Global Positioning System

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Et utvalg GPS-mottakere for turbruk

Global Positioning System (GPS), på norsk globalt posisjoneringssystem, er et begrep som betyr satellittbasert navigasjonssystem. Det brukes i dagligtale om NAVSTAR, det nettverket av minst 24 satellitter som er plassert i bane rundt jorden av det amerikanske forsvaret.

GPS var opprinnelig laget for militært bruk. I 1973 beordret det amerikanske forsvarsdepartementet at det skulle utvikles et navigasjonssystemsystem som kunne gi koordinater i sanntid i alle tre dimensjoner (lengdegrad, breddegrad og høyde). Systemet skulle blant annet kunne brukes i alle værforhold og være rombasert. Den første satellitten ble skutt oppi i 1978. Den siste i 1994. I 1980-årene ble systemet stilt til disposisjon for sivil bruk, da fortrinnsvis innenfor sjøfart og andre maritime aktiviteter, samt jakt og friluftsliv. GPS virker under alle værforhold, hvor som helst i verden og hele døgnet, såfremt signalene fra satellittene ikke stoppes av massive objekter som husvegger eller fjell. Det er ikke noen abonnementhonorarer eller oppstartspris for bruk av GPS.

[rediger] GPS-systemets virkemåte

En NAVSTAR-2-satellitt

GPS-satellitter kretser rundt jorden to ganger pr. dag i en meget nøyaktig bane og sender radiosignaler til jorden. GPS-mottakeren tar imot denne informasjonen og bruker tre-punkts kryssjekking for å kalkulere brukerens nøyaktige plassering. Dette gir en todimensjonal posisjonsangivelse, lengdegrad og breddegrad. Hvis mottakeren har kontakt med fire satellitter eller mer, kan posisjonen rapporteres i tredimensjonalt format – lengdegrad, breddegrad og høyde. Satellittene inneholder meget nøyaktige atomklokker, og på bakgrunn av forskjellen mellom disse kan GPS-mottakeren sammenligne tidspunktet et signal er sendt fra en satellitt med tidspunktet det ble mottatt. Tidsforskjellen forteller GPS-mottakeren hvor langt unna satellitten er. Nå, med avstandsmål fra noen flere satellitter, fastsetter GPS-mottakeren brukerens posisjon. Mange mottakere kan også vise den eksakte posisjonen grafisk på et kart.

Nøyaktigheten for en vanlig mottaker under gode forhold kan være på ca. 3 meter. Korreksjonssignaler fra landbaserte GPS-stasjoner kan forbedre nøyaktigheten ytterligere til noen centimeter. GPS blir med denne nøyaktigheten brukt til blant annet veibygging, tomteoppmåling og brøyting av vei. Før 1. mai 2000 var det sivile posisjonssignalet av militære hensyn satt til en nedre nøyaktighetsgrense på 100 meter, men etter denne datoen hadde alle tilgang til det mest presise signalet.

En GPS-mottaker må være låst på signalet fra minst tre satellitter for å kalkulere en todimensjonal posisjon (breddegrad, nord/sør og lengdegrad, øst/vest) og sporbevegelse. Med fire eller flere satellitter i sikte, fastsetter mottakeren brukerens tredimensjonale posisjon (breddegrad, lengdegrad og høyde). Etter at brukerens posisjon er fastsatt, kalkulerer GPS-enheten annen informasjon, slik som fart, peiling, spor, turlengde, avstand til destinasjon, soloppgang og solnedgang.

GPS-systemet krever svært nøyaktige tidsberegninger. For at det skal virke er det nødvendig å ta hensyn til effekter forbundet med relativitetsteorien, både den spesielle og den generelle. GPS er derfor et håndfast bevis for at de relativistiske bevegelsesligningene er korrekte.

[rediger] Militært bruk

Det var de militære som begynte å bruke GPS, blant annet til styring av raketter (eksempelvis Tomahawk-missilet) og bomber (Pawelow). Det brukes også til navigeringssystemer ombord på fly, båter og liknende.

Det norske forsvaret har gjort forsøk på å «jamme» GPS-systemet ved å sette opp en falsk GPS-stasjon som bevisst sender feilinformasjon.

De to ledende produsentene av GPS-mottakere for privat bruk er Garmin og Magellan.