Vad är GPS? är en fråga som ofta ställs. Det gäller även när det handlar om lantmäteri och GPS-utrustning för lantmäteri.
Så vad är GPS? GPS är det övergripande systemet som använder satelliter i omloppsbana runt jorden för att bestämma positionen var som helst i världen. Det övergripande systemet består av GPS-satelliter och en GPS-mottagare. Positionen bestäms på den plats där mottagaren befinner sig.
För att göra allt klart om detta ämne kommer vi att svara på följande frågor i den här artikeln:
- Vad är GPS?
- Vad står GPS för?
- Hur fungerar GPS?
- Vad är skillnaden mellan GPS och GNSS?
- Vem hanterar GPS-systemet?
- Vem uppfann GPS?
- Vilka användningsområden finns det för GPS?
- Hur arbetar man med GPS?
Vad är GPS: lösningen
Du kanske inte har möjlighet att läsa hela den här artikeln. Därför finns det en annan möjlighet att ta reda på mer om Vad är GPS?.
Du kan prova ett GPS-mätsystem via denna webbplats. För att göra det, gå direkt till denna sida.
Du kan också begära att få en demonstration av ett av våra mätsystem. Vid denna demonstration kan du också ställa specifika frågor om GPS och naturligtvis andra ämnen som rör mätning.
Om du inte har tid för en demonstration eller snabbt vill prova programvaran för våra mätsystem däremellan, är det möjligt. Apglos Survey Wizard är den enklaste programvaran att utföra GPS-mätningar med. Du kan ladda ner den gratis från Google Play Butik.
Mätningsappen Apglos Survey Wizard har full funktionalitet med din Android-enhets GPS. Så du kan testa den här appen helt och hållet och den är gratis.
Naturligtvis är noggrannheten hos våra GPS-mottagare bättre än hos vanliga Android-enheter. Så om du vill testa ett exakt system kan du kolla in denna sida.
Vad är GPS?
Alla använder termen GPS ganska ofta. Särskilt när det gäller att hitta en plats eller en position. Det är därför ett allmänt använt system som har många tillämpningar. Men jag kommer att skriva mer om applikationerna senare i den här artikeln.
Nu tillbaka till frågan Vad är GPS? GPS är ett övergripande system som använder satelliter för att bestämma positionen på jorden.
Detta gäller inte bara i USA. GPS är ursprungligen amerikanskt. Nej, positionen kan bestämmas var som helst i världen genom dessa satelliter.
Och att bestämma den positionen med hjälp av GPS-systemet kräver inte mycket. Det finns knappast någon kvar som inte använder en enhet som använder GPS på daglig basis.
Faktum är att det finns GPS-mottagare i nästan alla mobiltelefoner. Detta har ökat mobiltelefonens funktionalitet avsevärt. Tack vare den integrerade GPS-mottagaren kan en mobiltelefon göra mycket mer än att bara ringa, skicka textmeddelanden och surfa på Internet.
För mobiltelefoner har det skapats många appar som utnyttjar GPS-mottagaren i mobiltelefonen. Alla dessa appar syftar till att på något sätt använda den position som bestäms med hjälp av GPS.
Ett exempel på en sådan app är Apglos Survey Wizard. Den kan laddas ner från Google Play Store. Med den här appen kan du göra lantmäteriförrättningar med hjälp av GPS.
Naturligtvis är inte alla mottagare lika exakta. Därför kan inte alla GPS-mottagare bestämma positionen med exakt centimeternoggrannhet. Du kan se hur exakt GPS verkligen är här läsa.
Vad står GPS för?
GPS är alltså ett amerikanskt system och det är därför också en engelsk förkortning. Så det som GPS står för är också på engelska.
GPS står för: Global Positioning System.
Detta är dock mycket lätt att översätta till nederländska. Översättningen för GPS på nederländska är Globaal PositioneringsSysteem.
Och det är en mycket bra förkortning och beteckning. Beteckningen anger exakt vad GPS gör. Det här systemet bestämmer positionen över jorden.
Namnet säger helt enkelt ingenting om hur GPS bestämmer positionen.
Hur fungerar GPS?
Och det är viktigt att veta hur GPS bestämmer positionen, för när du vet det kan du använda GPS på ett bättre sätt.
GPS använder alltså satellitsignaler för att bestämma positionen. Ett rimligt antal satelliter svävar runt jorden. För närvarande finns det 32 amerikanska positioneringssatelliter. Dessa satelliter sänder kontinuerligt information till jorden.
Satellitdata, TLE
Den information som en GPS-satellit sänder är egentligen inte mer än: “Jag är nu, här”.
Detta är naturligtvis mycket förenklat. Dessa satelliter skickar denna information i TLE-data. TLE står för Two Line Element, eller meddelande med två rader.
Detta är ett exempel på ett meddelande från 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 är faktiskt bara två rader. Och före det är det namnet. Position och tid är inte så lätta att få fram från TLE-meddelandet.
Men alla GPS-mottagare kan göra detta. Det spelar ingen roll om den är inbyggd i en telefon eller om den finns i professionell mätutrustning.
I GPS-mottagare finns en modul som kan göra omvandlingen från detta TLE-meddelande till en exakt position för satelliten.
Positionsberäkning med GPS-mottagare
GPS-mottagaren kan också beräkna avståndet till satelliten baserat på satellitsignalens hastighet och skillnaden i tid mellan sändning och mottagning av meddelandet.
När tillräckligt många satellitsignaler tas emot av mottagaren kan den “exakta” positionen bestämmas.
Nedan finns en bild som förklarar detta mer i detalj, men med två dimensioner.
Genom att känna till de tre positionerna som anges i bilden och de tre avstånden som anges i bilden kan mottagarens position beräknas. Detta är vad modulen i GPS-mottagaren sedan gör.
Formeln för positionen på cirkeln är:
(x-a)2+(y-b)2=r2
Här betecknar x och y positionen på cirkeln. Faktorerna a och b är satellitens position. Och faktorn r är avståndet från satellitens position till GPS-mottagaren.
Med tre satellitpositioner och avstånd kan denna formel användas för att beräkna positionen när två dimensioner är inblandade.
Det är bara världen som är en sfär. Den är därför tredimensionell. Det betyder att formeln är justerad till:
(x-a)2+(y-b)2+(z-c)2=r2
Ytterligare faktorer tillkommer. Därför krävs det minst fyra GPS-satellitsignaler för att bestämma positionen.
Viktigt att veta om positionsberäkning med GPS
Kort sagt anger GPS-satellitsignalerna bara var satelliterna befinner sig vid den aktuella tidpunkten, och GPS-mottagaren utför det svåra matematiska arbetet: positioneringen.
Det är därför viktigt att veta att mottagaren måste ta emot tillräckligt många satellitsignaler, annars kan ingen position beräknas. Satellitsignalerna kan inte tränga igenom byggnader och träd. Detta måste man ta hänsyn till när man använder GPS.
Dessutom finns det en annan osäker faktor. I avsnittet om beräkning beskrev jag att avståndet kan bestämmas exakt eftersom satellitsignalens hastighet är känd. Satellitsignalens hastighet är dock variabel.
Detta beror på jordens atmosfär. Denna förändras ständigt. Därför är satellitsignalens hastighet inte konstant. Den är variabel. Därför kan GPS inte bestämma positionen exakt utan att kontrollera den med en annan mottagares position på en fast punkt.
Detta sker inte med GPS-mottagarna i en telefon, vilket innebär att positionen kan avvika med cirka 5-10 meter.
Men vid mätning korrigeras positionen med hjälp av positionen för en annan GPS-mottagare på en fast punkt, eller basstation, och då kan positionen bestämmas exakt. Detta gäller upp till en avvikelse på cirka 1 centimeter.
Vad är skillnaden mellan GPS och GNSS?
GPS står alltså för Global Positioning System. Men utöver denna term används ofta även termen GNSS. GNSS står för Global Navigation Satellite System.
Faktum är att GPS ursprungligen var ett amerikanskt system. Men även andra parter gillade systemet och skickade upp sina egna positioneringssatelliter.
Ryssland följde snart efter USA. De satelliter som de skickade upp kallade de inte GPS. De kallade dessa satelliter för GLONASS.
GLONASS står för GLObalnaya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema.
Men även Europa har nu skjutit upp positioneringssatelliter. De kallar dessa satelliter för GALILEO.
Dessutom sköt Kina också upp positioneringssatelliter. De kallade dem Beidou.
Det fina med detta är att även om det alltså finns fyra olika satellitkonstellationer, kan många mottagare ta emot signalerna från alla dessa satelliter och använda dem för att bestämma positionen.
Och eftersom positionen kan bestämmas från flera satellitkonstellationer och inte bara GPS, talar vi därför om GNSS. Denna term omfattar därför inte bara GPS, utan även GLONASS, GALILEO och BEIDOU.
Och det kommer att inkludera andra positioneringssatelliter om de någonsin skjuts upp.
Vem hanterar GPS-systemet?
Att hantera GPS-systemet är ganska komplicerat. Faktum är att det redan finns fyra olika satellitkonstellationer för positionsbestämning.
Och varje satellitkonstellation har sin egen administratör. Administratören av GPS är den amerikanska militären.
European Global Navigation Satellite System Agency sköter de europeiska GALILEO-satelliterna. Satelliterna i GLONASS- och BEIDOU-konstellationerna sköts av två andra parter.
Det finns alltså inte en enda operatör av positioneringssatelliter. Det finns flera. Det finns också andra parter av intresse. Dessa hanterar till exempel kommunikationsförhållandena, som är viktiga i positioneringssystemet.
National Marine Electronics Association ansvarar t.ex. för standardmetoden för hur mottagare skickar information till andra system. Detta görs med NMEA.
Tidigare i den här artikeln skrev jag om basstationskorrigeringar. Detta görs också med en separat form av kommunikation. Denna form av kommunikation har fastställts av Radio Technical Commission for Maritime Services.
Kommunikationen mellan basstationerna och GPS-mottagarna sker via kommunikationsprotokollet RTCM.
Alla dessa parter är viktiga och har sin roll i hanteringen av sin del av GPS-systemet. Utan dem fungerar inte hela systemet som det ska.
Vem uppfann GPS?
GPS är ett stort system. Och det finns faktiskt ingen enskild uppfinnare. Det finns ungefär fyra personer som är mycket viktiga för att uppfinna det här systemet.
Roger L. Easton
Roger L. Easton var chef för avdelningen för rymdtillämpningar vid Naval Research Laboratory. Han utvecklade flera tekniska tillämpningar och teknologier som gjorde GPS möjligt.
Under det kalla kriget arbetade han som forskare med att spåra ryska satelliter. För detta ändamål utvecklade han ett tidsbaserat navigationskoncept. Detta koncept kunde bestämma positioner baserat på cirkulära omloppsbanor och tid.
Detta är fortfarande avgörande för positioneringssystemet.
Ivan Getting
Ivan Getting är grundare av The Aerospace Corporation. Det var han som föreslog ett tredimensionellt positioneringssystem baserat på tidsskillnaden mellan avsändning och ankomst till det amerikanska försvarsdepartementet.
Försvarsministeriet godkände detta förslag, vilket ledde till initiativet att inrätta GPS-systemet.
Bradford Parkinson
Det program som riggades av försvarsministeriet var NAVSTAR GPS Joint Program. I spetsen för detta program stod Bradford Parkinson. Han gjorde det från 1972 till 1978, vilket gjorde honom till den första chefen för programmet.
Samtidigt gjorde denna position honom till chefsarkitekt för GPS under utformningen, den tekniska utvecklingen och implementeringen av systemet.
Han fick ett fint smeknamn på grund av detta: GPS:ens fader.
Han uppgav dock ärligt att han använt Roger L. Eastons data och beräkningar för utvecklingen.
Gladys West
Gladys West var en kvinnlig matematiker som arbetade med att bestämma exakta positioner för satelliter under rymdkapplöpningen.
Hennes arbete ligger till grund för den förfinade beräkningen av den geodetiska jordmodellen, som möjliggör GPS.
Vilka användningsområden finns det för GPS?
GPS började som en militär applikation. Detta system gjorde det möjligt att avfyra missiler mot specifika mål.
Mycket har förändrats sedan dess. GPS är nästan omöjligt att föreställa sig ett samhälle utan och används i många sammanhang.
Det finns till exempel navigering. När du vill åka någonstans anger du detta i din telefon eller i ditt navigationssystem, och navigationen skickar dig exakt till slutdestinationen med hjälp av GPS.
Men navigering är mycket bredare. GPS-system finns också i flygplan och fartyg för navigering.
Dessutom används GPS också för självkörande fordon. Du kan tänka på självkörande bilar. Dessa är nu i full utveckling.
Men inom jordbrukssektorn ligger de redan mycket längre fram. Traktorer kan nu köras helt med GPS. Detta sparar arbetskraft och gör att arbetet kan utföras mycket mer exakt.
Dessutom är lantmäteri en tillämpning som inte får glömmas bort. Lantmäteri är oerhört viktigt för att registrera objekt, t.ex. träd. Men med hjälp av GPS-mätning kan konstruktioner också ritas ut i fält.
Hur arbetar man med GPS?
Därför används GPS inom många arbetsområden. En viktig faktor i detta är det entydiga språk som mottagarna sänder ut, så att maskiner eller program kan använda det som en position. Detta språk är NMEA.
NMEA består av olika regler. Och dessa olika regler representerar den information som beräknas av GPS-mottagaren. Det kan vara positionen, men även avvikelse, hastighet och riktning kan anges i dessa NMEA-regler.
Vid GPS-mätning använder mätningsappen Apglos Survey Wizard dessa NMEA-regler för att göra dem tydliga för användarna och se till att de kan använda dem för mätningsapplikationer.
Landmätning har gjorts mycket enkelt av Apglos Survey Wizard så att vem som helst kan mäta med hjälp av denna programvara.
Och det är en förlängning av GPS-systemet. Faktum är att detta system är utformat för att ge ett enkelt sätt att bestämma positionen för var du befinner dig.
För mätning har detta vidareutvecklats med Apglos Survey Wizard för att skapa den enklaste mätningslösningen med denna programvara.
Slutlig slutsats om Vad är GPS?
Detta var en hel artikel om Vad är GPS? Det finns mycket att berätta om detta ämne inom lantmäteri. Vi hoppas att du har fått med dig åtminstone några saker och att du kan dra nytta av dem.
Allt som skrivs i den här artikeln är dock teori. Om du vill omsätta denna teori i praktiken kan du göra det.
Du kan faktiskt använda den här webbplatsen för att ställa in ett mätsystem Försök eller köpa. När du gör det kan du omedelbart omsätta det du har lärt dig genom att läsa den här artikeln i praktiken. Och du kan se om arbetet med vår mätutrustning är något för dig.
När du provar eller köper ett av våra mätsystem får du naturligtvis en kort och tydlig förklaring så att du kan komma igång med det direkt.
Om du vill ha en demonstration först kan du boka en här. Med en demonstration eller en kort förklaring kan du också ställa specifika frågor om detta ämne är.
Vill du boka en demo? Du kan göra det via whats!
