Trilaterointi GPS: ssä

GPS-yksiköt käyttävät trilaterointia maapallon pinnan sijaintiin

Global Positioning System -yksiköt käyttävät trilateroinnin matemaattista tekniikkaa käyttäjän sijainnin, nopeuden ja korkeuden määrittämiseksi. GPS-yksiköt vastaanottavat ja analysoivat jatkuvasti radiosignaaleja useilta GPS-satelliiteilta. He käyttävät näitä signaaleja laskeakseen tarkan etäisyyden tai alueen kullekin seurattavalle satelliitille.

Miten Trilateration toimii

Trilaterointi on hienostunut triangulaation versio. Yksittäisestä satelliitista saadut tiedot osoittavat aseman maapallon laajalle alueelle. Tietojen lisääminen toisesta satelliitista kaventaa paikan alas alueelle, jossa satelliittitietojen kaksi aluetta ovat päällekkäin. Tietojen lisääminen kolmannesta satelliitista antaa suhteellisen tarkan sijainnin ja kaikki GPS-yksiköt vaativat kolmea satelliittia tarkan sijoittelun aikaansaamiseksi. Neljännestä satelliitista tai useammasta kuin neljästä satelliitista saatavat tiedot parantavat tarkkuutta ja määräävät tarkan korkeuden tai lentokoneen korkeuden. GPS-vastaanottimet rutiininomaisesti seurata neljästä seitsemään satelliittia tai jopa enemmän samanaikaisesti ja käyttää trilateroitua analysoida tietoja.

Yhdysvaltain puolustusministeriö ylläpitää 24 satelliittia, jotka lähettävät tietoja maailmanlaajuisesti. GPS-laite voi olla kosketuksissa vähintään neljän satelliitin kanssa riippumatta siitä, missä olet maan päällä, jopa metsäalueilla tai suurilla metropoleilla, joissa on korkeat rakennukset. Jokainen satelliitti kiertää maapalloa kahdesti päivässä ja lähettää säännöllisesti signaaleja maapallolle, noin 12 500 kilometrin korkeudessa. Satelliitit toimivat aurinkoenergialla ja niillä on varmuuskopiot.

GPS-historia

GPS otettiin käyttöön vuonna 1978 ensimmäisen satelliitin käynnistämisen myötä. Sitä hallitsi ja käytti yksinomaan armeija 1980-luvulle asti. Yhdysvaltojen hallitsema 24 aktiivisen satelliitin koko laivasto ei ollut käytössä vuoteen 1994 saakka.

Kun GPS epäonnistuu

Kun GPS-navigaattori vastaanottaa riittämättömiä satelliittitietoja, koska se ei pysty jäljittämään riittävästi satelliitteja, trilaterointi epäonnistuu. Navigaattori ilmoittaa käyttäjälle sijaan antaa vääriä sijaintitietoja. Satelliitit myös joskus epäonnistuvat väliaikaisesti, koska signaalit liikkuvat liian hitaasti troposfäärin ja ionosfäärin tekijöiden vuoksi. Signaalit saattavat myös pilata tiettyjä muodostelmia ja rakenteita maapallolla, mikä aiheuttaa trilateriointivirheen.