Trilateration on matemaattinen tekniikka, jota GPS (Global Positioning System) -laite käyttää käyttäjän sijainnin, nopeuden ja korkeuden määrittämiseen. Vastaanottamalla ja analysoimalla jatkuvasti radiosignaaleja useilta GPS-satelliiteilta ja soveltamalla ympyröiden, pallojen ja kolmioiden geometriaa GPS-laite voi laskea tarkan etäisyyden tai kantaman jokaiseen seurattavaan satelliittiin.
Kuinka trilateraatio toimii
Trilateraatio on kolmiomittauksen edistynyt versio, vaikka se ei käytä laskelmissaan kulmien mittaamista. Yhdestä satelliitista saadut tiedot antavat pisteen yleisen sijainnin suurella ympyrämäisellä alueella maan pinnalla. Lisäämällä tietoja toisesta satelliitista GPS voi rajata kyseisen pisteen tietyn sijainnin alueelle, jossa satelliittidatan kaksi aluetta ovat päällekkäisiä. Kolmannen satelliitin tietojen lisääminen antaa pisteen tarkan sijainnin maan pinnalla. Kaikki GPS-laitteet tarvitsevat kolme satelliittia tarkan sijainnin laskemiseen. Neljännen satelliitin – tai jopa useamman kuin neljän satelliitin – tiedot parantavat entisestään pisteen sijainnin tarkkuutta ja mahdollistavat myös tekijöiden, kuten korkeuden tai lentokoneen tapauksessa laskemisen. GPS-vastaanottimet seuraavat rutiininomaisesti neljästä seitsemään satelliittia kerrallaan ja analysoivat tiedot trilateraation avulla.
GPS-satelliitit
Yhdysvaltain puolustusministeriö ylläpitää 24 satelliittia, jotka lähettävät tietoja maailmanlaajuisesti. GPS-laitteesi voi pitää yhteyttä vähintään neljään satelliittiin missä tahansa maailmassa, jopa metsäalueilla tai suurissa metropoleissa, joissa on korkeita rakennuksia. Jokainen satelliitti kiertää maata kahdesti päivässä ja lähettää säännöllisesti signaaleja Maahan noin 12 500 mailin korkeudelta. Satelliitit toimivat aurinkoenergialla ja niissä on vara-akut.
Kun GPS ei toimi
Kun GPS-navigaattori ei vastaanota tarpeeksi satelliittidataa, koska se ei voi seurata tarpeeksi satelliitteja, trilateration epäonnistuu. Esteet, kuten suuret rakennukset tai vuoret, voivat myös estää heikot satelliittisignaalit ja estää tarkan sijainnin laskemisen. GPS-laite jollakin tavalla varoittaa käyttäjää, ettei se pysty antamaan oikeita sijaintitietoja. Satelliitit voivat myös epäonnistua tilapäisesti. Signaalit voivat liikkua liian hitaasti esimerkiksi troposfäärin ja ionosfäärin tekijöiden vuoksi. Signaalit voivat myös hylätä tiettyjä muodostumia ja rakenteita maan päällä, mikä aiheuttaa trilaatiovirheen.
Hallituksen GPS-tekniikat ja -järjestelmät
GPS otettiin käyttöön vuonna 1978, kun ensimmäinen globaali paikannussatelliitti laukaistiin. Se oli vain Yhdysvaltain hallituksen hallinnassa ja käytössä 1980-luvulle asti. Yhdysvaltain hallinnassa oleva 24 aktiivisen satelliitin koko laivasto otettiin käyttöön vasta vuonna 1994. GPS-laite ei lähetä tietoja satelliiteille. GPS-laitteet, kuten tekniikalla varustetut älypuhelimet, voivat myös käyttää puhelinjärjestelmiä, kuten matkapuhelintorneja ja matkapuhelinverkkoja, sekä internet-yhteyksiä paikannustarkkuuden parantamiseksi entisestään. Kahta jälkimmäistä järjestelmää käyttämällä GPS-laite voi lähettää tietoja näihin järjestelmiin. Koska GPS-satelliittijärjestelmä on Yhdysvaltain hallituksen omistuksessa ja se voi valikoivasti kieltää tai rajoittaa pääsyä verkkoon, muut maat ovat kehittäneet omia GPS-satelliittiverkkojaan. Joiden joukossa:
- Kiinan BeiDou-navigointisatelliittijärjestelmä
- Venäjän globaali satelliittinavigointijärjestelmä (GLONASS)
- Euroopan unionin Galileo-paikannusjärjestelmä
- Intian Intian alueellinen satelliittinavigointijärjestelmä (IRNSS), joka tunnetaan myös nimellä NAVIC
FAQ
-
Kuinka sammutan puhelimeni GPS:n?
Sammuta sijaintipalvelut, jos haluat sammuttaa laitteen GPS:n. Jos poistat sijaintipalvelut käytöstä, et ehkä voi käyttää kaikkia sovelluksia. Et voi poistaa käytöstä Enhanced 911 -ominaisuutta kaikissa puhelimissa, joita hätäpalvelut käyttävät ihmisten etsimiseen onnettomuuden sattuessa.
-
Kuinka löydän GPS-koordinaatit puhelimestani?
Aseta sijaintimerkki Google Mapsiin nähdäksesi GPS-koordinaatit kartalla. Valitettavasti Apple Maps ei näytä GPS-koordinaatteja, mutta on GPS-kävelysovelluksia, jotka tarjoavat sijaintitietoja.
-
Mikä on GPS-seurantalaite?
GPS-seurantalaitteet ovat laitteita, jotka seuraavat ja raportoivat sijaintitietoja. Yritykset käyttävät niitä hyötyajoneuvojen jäljittämiseen, ja vanhemmille on tarjolla hyötyajoneuvoja teini-ikäisten kuljettajien jäljittämiseen. Jotkut GPS-seurantalaitteet tarjoavat jopa reaaliaikaisia hälytyksiä, kun kuljettaja ylittää ylinopeutta tai ajautuu tietystä alueesta.
-
Mitä tuettu GPS on?
Assisted GPS, joka tunnetaan myös nimellä AGPS, kerää sijaintitietoja solutorneista (satelliittien sijaan) parantaakseen GPS-tarkkuutta mobiililaitteissa. Rakennukset voivat häiritä GPS-satelliittisignaaleja, joten AGPS on joskus tarpeen sijaintisi määrittämiseksi.