Trilateration er en matematisk teknik, der bruges af en global positioneringssystem (GPS) enhed til at bestemme brugerens position, hastighed og højde. Ved konstant at modtage og analysere radiosignaler fra flere GPS-satellitter og anvende geometrien af cirkler, kugler og trekanter, kan en GPS-enhed beregne den præcise afstand eller rækkevidde til hver satellit, der spores.
Hvordan trilateration virker
Trilateration er en sofistikeret version af triangulering, selv om den ikke bruger måling af vinkler i sine beregninger. Data fra en enkelt satellit giver en generel placering af et punkt inden for et stort cirkulært område på jordens overflade. Tilføjelse af data fra en anden satellit gør det muligt for GPS'en at indsnævre den specifikke placering af dette punkt ned til en region, hvor de to områder af satellitdata overlapper hinanden. Tilføjelse af data fra en tredje satellit giver en præcis position af punktet på jordens overflade.
Alle GPS-enhederne kræver tre satellitter til en præcis beregning af position. Data fra en fjerde satellit - eller endda mere end fire satellitter - forbedrer yderligere præcisionen af punktets placering og tillader også faktorer såsom højde eller, når det drejer sig om fly, højden også. GPS-modtagere rutinemæssigt spore fire til syv satellitter samtidigt og bruge trilateration til at analysere oplysningerne.
GPS satellitter
Det amerikanske forsvarsministerium opretholder de 24 satellitter, der relæer data over hele verden. Din GPS-enhed kan forblive i kontakt med mindst fire satellitter, uanset hvor du er på jorden, selv i skovklædte områder eller store metropoler med høje bygninger. Hver satellit kredser jorden to gange dagligt og sender jævnligt signaler til jorden fra en højde på omkring 12.500 miles. Satellitter kører på solenergi og har backupbatterier.
Når en GPS fejler
Når en GPS-navigator modtager utilstrækkelig satellitdata, fordi den ikke kan spore nok satellitter, fejler trilateration. Obstruktioner som store bygninger eller bjerge kan også blokere svage satellitsignaler og forhindre den nøjagtige beregning af placering. GPS-enheden advarer brugeren på en eller anden måde, at den ikke kan levere korrekte positionsoplysninger.
Satellitter kan også svigte midlertidigt. Signaler kan bevæge sig for langsomt på grund af faktorer i troposfæren og ionosfæren, for eksempel. Signaler kan også pinge off visse formationer og strukturer på jorden, hvilket forårsager en trilateration fejl.
Regeringens GPS teknologier og systemer
GPS blev introduceret i 1978 med lanceringen af den første globale positionsbestemmelses satellit. Det blev kontrolleret og anvendt udelukkende af den amerikanske regering indtil 1980'erne. Den fulde flåde af 24 aktive satellitter kontrolleret af USA blev først ibrugtatt i 1994.
En GPS-enhed sender ikke data til satellitter. GPS-enheder, som f.eks. Smartphones, der er udstyret med teknologien, kan også anvende telefonsystemer, som mobiltelefontårne og netværk og internetforbindelser for yderligere at forbedre lokalitetsnøjagtigheden. Ved brug af disse to sidstnævnte systemer kan en GPS-enhed sende data ud til disse systemer.
Fordi GPS-satellitsystemet ejes af den amerikanske regering, og det kan selektivt nægte eller begrænse adgangen til netværket, har andre lande udviklet deres egne GPS-satellitnetværk. Disse omfatter:
- Kinas BeiDou Navigation Satellite System
- Ruslands globale satellitnavigationssystem (GLONASS)
- Den Europæiske Unions Galileo-positionssystem
- Indiens indiske regionale satellitnavigationssystem (IRNSS), også kendt som NAVIC
