We leven al in de toekomst. We hebben handheld-apparaten die satellieten gebruiken om bijna overal ter wereld onze precieze locaties te bepalen. Maar heb je je ooit afgevraagd hoe GPS werkt?
Gps-apparaten maken eigenlijk geen contact met satellieten en sturen daar geen informatie naar. Ze ontvangen alleen gegevens van satellieten - gegevens die altijd worden verzonden. GPS is echter niet de enige manier waarop apparaten uw locatie kunnen bepalen.
Afbeelding tegoed: NASA
Van satellieten tot de palm van je hand
Het globale positioneringssysteem is oorspronkelijk door de Verenigde Staten gemaakt voor militair gebruik, maar werd uiteindelijk opengesteld voor civiel gebruik. Minstens 24 gps-satellieten zijn altijd in een baan om de aarde en ze zenden constant gegevens uit.
De satellieten zijn zo in een baan om de aarde gerangschikt dat vier satellieten vanaf elk punt op aarde zichtbaar zijn in de lucht. (Je kunt ze niet echt zien, maar er is een direct pad voor de radio-uitzendingen.) Dit betekent dat GPS niet werkt als de signalen worden geblokkeerd - je wilt een redelijk direct pad tussen jou en de lucht. In een ondergrondse bunker of in een grot onder een berg werkt het niet.
GPS-satellieten zenden constant radiosignalen naar de aarde. Elke verzending bevat de locatie van de GPS-satelliet en het tijdstip waarop het signaal is verzonden. Elke satelliet heeft een atoomklok aan boord, dus de tijd is heel precies.
Afbeelding tegoed: Cliff op Flickr
Hoe GPS uw locatie bepaalt
Een apparaat met ingebouwde GPS - of het nu een speciale GPS-navigatie-eenheid voor in de auto is of een smartphone - fungeert alleen als een GPS-ontvanger. Een apparaat met gps maakt eigenlijk geen 'contact' met satellieten om zijn locatie te bepalen. In plaats daarvan luistert het gewoon naar de radiosignalen die de hele tijd door deze satellieten worden uitgezonden.
Een gps-ontvanger 'luistert' naar signalen van vier of meer satellieten. Signalen van de dichterbij gelegen satellieten zullen eerder arriveren, terwijl signalen van de verder gelegen satellieten later zullen aankomen. (Het werkelijke tijdsverschil is erg klein, maar kan worden gedetecteerd door de GPS-ontvanger.) Door de tijd waarop het signaal werd uitgezonden te vergelijken met de tijd waarop het signaal arriveerde, kan de ontvanger de relatieve afstand tot alle vier de satellieten schatten. Met behulp van trilateratie kan de ontvanger vervolgens zijn locatie bepalen.
Trilateratie klinkt misschien een beetje ingewikkeld, maar het is eigenlijk vrij eenvoudig. Stel je voor dat iemand je vertelde dat je 800 mijl van New York, 800 mijl van Miami en 700 mijl van Kansas City was. Met deze informatie kunt u een regio bepalen die de juiste afstand tot al deze steden heeft en uw huidige locatie schatten. Als we u de afstand tot een vierde stad zouden vertellen, zou u uw locatie nog nauwkeuriger kunnen schatten. Dat is trilateratie in een notendop, en het is wat gps-ontvangers doen wanneer u ze gebruikt.
Afbeelding tegoed: Alpha op Flickr
Alternatieven voor GPS
GPS is niet de enige manier waarop apparaten uw huidige locatie kunnen schatten. De 911-service gebruikt informatie over de sterkte van de zendmasten om de positie van mobiele telefoons te trianguleren. Dit werkt op een vergelijkbare manier: door de verschillen in signaalsterkte tussen meerdere zendmasten te meten, kan uw apparaat uw huidige locatie schatten.
Sommige apparaten kunnen ook een op Wi-Fi gebaseerd positioneringssysteem (WPS) gebruiken om hun huidige locatie te bepalen. De Street View-vrachtwagens van Google rijden rond en registreren de namen van nabijgelegen toegangspunten en hun relatieve sterke punten op bepaalde locaties. Uw smartphone zoekt naar draadloze netwerken in de buurt en stuurt vervolgens een lijst met hun namen en signaalsterktes naar de servers van Google. Google gebruikt hun database en schat waar u zich bevindt. (Google is niet de enige aanbieder van op wifi gebaseerde gegevens voor plaatsbepalingssystemen, maar het is wel de gegevens waarmee de meeste mensen bekend zullen zijn.) Dit kan met name handig zijn op locaties binnenshuis die GPS-signalen niet kunnen bereiken.
Het gps-systeem is ook niet het enige netwerk van satellieten dat voor positionering kan worden gebruikt. Rusland heeft zijn eigen GLONASS-systeem en China heeft BDS. Europa werkt ook aan een eigen alternatief voor gps, bekend als Galileo. GPS kan worden uitgeschakeld of beperkt in tijden van oorlog of conflict, dus landen willen dat hun eigen satellieten zelfvoorzienend zijn.
Afbeelding tegoed: Richard Smith op Flickr
GPS op zich is geen probleem met de privacy. Als u bijvoorbeeld een oude GPS-eenheid voor uw auto heeft, kan deze waarschijnlijk uw locatie niet verzenden. GPS kan echter een privacyprobleem zijn in combinatie met zendtechnologie. GPS-tracking-apparaten gebruiken niet alleen GPS-ontvangers - ze slaan de GPS-gegevens op om ze later op te halen of verzenden de GPS-gegevens.
