Hva er GPS? er et ofte stilt spørsmål. Det gjelder også når det kommer til landmåling og GPS-utstyr for landmåling.
Så hva er GPS? GPS er det overordnede systemet som bruker satellitter som går i bane rundt jorden for å bestemme posisjonen hvor som helst i verden. Det overordnede systemet består av GPS-satellitter og en GPS-mottaker. Posisjonen bestemmes der mottakeren befinner seg.
For å gjøre alt klart om dette emnet, vil vi svare på følgende spørsmål i denne artikkelen:
- Hva er GPS?
- Hva står GPS for?
- Hvordan fungerer GPS?
- Hva er forskjellen mellom GPS og GNSS?
- Hvem administrerer GPS-systemet?
- Hvem oppfant GPS?
- Hvilke bruksområder finnes det for GPS?
- Hvordan jobber man med GPS?
Hva er GPS: løsningen
Du har kanskje ikke mulighet til å lese hele denne artikkelen. Derfor er det en annen mulighet til å finne ut mer om Hva er GPS?.
Du kan prøve et GPS-målesystem via dette nettstedet. For å gjøre det, gå direkte til denne siden.
Du kan også be om en demonstrasjon av et av våre målesystemer. På denne demonstrasjonen kan du også stille konkrete spørsmål om GPS og selvfølgelig andre emner knyttet til landmåling.
Hvis du ikke har tid til en demonstrasjon eller ønsker å prøve programvaren til målesystemene våre raskt innimellom, er det mulig. Apglos Survey Wizard er den enkleste programvaren å utføre GPS-målinger med. Du kan laste den ned gratis fra Google Play Store.
Oppmålingsappen Apglos Survey Wizard har full funksjonalitet med Android-enhetens GPS. Så du kan teste denne appen fullt ut, og den er gratis.
GPS-mottakerne våre er selvfølgelig mer nøyaktige enn standard Android-enheter. Så hvis du vil teste et nøyaktig system, kan du sjekke ut denne siden.
Hva er GPS?
Alle bruker begrepet GPS ganske ofte. Spesielt når det gjelder å finne en posisjon. Det er derfor et mye brukt system, som har mange bruksområder. Men jeg vil skrive mer om bruksområdene senere i denne artikkelen.
Nå tilbake til spørsmålet Hva er GPS? GPS er et overordnet system som bruker satellitter til å bestemme posisjonen på jorden.
Dette gjelder ikke bare i USA. GPS er opprinnelig amerikansk. Nei, posisjonen kan bestemmes hvor som helst i verden ved hjelp av disse satellittene.
Og det er ikke mye som skal til for å bestemme posisjonen ved hjelp av dette GPS-systemet. Det finnes knapt noen som ikke bruker en enhet som bruker GPS til daglig.
GPS-mottakere finnes faktisk i nesten alle mobiltelefoner. Dette har økt funksjonaliteten til mobiltelefonen betraktelig. Takket være den integrerte GPS-mottakeren kan en mobiltelefon gjøre mye mer enn bare å ringe, sende tekstmeldinger og surfe på Internett.
Det finnes mange apper for mobiltelefoner som gjør bruk av GPS-mottakeren i mobiltelefonen. Alle disse appene har som mål å bruke posisjonen som GPS-en bestemmer på en eller annen måte.
Et eksempel på en slik app er Apglos Survey Wizard. Den kan lastes ned fra Google Play Store. Denne appen gjør det mulig å foreta landmåling ved hjelp av GPS.
Selvfølgelig er ikke alle mottakere like nøyaktige. Derfor er det heller ikke alle GPS-mottakere som kan bestemme posisjonen på centimeternøyaktighet. Du kan se hvor nøyaktig GPS egentlig er her les.
Hva 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: Global Positioning System.
Dette er imidlertid veldig enkelt å oversette til nederlandsk. Oversettelsen for GPS på nederlandsk er Globaal PositioneringsSysteem.
Og det er en veldig god forkortelse og betegnelse. Betegnelsen indikerer nøyaktig hva GPS gjør. Dette systemet bestemmer posisjonen over jorden.
Navnet sier bare ikke noe om hvordan GPS bestemmer posisjonen.
Hvordan fungerer GPS?
Og det er viktig å vite hvordan GPS bestemmer posisjonen, for når du vet det, kan du bruke GPS bedre.
GPS bruker altså satellittsignaler til å bestemme posisjonen. Et rimelig antall satellitter svever rundt jorden. For tiden finnes det 32 amerikanske posisjoneringssatellitter. Disse satellittene sender kontinuerlig informasjon til jorden.
Satellittdata, TLE
Informasjonen som en GPS-satellitt sender ut, er egentlig ikke mer enn: “Jeg er her nå”.
Dette er selvfølgelig veldig forenklet. Disse satellittene sender denne informasjonen i TLE-data. TLE står for Two Line Element, eller melding på to linjer.
Dette er et eksempel på en melding fra en posisjoneringssatellitt:
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 bare to linjer. Og før det står navnet. Posisjon og tid er ikke så lett å lese ut av TLE-meldingen.
Men alle GPS-mottakere kan gjøre dette. Det spiller ingen rolle om den er innebygd i en telefon eller om den sitter i profesjonelt oppmålingsutstyr.
Det finnes en modul i GPS-mottakerne som kan konvertere denne TLE-meldingen til en nøyaktig posisjon for satellitten.
Posisjonsberegning med GPS-mottakere
GPS-mottakeren kan også beregne avstanden til satellitten basert på hastigheten til satellittsignalet og tidsforskjellen mellom når meldingen ble sendt og mottatt.
Når mottakeren mottar nok satellittsignaler, kan den “nøyaktige” posisjonen bestemmes.
Nedenfor ser du et bilde som forklarer dette mer detaljert, men med to dimensjoner.
Ved å kjenne de tre posisjonene i bildet og de tre avstandene i bildet, kan man beregne hvor mottakeren befinner seg. Det er dette modulen i GPS-mottakeren gjør.
Formelen for posisjonen på sirkelen er:
(x-a)2+(y-b)2=r2
Her angir x og y posisjonen på sirkelen. Faktorene a og b er satellittens posisjon. Og faktoren r er avstanden fra satellittens posisjon til GPS-mottakeren.
Med tre satellittposisjoner og -avstander kan denne formelen brukes til å beregne posisjonen når to dimensjoner er involvert.
Bare verden er en kule. Den er derfor tredimensjonal. Det betyr at formelen er justert til:
(x-a)2+(y-b)2+(z-c)2=r2
Ytterligere faktorer kommer i tillegg. Derfor er det nødvendig med minst fire GPS-satellittsignaler for å bestemme posisjonen.
Viktig å vite om posisjonsberegning med GPS
Kort sagt viser GPS-satellittsignalene bare hvor satellittene befinner seg på det aktuelle tidspunktet, mens GPS-mottakeren gjør det vanskelige matematiske arbeidet: posisjonering.
Det er derfor viktig å vite at mottakeren må motta nok satellittsignaler, ellers kan ingen posisjon beregnes. Satellittsignaler kan ikke trenge gjennom bygninger og trær. Dette må man ta hensyn til når man bruker GPS.
I tillegg kommer en annen usikkerhetsfaktor. I avsnittet om beregning beskrev jeg at avstanden kan bestemmes nøyaktig fordi hastigheten til satellittsignalet er kjent. Satellittsignalets hastighet er imidlertid variabel.
Dette er på grunn av jordens atmosfære. Denne er i stadig endring. Derfor er satellittens signalhastighet ikke konstant. Den er variabel. Derfor kan GPS ikke bestemme posisjonen nøyaktig uten å sjekke med posisjonen til en annen mottaker på et fast punkt.
Dette skjer ikke med GPS-mottakerne i en telefon, og posisjonen kan derfor avvike med 5-10 meter.
Men ved landmåling blir posisjonen korrigert med posisjonen til en annen GPS-mottaker på et fast punkt, eller en basestasjon, og da kan posisjonen bestemmes nøyaktig. Dette gjelder opp til et avvik på ca. 1 centimeter.
Hva er forskjellen mellom GPS og GNSS?
GPS står altså for Global Positioning System. Men i tillegg til dette begrepet bruker man også ofte begrepet GNSS. GNSS står for Global Navigation Satelite System.
GPS var faktisk opprinnelig et amerikansk system. Men også andre parter likte systemet og sendte opp sine egne posisjoneringssatellitter.
Russland fulgte snart etter USA. Satellittene de sendte opp, kalte de ikke GPS. De kalte disse satellittene GLONASS.
GLONASS står for GLObalnaya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema.
Men også Europa har nå skutt opp posisjoneringssatellitter. De har kalt disse satellittene GALILEO.
I tillegg har Kina også skutt opp posisjoneringssatellitter. De kalte dem Beidou.
Det fine med dette er at selv om det altså finnes fire ulike satellittkonstellasjoner, kan mange mottakere motta signalene fra alle disse satellittene og bruke dem til å bestemme posisjonen.
Og fordi posisjonen kan bestemmes fra flere satellittkonstellasjoner og ikke bare GPS, snakker vi derfor om GNSS. Dette begrepet omfatter derfor ikke bare GPS, men også GLONASS, GALILEO og BEIDOU.
Og det vil også gjelde andre posisjoneringssatellitter, hvis de noen gang blir skutt opp.
Hvem administrerer GPS-systemet?
Det er ganske komplisert å administrere GPS-systemet. Faktisk finnes det allerede fire ulike satellittkonstellasjoner for posisjonering.
Og hver satellittkonstellasjon har sin egen administrator. Administratoren av GPS er det amerikanske forsvaret.
European Global Navigation Satellite System Agency administrerer de europeiske GALILEO-satellittene. Satellittene i GLONASS- og BEIDOU-konstellasjonene administreres av to andre parter.
Det finnes altså ikke én enkelt operatør av posisjoneringssatellitter. Det finnes flere. Det er også andre parter av interesse. Disse administrerer for eksempel kommunikasjonsforholdene, som er viktige i posisjoneringssystemet.
National Marine Electronics Association er for eksempel ansvarlig for standarden for hvordan mottakere sender informasjon til andre systemer. Dette gjøres med NMEA.
Tidligere i denne artikkelen skrev jeg om basestasjonskorreksjoner. Dette gjøres også med en egen kommunikasjonsform. Denne kommunikasjonsformen er etablert av Radio Technical Commission for Maritime Services.
Kommunikasjonen mellom basestasjonene og GPS-mottakerne skjer via kommunikasjonsprotokollen RTCM.
Alle disse partene er viktige og har sin rolle i forvaltningen av sin del av GPS-systemet. Uten dem fungerer ikke hele systemet som det skal.
Hvem oppfant GPS?
GPS er et stort system. Og det er faktisk ingen enkelt oppfinner. Det er omtrent fire personer som er veldig viktige i oppfinnelsen av dette systemet.
Roger L. Easton
Roger L. Easton var leder for avdelingen for romfartsapplikasjoner ved Naval Research Laboratory. Han utviklet flere tekniske applikasjoner og teknologier som gjorde GPS mulig.
Under den kalde krigen arbeidet han som forsker med å spore russiske satellitter. Til dette formålet utviklet han et tidsbasert navigasjonskonsept. Dette konseptet kunne bestemme posisjoner basert på sirkulære baner og tid.
Dette er fortsatt avgjørende for posisjoneringssystemet.
Ivan Getting
Ivan Getting er grunnleggeren av The Aerospace Corporation. Det var han som foreslo et tredimensjonalt posisjoneringssystem basert på tidsforskjellen mellom utsendelse og ankomst for det amerikanske forsvarsdepartementet.
Forsvarsdepartementet godkjente dette forslaget, noe som førte til initiativet om å etablere GPS-systemet.
Bradford Parkinson
Programmet som forsvarsdepartementet satte i gang, var NAVSTAR GPS Joint Program. I spissen for dette programmet sto Bradford Parkinson. Han var det fra 1972 til 1978, og han var dermed den første lederen av programmet.
Denne stillingen gjorde ham samtidig til sjefarkitekt for GPS under design, teknisk utvikling og implementering av systemet.
Han fikk et fint kallenavn på grunn av dette: GPS-ens far.
Han oppga imidlertid ærlig at han brukte Roger L. Eastons data og beregninger for utviklingen.
Gladys West
Gladys West var en kvinnelig matematiker som arbeidet med å bestemme satellittenes nøyaktige posisjon under romkappløpet.
Hennes arbeid ligger til grunn for den raffinerte beregningen av den geodetiske jordmodellen, som muliggjør GPS.
Hvilke bruksområder finnes det for GPS?
GPS begynte som en militær applikasjon. Systemet gjorde det mulig å avfyre missiler mot bestemte mål.
Mye har endret seg siden den gang. GPS er nesten umulig å forestille seg et samfunn uten, og brukes i mange sammenhenger.
Det finnes for eksempel navigasjon. Når du vil dra et sted, taster du inn dette på telefonen eller navigasjonssystemet, og navigasjonen sender deg nøyaktig til den endelige destinasjonen ved hjelp av GPS.
Men navigasjon er mye bredere. GPS-systemer brukes også i fly og skip for navigasjon.
GPS brukes også til selvkjørende kjøretøy. Du kan tenke på selvkjørende biler. Disse er nå i full utvikling.
Men i landbrukssektoren har de allerede kommet mye lenger. Traktorer kan nå kjøre helt og holdent på GPS. Dette sparer arbeidskraft og gjør at arbeidet kan utføres mye mer nøyaktig.
Videre er landmåling et bruksområde som ikke må glemmes. Landmåling er enormt viktig for å registrere objekter, som for eksempel trær. Men ved hjelp av GPS-oppmåling kan man også plotte inn design i felten.
Hvordan jobber man med GPS?
Derfor bruker folk GPS på mange arbeidsområder. En viktig faktor i dette er det entydige språket som mottakerne sender ut, slik at maskiner eller programvare kan bruke det som en posisjon. Dette språket er NMEA.
NMEA består av forskjellige regler. Og disse forskjellige reglene representerer informasjonen som beregnes av GPS-mottakeren. Dette kan være posisjonen, men også avvik, hastighet og retning kan angis i disse NMEA-reglene.
I GPS-oppmåling bruker oppmålingsappen Apglos Survey Wizard disse NMEA-reglene for å gjøre dem tydelige for brukerne og sikre at de kan brukes i oppmålingsapplikasjoner.
Apglos Survey Wizard har gjort landmåling svært enkelt, slik at hvem som helst kan utføre landmåling ved hjelp av denne programvaren.
Og det er en forlengelse av GPS-systemet. Dette systemet er faktisk utviklet for å gi deg en enkel måte å finne ut hvor du befinner deg på.
For oppmåling er dette videreutviklet med Apglos Survey Wizard for å skape den enkleste oppmålingsløsningen med denne programvaren.
Endelig konklusjon på Hva er GPS?
Dette var en hel artikkel om Hva er GPS? Det er mye å rapportere om dette temaet for oppmåling. Vi håper du har fått med deg i det minste et par ting, og at du kan dra nytte av dem.
Alt som er skrevet i denne artikkelen er imidlertid teori. Hvis du ønsker å omsette denne teorien i praksis, kan du gjøre det.
Du kan faktisk bruke dette nettstedet til å sette opp et målesystem prøve eller kjøpe. Når du har gjort det, kan du umiddelbart ta i bruk det du har lært ved å lese denne artikkelen. Og du kan se om det å jobbe med måleutstyret vårt er noe for deg.
Når du prøver eller kjøper et av våre målesystemer, får du selvfølgelig en kort og tydelig forklaring slik at du kan begynne å bruke det med en gang.
Hvis du ønsker en demonstrasjon først, kan du bestille en her. Med en demonstrasjon eller en kort forklaring kan du også stille spesifikke spørsmål om dette emnet.
Vil du planlegge en demo? Du kan gjøre det via whats!
