Vi lever allerede i fremtiden. Vi har håndholdte enheter som bruker satellitter til å finne våre nøyaktige steder nesten hvor som helst på planeten. Men har du noen gang lurt på hvordan GPS fungerer?
GPS-enheter tar faktisk ikke kontakt med satellitter og overfører informasjon til dem. De mottar bare data fra satellitter - data som alltid blir overført. GPS er imidlertid ikke den eneste måten enheter kan bestemme posisjonen din på.
Bildekreditt: NASA
Fra satellitter til din håndflate
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 på himmelen fra hvilket som helst punkt på jorden. (Du kan faktisk ikke se dem, men det er en direkte bane for radiooverføringene.) Dette betyr at GPS ikke vil fungere 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 fungerer det ikke.
GPS-satellitter overfører stadig radiosignaler mot jorden. Hver overføring inkluderer posisjonen til GPS-satellitten og tidspunktet signalet ble sendt. Hver satellitt har en atomur ombord, så tiden er veldig presis.
Bildekreditt: Cliff på Flickr
Hvordan GPS bestemmer posisjonen din
En enhet med innebygd GPS - enten det er en dedikert GPS-navigasjonsenhet i bilen eller en smarttelefon - fungerer bare som en GPS-mottaker. En enhet med GPS “kontakter” faktisk ikke satellitter for å bestemme plasseringen. I stedet er det bare å lytte etter radiosignalene som sendes fra disse satellittene hele tiden.
En GPS-mottaker "lytter" etter signaler fra fire eller flere satellitter. Signalene fra de nærmere satellittene kommer tidligere, mens signalene fra de lengre satellittene kommer senere. (Den faktiske tidsforskjellen er veldig liten, men kan oppdages av GPS-mottakeren.) Ved å sammenligne tiden signalet ble kringkastet og tidspunktet signalet kom, kan mottakeren estimere den relative avstanden fra alle fire satellittene. Ved hjelp av trilaterasjon kan mottakeren bestemme plasseringen.
Trilaterasjon høres kanskje litt komplisert ut, men det er faktisk ganske enkelt. Tenk deg om noen fortalte deg at du var 800 miles fra New York, 800 miles fra Miami og 700 miles fra Kansas City. Med denne informasjonen kan du bestemme en region som er riktig avstand fra alle disse byene og estimere din nåværende beliggenhet. Hvis vi fortalte deg hvor langt du er fra en fjerde by, kan du estimere posisjonen din enda mer presist. Det er trilaterasjon i et nøtteskall, og det er hva GPS-mottakere gjør når du bruker dem.
Bildekreditt: Alpha på Flickr
Alternativer til GPS
GPS er ikke den eneste måten enheter kan estimere din nåværende posisjon på. 911-tjenesten bruker styrkeinformasjon om mobiltårn for å triangulere posisjonen til mobiltelefoner. Dette fungerer på samme måte - ved å måle forskjellene i signalstyrke mellom flere celletårn, kan enheten estimere din nåværende posisjon.
Noen enheter kan også bruke et Wi-Fi-basert posisjoneringssystem (WPS) for å bestemme deres nåværende posisjon. Googles street view-lastebiler kjører rundt og fanger navnene på nærliggende tilgangspunkter og deres relative styrke på bestemte steder. Smarttelefonen din skanner etter trådløse nettverk i nærheten, og sender deretter en liste med navn og signalstyrker til Googles servere. Google bruker databasen deres og estimerer hvor du er. (Google er ikke den eneste leverandøren av Wi-Fi-baserte posisjoneringssystemdata, men det er den de fleste vil være kjent med.) Dette kan være spesielt praktisk på innendørs steder GPS-signaler ikke når.
GPS-systemet er heller ikke det eneste nettverket av satellitter som kan brukes til posisjonering. Russland har sitt eget GLONASS-system, og Kina har BDS. Europa jobber også med sitt eget alternativ til GPS, kjent som Galileo. GPS kan bli stengt eller begrenset i tider med krig eller konflikt, så nasjoner vil at deres egne satellitter skal være selvforsynende.
Bildekreditt: Richard Smith på Flickr
GPS alene er ikke et privatliv - for eksempel, hvis du har en gammel GPS-enhet for bilen din, er det sannsynligvis ikke i stand til å overføre posisjonen din. GPS kan imidlertid være et privatliv når det kombineres med overføringsteknologi. GPS-sporingsenheter bruker ikke bare GPS-mottakere - de lagrer GPS-data for senere henting eller overføring av GPS-data.
