Trilateratie is een wiskundige techniek die wordt gebruikt door een GPS-apparaat (global positioning system) om de positie, snelheid en hoogte van de gebruiker te bepalen. Door constant radiosignalen van meerdere GPS-satellieten te ontvangen en te analyseren en de geometrie van cirkels, bollen en driehoeken toe te passen, kan een GPS-apparaat de precieze afstand of reikwijdte berekenen voor elke satelliet die wordt gevolgd.
Hoe trilateratie werkt
Trilateratie is een geavanceerde versie van triangulatie, hoewel het in zijn berekeningen geen gebruik maakt van het meten van hoeken. Gegevens van een enkele satelliet bieden een algemene locatie van een punt binnen een groot rond gebied op het aardoppervlak. Door gegevens van een tweede satelliet toe te voegen, kan de GPS de specifieke locatie van dat punt verkleinen tot een gebied waar de twee gebieden met satellietgegevens elkaar overlappen. Gegevens toevoegen van een derde satelliet biedt een nauwkeurige positie van het punt op het aardoppervlak.
Alle GPS-apparaten hebben drie satellieten nodig voor een nauwkeurige berekening van de positie. Gegevens van een vierde satelliet - of zelfs meer dan vier satellieten - verbeteren de nauwkeurigheid van de locatie van het punt verder, en staan ook factoren zoals hoogte of, in het geval van vliegtuigen, hoogte toe om ook te worden berekend. GPS-ontvangers volgen routinematig vier tot zeven satellieten tegelijk en gebruiken trilateratie om de informatie te analyseren.
GPS-satellieten
Het Amerikaanse ministerie van Defensie onderhoudt de 24 satellieten die wereldwijd gegevens doorgeven. Uw GPS-apparaat kan contact houden met ten minste vier satellieten, ongeacht waar u zich op aarde bevindt, zelfs in beboste gebieden of grote metropolen met hoge gebouwen. Elke satelliet draait twee keer per dag om de aarde en stuurt regelmatig signalen naar de aarde vanaf een hoogte van ongeveer 12.500 mijl. Satellieten draaien op zonne-energie en hebben back-upbatterijen.
Wanneer een GPS faalt
Wanneer een GPS-navigator onvoldoende satellietgegevens ontvangt omdat hij niet genoeg satellieten kan volgen, mislukt trilateratie. Obstructies zoals grote gebouwen of bergen kunnen ook zwakke satellietsignalen blokkeren en de nauwkeurige berekening van de locatie voorkomen. Het GPS-apparaat waarschuwt de gebruiker op een manier dat het geen correcte positie-informatie kan geven.
Satellieten kunnen ook tijdelijk falen. Signalen kunnen bijvoorbeeld te langzaam bewegen vanwege factoren in de troposfeer en ionosfeer. Signalen kunnen ook bepaalde formaties en structuren op de Ping pingelen, wat een trilateratiefout veroorzaakt.
Gps-technologieën en -systemen van de overheid
GPS werd in 1978 geïntroduceerd met de lancering van de eerste wereldwijde positioneringssatelliet. Het werd tot in de jaren 80 alleen door de Amerikaanse overheid gecontroleerd en gebruikt. Het volledige wagenpark van 24 actieve satellieten, beheerd door de Verenigde Staten, kwam pas in 1994 in gebruik.
Een GPS-apparaat verzendt geen gegevens naar satellieten. GPS-apparaten, zoals smartphones die zijn uitgerust met de technologie, kunnen ook telefonische systemen gebruiken, zoals mobiele telefoontorens en netwerken, en internetverbindingen om de locatienauwkeurigheid verder te verbeteren. Wanneer deze laatste twee systemen worden gebruikt, kan een GPS-apparaat gegevens naar deze systemen verzenden.
Omdat het GPS-satellietsysteem eigendom is van de Amerikaanse overheid en selectief toegang tot het netwerk kan weigeren of beperken, hebben andere landen hun eigen GPS-satellietnetwerken ontwikkeld. Waaronder:
- BeiDou-navigatiesatellietsysteem in China
- Russisch globaal navigatiesatellietsysteem (GLONASS)
- Het Galileo-positioneringssysteem van de Europese Unie
- India's Indiase regionale satellietnavigatiesysteem (IRNSS), ook bekend als NAVIC
