GPS, hoe werkt dat nu eigenlijk?

GPS, hoe werkt dat nu eigenlijk?

GPS ontvangers zijn op dit moment niet meer weg te denken uit ons leven. We gebruiken ze om ons in de auto naar onze bestemming te laten begeleiden, om ons te vertellen waar we ons op het water bevinden. Maar hoe werkt GPS nu eigenlijk?

GPS, wat staat voor Global Positioning System, is ontstaan in de jaren '70. Het Amerikaanse leger bracht vanaf dat moment speciale satellieten in banen rond de aarde, die als enige doel hadden om het mogelijk te maken op aarde je positie nauwkeurig te bepalen.

GPS bestaat uit 3 onderdelen:
• Satellieten in de ruimte
• Controle-stations op aarde
• Jij en je GPS-ontvanger

Hoe bepaalt een GPS ontvanger zijn positie?

Het Global Positioning System (GPS) is een satellietnavigatiesysteem van de Amerikaanse overheid dat momenteel uit ten minste 24 operationele satellieten bestaat. GPS werkt altijd, in alle weersomstandigheden en over de hele wereld. 

De GPS satellieten draaien in ongeveer 12 uur rond de aarde. Door het ontvangen van de GPS signalen van meerdere satellieten kan het tijdsverschil tussen de GPS signalen bepaald worden. En door de exacte positie van de satellieten en het exacte tijdsverschil van de GPS signalen te combineren is het mogelijk om de exacte positie te bepalen van de GPS ontvanger. Voor een nauwkeurige positie is het nodig om van minimaal 4 satellieten een goed GPS signaal te ontvangen. Bij minder satellieten neemt de nauwkeurigheid af of is de positie niet te berekenen.

Hoe nauwkeurig is de bepaalde GPS positie?

Een afwijking van de exacte positie van de GPS ontvanger kan optreden omdat het GPS signaal mogelijk door andere objecten is weerkaatst voordat het de ontvanger bereikt. (multipath reflection)

Voor de meeste mensen die een televisie hadden die aangesloten was op een buitenantenne aan het huis is dit een bekend verschijnsel. Tv-signalen hebben ook last van multipath reflection, waardoor soms schaduwen in het televisiebeeld optreden omdat het tv-signaal in de buurt door een flatgebouw werd weerkaatst en tweemaal werd ontvangen. 

Bij een GPS-ontvanger gebeurt iets dergelijks, waardoor het tijdsverschil tussen de GPS-signalen gaat verschillen en dus de berekende positie ook.

In de praktijk betekent dit dat de locatiebepaling in een open veld nauwkeuriger is dan bijvoorbeeld in de bebouwde kom, omdat de ontvangstcondities in een open veld optimaler zijn. In een bebouwd gebied kan de nauwkeurigheid teruglopen van tien tot dertig meter. De reden hiervoor is omdat er vaak minder satellieten te ontvangen zijn en de omliggende bebouwing de genoemde multipath reflection fout introduceert. In zeer smalle straten kan de GPS ontvangst zelf wegvallen en is de positie niet meer te bepalen.

Waar we als GPS gebruikers dus rekening mee dienen te houden is dat de omgeving waarin we een GPS ontvanger gebruiken van invloed kan zijn op de nauwkeurigheid van locatiebepaling. Daarnaast is het goed om te weten dat GPS track binnen in huis technisch niet mogelijk is. Dit is niet mogelijk omdat direct contact met satellieten simpelweg niet lukt. Een back up als WIFI-track van het horloge biedt dan een uitkomst.