Trilateration är en matematisk teknik som används av en GPS-enhet (Global Positioning System) för att bestämma användarens position, hastighet och höjd. Genom att ständigt ta emot och analysera radiosignaler från flera GPS-satelliter och tillämpa geometrin hos cirklar, sfärer och trianglar kan en GPS-enhet beräkna det exakta avståndet eller räckvidden till varje satellit som spåras.
Hur Trilateration fungerar
Trilateration är en sofistikerad version av triangulering, även om den inte använder mätningen av vinklar i sina beräkningar. Data från en enda satellit ger en allmän plats för en punkt inom ett stort cirkulärt område på jordytan. Genom att lägga till data från en andra satellit kan GPS begränsa den specifika platsen för den punkten till en region där de två områdena med satellitdata överlappar varandra. Att lägga till data från en tredje satellit ger en exakt position för punkten på jordytan. Alla GPS-enheter kräver tre satelliter för en korrekt beräkning av position. Data från en fjärde satellit – eller till och med mer än fyra satelliter – förbättrar ytterligare precisionen för punktens läge och gör det också möjligt att beräkna faktorer som höjd eller, i fallet med flygplan, höjd. GPS-mottagare spårar rutinmässigt fyra till sju satelliter samtidigt och använder trilateration för att analysera informationen.
GPS-satelliter
USA: s försvarsdepartement underhåller de 24 satelliter som vidarebefordrar data över hela världen. Din GPS-enhet kan hålla kontakten med minst fyra satelliter oavsett var du befinner dig på jorden, även i skogsområden eller stora metropoler med höga byggnader. Varje satellit kretsar runt jorden två gånger om dagen och skickar regelbundet signaler till jorden från en höjd av cirka 12500 mil. Satelliter körs med solenergi och har reservbatterier.
När en GPS misslyckas
När en GPS-navigator tar emot otillräcklig satellitinformation eftersom den inte kan spåra tillräckligt med satelliter misslyckas trilaterationen. Hinder som stora byggnader eller berg kan också blockera svaga satellitsignaler och förhindra exakt platsberäkning. GPS-enheten varnar användaren på något sätt om att den inte kan ge korrekt positionsinformation. Satelliter kan också misslyckas tillfälligt. Signaler kan röra sig för långsamt på grund av faktorer i till exempel troposfären och jonosfären. Signaler kan också pinga av vissa formationer och strukturer på jorden och orsaka ett trilaterationsfel.
Statliga GPS-tekniker och system
GPS introducerades 1978 med lanseringen av den första globala positioneringssatelliten. Det kontrollerades och användes enbart av den amerikanska regeringen fram till 1980-talet. Hela flottan med 24 aktiva satelliter som styrs av USA togs inte i bruk förrän 1994. En GPS-enhet skickar inte data till satelliter. GPS-enheter, såsom smartphones utrustade med tekniken, kan också använda telefoniska system, såsom mobiltelefontorn och nätverk, och internetanslutningar för att ytterligare förbättra platsnoggrannheten. När de två sistnämnda systemen används kan en GPS-enhet skicka ut data till dessa system. Eftersom GPS-satellitsystemet ägs av den amerikanska regeringen och det selektivt kan neka eller begränsa åtkomsten till nätverket har andra länder utvecklat sina egna GPS-satellitnät. Dessa inkluderar:
- Kinas BeiDou-navigationssatellitsystem
- Rysslands globala navigationssatellitsystem (GLONASS)
- Europeiska unionens positioneringssystem Galileo
- Indiens indiska regionala navigationssatellitsystem (IRNSS), även känt som NAVIC
