Hvordan GPS egentlig fungerer
Vi lever allerede i fremtiden. Vi har håndholdte enheter som bruker satellitter til å finne våre presise steder nesten hvor som helst på planeten. Men har du noen gang lurt på hvordan GPS fungerer?
GPS-enheter kontakter ikke faktisk satellitter og sender informasjon til dem. De mottar bare data fra satellitter - data som alltid overføres. GPS er imidlertid ikke den eneste måten enheter kan bestemme posisjonen din på.
Bilde Kreditt: NASA
Fra satellitter til håndflaten din
Det globale posisjoneringssystemet ble opprinnelig opprettet av USA for militær bruk, men ble til slutt åpnet for sivil bruk. Minst 24 GPS-satellitter er alltid i bane rundt jorden, og de sender kontinuerlig data.
Satellittene er ordnet i bane slik at fire satellitter er synlige i himmelen fra et hvilket som helst punkt på jorden. (Du kan egentlig ikke se dem, men det er en direkte bane for radiotransmisjonene.) Dette betyr at GPS ikke fungerer hvis signalene blir blokkert - du vil ha en ganske direkte bane mellom deg og himmelen. I en underjordisk bunker eller i en hule under et fjell, vil det ikke fungere.
GPS-satellitter overfører kontinuerlig radiosignaler til jorden. Hver overføring inkluderer plasseringen av GPS-satellitten og tidspunktet signalet ble sendt. Hver satellitt har en atomur ombord, så tiden er veldig presis.
Bilde Kreditt: Cliff on Flickr
Hvordan GPS bestemmer plasseringen din
En enhet med innebygd GPS - enten det er en dedikert GPS-navigasjonsenhet eller en smarttelefon - fungerer bare som GPS-mottaker. En enhet med GPS er faktisk ikke "å kontakte" satellitter for å bestemme plasseringen. I stedet lytter det bare til radiosignalene som sendes fra disse satellittene hele tiden.
En GPS-mottaker "lytter" for signaler fra fire eller flere satellitter. Signaler fra de nærmere satellittene kommer fram før, mens signaler fra de senere satellittene kommer senere. (Den faktiske tidsforskjellen er svært liten, men kan detekteres av GPS-mottakeren.) Ved å sammenligne tiden signalet ble sendt ut og tidspunktet signalet ankom, kan mottakeren estimere sin relative avstand fra alle fire satellittene. Ved hjelp av trilaterasjon kan mottakeren deretter bestemme plasseringen.
Trilaterasjon kan høres litt komplisert, men det er faktisk ganske enkelt. Tenk deg om noen fortalte deg at du var 500 miles fra New York, 800 miles fra Miami og 700 miles fra Kansas City. Med denne informasjonen kan du bestemme en region som er den riktige avstanden fra alle disse byene, og anslå din nåværende plassering. Hvis vi fortalte deg avstanden fra en fjerde by, kan du anslå beliggenheten enda mer nøyaktig. Det er trilaterasjon i et nøtteskall, og det er hva GPS-mottakere gjør når du bruker dem.
Bilde Kreditt: Alpha på Flickr
Alternativer til GPS
GPS er ikke den eneste måten enhetene kan estimere på din nåværende posisjon. 911-tjenesten bruker celtårnstyrkeinformasjon for å triangulere posisjonen til mobiltelefoner. Dette fungerer på samme måte - ved å måle signalstyrkeforskjellene mellom flere celletårn, kan enheten estimere din nåværende posisjon.
Enkelte enheter kan også bruke et Wi-Fi-basert posisjoneringssystem (WPS) for å bestemme deres nåværende posisjon. Googles gatevisningsbiler kjører rundt, fanger navnene på nærliggende tilgangspunkter og deres relative styrker på bestemte steder. Din smarttelefon søker etter nærliggende trådløse nettverk, og sender deretter en liste over navn og signalstyrker til Googles servere. Google bruker databasen og anslår hvor du er. (Google er ikke den eneste leverandøren av Wi-Fi-baserte posisjoneringssystemdata, men det er det de fleste vil bli kjent med.) Dette kan være spesielt praktisk i innendørs steder GPS-signaler kan ikke nå.
GPS-systemet er ikke det eneste nettverket av satellitter som kan brukes til posisjonering heller. Russland har sitt eget GLONASS-system, og Kina har BDS. Europa jobber også med sitt eget alternativ til GPS, kjent som Galileo. GPS kan slås av eller begrenses i krigstid eller konflikt, slik at nasjoner vil ha egne satellitter til å være selvforsynte.
Bilde Kreditt: Richard Smith på Flickr
GPS på egen hånd er ikke et privatliv bekymring - for eksempel hvis du har en gammel GPS-enhet for bilen din, er det sannsynligvis ikke i stand til å overføre posisjonen din. Imidlertid kan GPS være et privatliv bekymring når kombinert med overføringsteknologi. GPS-sporingsenheter bruker ikke bare GPS-mottakere - de lagrer GPS-dataene for senere henting eller overføring av GPS-data.
