Når man som os arbejder i et softwarefirma, der bruger GPS-teknologi, møder man tit misforståelser ude til middagsselskaberne, når man forsøger at forklare, hvad man laver. For hvad er GPS præcis? Er det navigationssystemet i din bil? Overvågning? Hvad gør sådan én?
GPS-teknologi (eller registrering via GPS) bruges til mange forskellige ting. Fra teknologien bag dit navigationssystem til at udfylde din kørebog og lave dit kørselsregnskab. Læs med her og bliv klogere på GPS, og hvordan det virker.
Global Positioning System (GPS)
GPS står for Global Positioning System. Det er et satellit-baseret system, som det amerikanske forsvar har udviklet og stadig ejer. Det har ikke noget med hverken navigation eller kørebøger at gøre som udgangspunkt, det er udelukkende et system, der via satellitter afgør, hvor man befinder sig overalt på kloden. Det er derfor, man siger ’registrering via GPS’. GPS-teknologien, dvs. registreringen, kan herefter blive brugt til mange forskellige tjenester.
Læs hvordan vores Plug’n’Drive enhed virker
GPS – resten af verden er på vej
GPS-systemet blev oprindeligt udviklet af det amerikanske forsvarsministerium til militært brug under navnet NAVSTAR, men det blev gjort tilgængelig for offentligheden i en begrænset (upræcis) udgave i 1993. Forvrængning blev lukket ned i år 2000, så offentligheden får et tilsvarende billede som militæret.
Det er ikke kun amerikanerne, der ser fordelene i et eget GPS-system. EU er i gang med at udvikle sin egen version ’Galileo’ og Rusland har et lignede system kaldet ’Glonass’, skriver Wikipedia
GPS – hvordan virker det
GPS virker kort fortalt ved, at 24 satellitter bevæger sig omkring Jorden i 6 bestemte baner, dvs. fire i hver bane. Det medfører at der altid er tolv satellitter synlige uanset, hvor på Jorden man befinder sig. I praksis kan man typisk kun bruge de satellitter der er over 15° over horisonten.
En GPS-satellit har en holdbarhed på ca. 10 år, så nye satellitter opsendes løbende. Det er planen at øge antallet af satellitter til en total på 33.
GPS tids-præcision
Hver satellit har fire atom-ure. Med fire uafhængige tidskilder kan tiden bestemmes meget nøjagtigt – helt til nærmeste millisekund. Usikkerheden kan endda komme ned på 10 nanosekunder, hvis forholdene tillader det. Urene i hver satellit synkroniseres løbende og positionsdata opdateres dagligt for at opretholde systemets præcision. Uden opdateringen vil usikkerheden på positioner på Jorden stige til 425 meter i løbet af 14 dage.
Læs vores blog om hvordan Formel 1 biler trackes og times her
Opsætning af GPS
Første gang en GPS-modtager bruges (eller efter en nulstilling) tager det op til 15 minutter inden enheden kan give en præcis position. Opsætningen sker i følgende trin:
- Modtageren lytter efter signaler fra alle satellitterne. Modtagerens ur sættes til en omtrentlig tid ud fra signalerne.
- Med jævne mellemrum udsendes en “almanak” med statusinformation om systemet samt en “ephemeris” med positioner på satellitterne ud fra tiden.
- Når almanakken og ephemeris er modtaget, lyttes kun efter synlige satellitter. Blandt disse vælges et hensigtsmæssigt udvalg, der indgår i postionsberegningen.
- Når satellittens position er kendt kan tidsforsinkelsen beregnes. Det kræver ikke en præcis tid på forhånd, da det er tidsforskellen, der bestemmer afstanden.
Kravet om et minimum af synlige satellitter ved positionsbestemmelse er fordi, der skal bruges et uafhængigt signal til hver størrelse, der skal bestemmes. Tiden er en integreret del af beregningerne, så for at bestemme positionen i to dimensioner, skal der bruges signaler til tid, længdeposition og breddeposition. For at få højden med, skal der bruges endnu et signal. Yderligere signaler kan bruges til bestemmelse af, hvor nøjagtigt positionen er bestemt. Sådan regnes f.eks. hvor langt du har kørt ud i din kørebog.
GPS- lokations-præcision
En GPS-modtager vil aldrig blive helt præcis, og det skyldes især:
- Ionosfæren har en stor elektrontæthed og dermed ret stor indvirkning på signalerne.
- Unøjagtigheder i satellitternes ure.
- Refleksioner af signalerne mod bygninger eller andet.
Det er denne teknologi, der ligger bag vores produkter som den kørebog, du kører rundt med. Det er egentlig ret sejt.
Læs hvordan vores hardware enhed – OBDII virker her.
