Hvad er GPS? er et ofte stillet spørgsmål. Det gælder også, når det drejer sig om opmåling og GPS-opmålingsudstyr.
Så hvad er GPS? GPS er det overordnede system, der bruger satellitter i kredsløb om jorden til at bestemme positionen overalt i verden. Det overordnede system består af GPS-satellitter og en GPS-modtager. Positionen bestemmes på det sted, hvor modtageren befinder sig.
For at gøre alt klart om dette emne vil vi besvare følgende spørgsmål i denne artikel:
- Hvad er GPS?
- Hvad står GPS for?
- Hvordan fungerer GPS?
- Hvad er forskellen mellem GPS og GNSS?
- Hvem administrerer GPS-systemet?
- Hvem opfandt GPS?
- Hvilke anvendelsesmuligheder er der for GPS?
- Hvordan arbejder man med GPS?
Hvad er GPS: løsningen
Du har måske ikke mulighed for at læse hele denne artikel. Derfor er der en anden mulighed for at finde ud af mere om Hvad er GPS?.
Du kan prøve et GPS-målesystem via denne hjemmeside. For at gøre det skal du gå direkte til denne side.
Du kan også anmode om en demonstration af et af vores målesystemer. Ved denne demonstration kan du også stille specifikke spørgsmål om GPS og selvfølgelig andre emner relateret til opmåling.
Hvis du ikke har tid til en demonstration eller gerne vil prøve softwaren til vores målesystemer hurtigt ind imellem, er det muligt. Apglos Survey Wizard er den nemmeste software til at udføre GPS-målinger med. Du kan downloade den gratis fra Google Play Butik.
Opmålingsappen Apglos Survey Wizard har fuld funktionalitet med din Android-enheds GPS. Så du kan teste denne app fuldt ud, og den er gratis.
Selvfølgelig er nøjagtigheden af vores GPS-modtagere bedre end for almindelige Android-enheder. Så hvis du vil teste et nøjagtigt system, skal du tjekke denne side.
Hvad er GPS?
Alle bruger begrebet GPS ret ofte. Især når det handler om at finde et sted eller en position. Det er derfor et meget udbredt system, som har mange anvendelsesmuligheder. Men jeg vil skrive mere om anvendelsesmulighederne senere i denne artikel.
Nu tilbage til spørgsmålet: Hvad er GPS? GPS er det overordnede system, der bruger satellitter til at bestemme positionen på jorden.
Det gælder ikke kun i USA. GPS er oprindeligt amerikansk. Nej, positionen kan bestemmes overalt i verden ved hjælp af disse satellitter.
Og det kræver ikke meget at bestemme positionen ved hjælp af dette GPS-system. Der er næppe nogen tilbage, som ikke bruger en enhed, der bruger GPS på daglig basis.
Faktisk er der GPS-modtagere i næsten alle mobiltelefoner. Det har i høj grad øget mobiltelefonens funktionalitet. Takket være den integrerede GPS-modtager kan en mobiltelefon meget mere end blot foretage opkald, sende sms'er og surfe på internettet.
Der er lavet mange apps til mobiltelefoner, som gør brug af GPS-modtageren i mobiltelefonen. Alle disse apps har til formål at bruge den position, der bestemmes af GPS, på en eller anden måde.
Et eksempel på en sådan app er Apglos Survey Wizard. Den kan downloades fra Google Play Store. Denne app giver mulighed for landmåling ved hjælp af GPS.
Selvfølgelig er ikke alle modtagere lige nøjagtige. Derfor er det heller ikke alle GPS-modtagere, der kan bestemme positionen med centimeters nøjagtighed. Du kan se, hvor nøjagtig GPS egentlig er her læs.
Hvad står GPS for?
GPS er altså et amerikansk system, og det er derfor også en engelsk forkortelse. Så det, GPS står for, er også på engelsk.
GPS står for: Globalt positioneringssystem.
Men det er meget nemt at oversætte til hollandsk. Oversættelsen af GPS på hollandsk er Globaal PositioneringsSysteem.
Og det er en rigtig god forkortelse og betegnelse. Betegnelsen angiver præcis, hvad GPS gør. Dette system bestemmer positionen på tværs af jorden.
Navnet siger bare ikke noget om, hvordan GPS bestemmer positionen.
Hvordan fungerer GPS?
Og det er vigtigt at vide, hvordan GPS'en bestemmer positionen, for når man ved det, kan man bruge GPS'en bedre.
GPS bruger altså satellitsignaler til at bestemme positionen. Et rimeligt antal satellitter svæver rundt om jorden. I øjeblikket er der 32 amerikanske positioneringssatellitter. Disse satellitter sender løbende information til jorden.
Satellitdata, TLE
Den information, som en GPS-satellit sender, er i virkeligheden ikke andet end: “Jeg er her nu”.
Dette er selvfølgelig meget forenklet. Disse satellitter sender denne information i TLE-data. TLE står for Two Line Element, eller besked på to linjer.
Dette er et eksempel på en besked fra en positioneringssatellit:
ASTRA 2F
1 38778U 12051A 12288.95265372 .00000136 00000-0 00000+0 0 217
2 38778 000.0698 254.6769 0000479 231.1384 284.5280 01.00269150 226
Så det er faktisk kun to linjer. Og før det er der navnet. Position og tid er ikke så let at få ud af TLE-meddelelsen.
Men enhver GPS-modtager kan gøre det. Det er ligegyldigt, om den er indbygget i en telefon, eller om den sidder i professionelt opmålingsudstyr.
I GPS-modtagere er der et modul, som kan omregne denne TLE-meddelelse til en nøjagtig satellitposition.
Positionsberegning med GPS-modtagere
GPS-modtageren kan også beregne afstanden til satellitten ud fra satellitsignalets hastighed og forskellen i den tid, beskeden blev sendt og modtaget.
Når modtageren har modtaget nok satellitsignaler, kan den “nøjagtige” position bestemmes.
Nedenfor er et billede, der forklarer dette mere detaljeret, men med to dimensioner.
Ved at kende de tre positioner i billedet og de tre afstande i billedet kan man beregne modtagerens position. Det er det, modulet i GPS-modtageren så gør.
Formlen for positionen på cirklen er:
(x-a)2+(y-b)2=r2
Her angiver x og y positionen på cirklen. Faktorerne a og b er satellittens position. Og faktoren r er afstanden fra satellittens position til GPS-modtageren.
Med tre satellitpositioner og -afstande kan denne formel bruges til at beregne positionen, når to dimensioner er involveret.
Kun verden er en kugle. Den er derfor tredimensionel. Det betyder, at formlen er justeret til:
(x-a)2+(y-b)2+(z-c)2=r2
Yderligere faktorer tilføjes. Derfor er der brug for mindst fire GPS-satellitsignaler for at bestemme positionen.
Vigtigt at vide om positionsberegning med GPS
Så kort sagt angiver GPS-satellitsignalerne kun, hvor satellitterne er på det pågældende tidspunkt, og GPS-modtageren udfører faktisk det vanskelige matematiske arbejde: positionering.
Så det er vigtigt at vide, at modtageren skal modtage nok satellitsignaler, ellers kan der ikke beregnes nogen position. Satellitsignaler kan ikke trænge igennem bygninger og træer. Det skal man tage højde for, når man bruger GPS.
Derudover er der en anden usikker faktor. I afsnittet om beregning beskrev jeg, at afstanden kan bestemmes nøjagtigt, fordi satellitsignalets hastighed er kendt. Men satellitsignalets hastighed er variabel.
Det er på grund af Jordens atmosfære. Den ændrer sig konstant. Derfor er satellitsignalets hastighed ikke en konstant. Den er variabel. Derfor kan GPS ikke bestemme positionen nøjagtigt uden et tjek med positionen for en anden modtager på et fast punkt.
Det sker ikke med GPS-modtagerne i en telefon, så positionen kan være 5 til 10 meter forkert.
Men ved opmåling bliver positionen korrigeret af en anden GPS-modtagers position på et fast punkt eller en basestation, og så kan positionen bestemmes nøjagtigt. Det er op til en afvigelse på ca. 1 centimeter.
Hvad er forskellen mellem GPS og GNSS?
Så GPS står for Global Positioning System. Men ud over dette udtryk bruger folk også ofte udtrykket GNSS. GNSS står for Global Navigation Satelite System.
Faktisk var GPS oprindeligt et amerikansk system. Men andre parter kunne også lide dette system og opsendte deres egne positioneringssatellitter.
Rusland fulgte snart efter USA. De satellitter, de sendte op, kaldte de ikke GPS. De kaldte satellitterne for GLONASS.
GLONASS står for GLObalnaya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema.
Men også Europa har nu opsendt positioneringssatellitter. De kaldte disse satellitter for GALILEO.
Derudover opsendte Kina også positioneringssatellitter. De kaldte dem Beidou.
Det smukke ved dette er, at selv om der er fire forskellige satellitkonstellationer, kan mange modtagere modtage signalerne fra alle disse satellitter og bruge dem til at bestemme positionen.
Og fordi positionen kan bestemmes ud fra flere satellitkonstellationer og ikke kun GPS, taler vi derfor om GNSS. Dette begreb omfatter derfor ikke kun GPS, men også GLONASS, GALILEO og BEIDOU.
Og det vil også omfatte andre positioneringssatellitter, hvis de nogensinde bliver opsendt.
Hvem administrerer GPS-systemet?
Det er ret kompliceret at styre GPS-systemet. Faktisk er der allerede fire forskellige satellitkonstellationer til positionering.
Og hver satellitkonstellation har sin egen administrator. Administratoren af GPS er det amerikanske militær.
Det Europæiske Agentur for Globale Satellitnavigationssystemer administrerer de europæiske GALILEO-satellitter. Satellitterne i GLONASS- og BEIDOU-konstellationerne administreres af to andre parter.
Så der er ikke kun én operatør af positioneringssatellitter. Der er flere. Der er også andre parter af interesse. De styrer f.eks. kommunikationsforholdene, som er vigtige i positioneringssystemet.
For eksempel er National Marine Electronics Association ansvarlig for den standardiserede måde, hvorpå modtagere sender information til andre systemer. Dette gøres med NMEA.
Tidligere i denne artikel skrev jeg om basestationskorrektioner. Dette gøres også med en separat kommunikationsform. Denne form for kommunikation er etableret af Radio Technical Commission for Maritime Services.
Kommunikationen mellem basestationerne og GPS-modtagerne foregår via kommunikationsprotokollen RTCM.
Alle disse parter er vigtige og har deres rolle i at styre deres del af GPS-systemet. Uden dem fungerer hele systemet ikke ordentligt.
Hvem opfandt GPS?
GPS er et stort system. Og der er faktisk ikke en enkelt opfinder. Der er omkring fire personer, som er meget vigtige i opfindelsen af dette system.
Roger L. Easton
Roger L. Easton var leder af afdelingen for rumapplikationer på Naval Research Laboratory. Han udviklede flere tekniske applikationer og teknologier, som gjorde GPS mulig.
Under den kolde krig arbejdede han som forsker med at spore russiske satellitter. Til det formål udviklede han et tidsbaseret navigationskoncept. Dette koncept kunne bestemme positioner baseret på cirkulære baner og tid.
Det er stadig afgørende for positioneringssystemet.
Ivan Getting
Ivan Getting er grundlægger af The Aerospace Corporation. Det var ham, der foreslog et tredimensionelt positioneringssystem baseret på tidsforskellen mellem afsendelse og ankomst til det amerikanske forsvarsministerium.
Forsvarsministeriet godkendte dette forslag, hvilket førte til initiativet til at etablere GPS-systemet.
Bradford Parkinson
Det program, som forsvarsministeriet satte i værk, var NAVSTAR GPS Joint Program. I spidsen for dette program stod Bradford Parkinson. Det gjorde han fra 1972 til 1978, hvilket gjorde ham til den første leder af programmet.
Samtidig gjorde denne stilling ham til chefarkitekt for GPS under design, teknisk udvikling og implementering af systemet.
Han fik et fint kælenavn på grund af dette: GPS'ens far.
Han sagde dog ærligt, at han brugte Roger L. Eastons data og beregninger til udviklingen.
Gladys West
Gladys West var en kvindelig matematiker, som arbejdede med at bestemme satellitters nøjagtige placering under rumkapløbet.
Hendes arbejde er grundlaget for den raffinerede beregning af den geodætiske jordmodel, der muliggør GPS.
Hvilke anvendelsesmuligheder er der for GPS?
GPS begyndte som en militær applikation. Systemet gjorde det muligt at affyre missiler mod specifikke mål.
Meget har ændret sig siden da. GPS er næsten umuligt at forestille sig et samfund uden og bruges til mange ting.
Der er for eksempel navigation. Når du vil et sted hen, indtaster du det på din telefon eller dit navigationssystem, og navigationen sender dig præcist til den endelige destination ved hjælp af GPS.
Men navigation er meget bredere. GPS-systemer findes også i fly og skibe til navigation.
Desuden bruges GPS også til selvkørende køretøjer. Du kan tænke på selvkørende biler. De er nu i fuld gang med at blive udviklet.
Men i landbrugssektoren er de allerede meget længere fremme. Traktorer kan nu køre udelukkende på GPS. Det sparer arbejdskraft og gør det muligt at udføre arbejdet meget mere præcist.
Desuden er opmåling en anvendelse, som ikke må glemmes. Landmåling er enormt vigtigt for at registrere objekter som f.eks. træer. Men ved hjælp af GPS-opmåling kan design også plottes i marken.
Hvordan arbejder man med GPS?
Så folk bruger GPS inden for mange arbejdsområder. En vigtig faktor i den forbindelse er det entydige sprog, som modtagerne sender, så maskiner eller software kan bruge det som en position. Dette sprog er NMEA.
NMEA består af forskellige regler. Og disse forskellige regler repræsenterer de oplysninger, som GPS-modtageren har beregnet. Det kan være positionen, men også afvigelse, hastighed og retning kan angives i disse NMEA-regler.
I GPS-opmåling bruger opmålingsappen Apglos Survey Wizard disse NMEA-regler for at gøre dem tydelige for brugerne og sikre, at de kan bruge dem til opmåling.
Landmåling er blevet gjort meget enkel af Apglos Survey Wizard, så alle kan opmåle ved hjælp af denne software.
Og det er en udvidelse af GPS-systemet. Faktisk er dette system designet til at give en enkel måde at bestemme positionen på, hvor du er.
Til opmåling er dette blevet videreudviklet med Apglos Survey Wizard for at skabe den nemmeste opmålingsløsning med denne software.
Endelig konklusion på Hvad er GPS?
Dette var en hel artikel om Hvad er GPS? Der er meget at fortælle om dette emne inden for landmåling. Så vi håber, at du i det mindste har fået et par ting ud af det, og at du kan drage fordel af dem.
Men alt, hvad der er skrevet i denne artikel, er teori. Hvis du vil omsætte teorien til praksis, kan du gøre det.
Du kan faktisk bruge dette websted til at oprette et målesystem prøve eller købe. Når du gør det, kan du straks omsætte det, du har lært ved at læse denne artikel, til praksis. Og du kan se, om arbejdet med vores måleudstyr er noget for dig.
Når du prøver eller køber et af vores målesystemer, får du selvfølgelig en kort og klar forklaring, så du kan komme i gang med at bruge det med det samme.
Hvis du gerne vil have en demonstration først, kan du booke en her. Med en demonstration eller en kort forklaring kan du også stille specifikke spørgsmål om dette emne.
Vil du planlægge en demo? Det kan du gøre via whats!
