Hoe werkt de GPS van je telefoon of navigatie?

Bijna iedereen die een mobiele telefoon heeft gebruikt wel eens de navigatie-app. Of je stuurt een berichtje met je locatie door naar iemand, of je houdt bij hoeveel kilometer je hebt gerend tijdens het hardlopen. Deze techniek, GPS genoemd gebruiken we vaak dagelijks zonder er bij na te denken. Maar hoe werkt GPS? Ontdek wat er achter het gebruik van je navigatie-app op je telefoon zit.

• De geschiedenis van GPS?
• Hoe werkt het GPS-systeem?
• Hoeveel satellieten zijn er nodig voor GPS?
• Het trilateratie-principe
• De gebruikersmogelijkheden van GPS
• Beperkingen van het GPS-systeem

De geschiedenis van GPS?

Lang geleden keken onze voorouders overdag naar de zon en 's nachts naar de sterren om hun locatie en route te bepalen. Later werd het een stuk eenvoudiger, men ging kaarten gebruiken. Nu heb je zelfs geen kaart meer nodig. Een navigatiesysteem of een mobiele telefoon is genoeg om met GPS te bepalen waar je bent.

De term GPS komt van de term Global Positioning System. Deze uitvinding was bedoeld voor militaire doeleinden van de Verenigde Staten van Amerika. Het systeem werd eerst bekend onder de naam Navstar, wat staat voor NAVigation Satellite Time And Ranging. De bijbehorende satelliet werd in 1978 gelanceerd. Dit project werkte niet direct goed maar in 1995 was het systeem helemaal operationeel in de Verenigde Staten. In 1996 werd het voor het eerst gebruikt voor navigatiesystemen in auto's. Tot mei 2000 werden de signalen met de beste kwaliteit alleen voor militaire doeleinden gebruikt maar vanaf die tijd kwamen de GPS-signalen vrij beschikbaar voor het publiek. GPS wordt beheerd door de Amerikaanse luchtmacht. GPS heeft geen internet- of telefoonverbinding nodig om te kunnen functioneren maar wordt hiermee wel effectiever in het gebruik.

Hoe werkt het GPS-systeem?

GPS is simpel gezegd een systeem dat bestaat uit 3 basis-onderdelen. Een satelliet, een grondstation en een ontvanger. De satellieten functioneren in principe op dezelfde manier als de manier waarop onze voorouders de sterren gebruikten om hun plaats te bepalen. Een satelliet is op een bepaalde tijd op een bepaalde plaats. Een grondstation gebruikt een radar om te bepalen of de satellieten zijn op de plek waar ze behoren te zijn. De ontvanger, bijvoorbeeld in je auto of telefoon, volgt de signalen van de satelliet om de afstand tot de satelliet te bepalen. Wanneer de ontvanger de afstand van 4 of meer satellieten heeft berekend kan deze precies bepalen waar je je bevindt.

Hoeveel satellieten zijn er nodig voor GPS?

Het GPS-systeem heeft 32 actieve satellieten. Hiervan zijn er 24 standaard in gebruik en 8 worden gebruikt als vervangende satelliet bij uitval van één van de 24 anderen. De satellieten hebben veel onderhoud nodig en hebben een levensduur van ongeveer 10 jaar. GPS werkt altijd, bij alle weersomstandigheden. Er is wel een belangrijke voorwaarde waaraan moet worden voldaan: de ontvanger moet signalen opvangen van minstens 4 satellieten om de exacte plaats te kunnen bepalen. Dit is omdat het GPS systeem gebruik maakt van het trilateratie-principe.

Het trilateratie-principe

Dit is een ingewikkeld principe dat gebruik maakt van tijd en afstand tussen de ontvanger en de verschillende satellieten. Waar het in het kort op neer komt is dat de ontvanger zich bevindt op het kruispunt van de signalen. Hierbij wordt ook nog een correctie gemaakt voor de tijd die het duurt om een satellietsignaal te zenden naar een ontvanger op aarde. GPS zend niet alleen signalen uit voor plaatsbepaling maar ook voor tijdsbepaling. Deze tijdsbepaling is uiterst nauwkeurig door het gebruik van atoomklokken in de satellieten. De tijdsklokken in de ontvangers zijn veel minder nauwkeurig maar worden door de verschillende grondstations telkens gesynchroniseerd zodat ook zij de juiste tijd weergeven. Hoe meer satellieten er worden gebruikt, hoe nauwkeuriger de plaatsbepaling zal zijn.

De gebruikersmogelijkheden van GPS

Waarvoor wordt GPS gebruikt? Er zijn vele mogelijkheden voor het gebruik van GPS. Het wordt natuurlijk gebruikt voor navigatie. Ook kun je door middel van trackers bijvoorbeeld je huisdier vinden. GPS-trackers worden in de opsporing gebruikt door bijvoorbeeld de politie. Justitie gebruikt GPS in een enkelband. Verder zijn er internetbedrijven die locatiegegevens verzamelen voor marketingdoeleinden. Dit kan uiteraard alleen als je het GPS-signaal van je telefoon of tablet aan hebt staan. Een andere mooie toepassing is het gebruik voor precieze metingen in bijvoorbeeld de landbouw of voor landmetingen door de gemeente of het Kadaster.

Beperkingen van het GPS-systeem

GPS heeft ook zijn beperkingen. Wanneer er geen juiste routekaarten zijn geïnstalleerd in je navigatiesysteem zou je zomaar kunnen verdwalen als je volledig op je navigatie vertrouwt. Het GPS-systeem ziet namelijk geen verschil tussen een verharde weg, een modderpad of andere onbegaanbare plaatsen. Dus houd hier rekening mee en vertrouw op je gezonde verstand wanneer je gebruik maakt van dit systeem als je onderweg bent. Wil je bovendien niet dat internetbedrijven locatiegegevens verzamelen over jou? Zet dan het GPS-signaal van je telefoon of tablet uit als je het niet nodig hebt.