ideeën van Getting. In 1978 was het GPS-ontwikkelingsproject van Parkinson, bekend als het NAVSTAR GPS-systeem, voltooid en nauwkeurig binnen drie meter.
Roger L. Easton heeft ook bijgedragen aan de ontwikkeling van GPS en wordt de 'vader van GPS' genoemd. De bijdrage van Easton was het resultaat van het oplossen van een probleem in verband met het volgen van satellieten. In een poging om de timing van de volgstations te synchroniseren, ontwikkelde Easton een op tijd gebaseerd navigatiesysteem door klokken in satellieten te plaatsen, waardoor ze de exacte locatie van gebruikers op de grond nauwkeuriger kunnen detecteren. Easton noemde dit systeem "Timation", en het Amerikaanse ministerie van Defensie heeft uiteindelijk de functies ervan in de ontwikkeling van het Global Positioning System opgenomen.
Last but not least wordt wiskundige Gladys West ook gecrediteerd voor haar bijdrage aan de ontwikkeling van GPS. West's bijdrage was haar werk bij het ontwikkelen van een model van de aarde dat verantwoordelijk was voor variaties in de vorm van de aarde veroorzaakt door zwaartekracht en andere krachten. Het Earth-model van West wordt algemeen beschouwd als een fundamenteel element van het GPS-project.
Hoe werkt GPS en hoe wordt het beheerd?
Het Global Positioning System vertrouwt op de relatie tussen GPS-satellieten en ontvangers op GPS-apparaten. Volgens GPS-technologiebedrijf Garmin, een GPS-technologiebedrijf, werkt het Global Positioning System wanneer GPS-satellieten "een uniek signaal en baanparameters uitzenden waarmee GPS-apparaten de precieze locatie van de satelliet kunnen decoderen en berekenen".
Vanuit deze transmissie kunnen GPS-apparaten de locatie van gebruikers berekenen door de hoeveelheid tijd te meten die nodig is om het signaal te ontvangen. Die berekening wordt vervolgens gecombineerd met de afstandsmetingen van enkele andere satellieten. Om de lengte- en breedtegraad van een persoon correct te berekenen, moet een GPS-apparaat een signaal ontvangen van ten minste drie satellieten. Het berekenen van hoogte vereist het signaal van ten minste vier satellieten. De meeste GPS-ontvangers ontvangen en volgen de signalen van ten minste acht satellieten, maar dit aantal kan variëren op basis van uw locatie en hoe laat het is.
Volgens GPS.gov wordt het Global Positioning System onderhouden en beheerd door de Amerikaanse luchtmacht. De Amerikaanse luchtmacht "ontwikkelt, onderhoudt en exploiteert" de 24 satellieten en controlestations over de hele wereld waaruit het systeem bestaat.
Voorbij auto-gps-systemen: dagelijks gebruik voor gps
GPS is niet alleen om je weg naar huis te vinden. Andere toepassingen voor GPS zijn onder meer:
- GPS-wearables, zoals GPS-horloges, kunnen worden gebruikt om kinderen, huisdieren en ouderen bij te houden.
- GPS-gestuurde drones worden gebruikt om vogelvluchtopnames in films te filmen. GPS wordt ook gebruikt in de filmindustrie voor locatieverkenning.
- Geocaching kan worden gebruikt om speurtochten op te zetten door items op bepaalde locaties te verbergen en vervolgens kaarten online te uploaden zodat andere mensen ernaar kunnen zoeken met GPS-apparaten.
- Uw lokale energiebedrijf kan GPS gebruiken om stroomuitval te volgen.
