<%Option Explicit Const sLanguageCode = "NL" %> MotorTourisme.com GPS mps Mapsource instellingen route motoroute Garmin motorroute

Wat is nu GPS en hoe werkt het ?

GPS is het welbekende acroniem voor Global Positioning System, een plaatsbepalingsysteem dat door het Amerikaanse leger in voege gesteld werd. De technologie werd al een tijdje geleden opengesteld voor commercieel gebruik en vormt vandaag de basis voor de meeste autonavigatiekits en soortgelijke toestellen. Bij die kits horen vaak ontzagwekkende prijskaartjes, maar sinds kort worden de winkelrekken gevuld met betaalbare universele GPS-ontvangers die u via USB, Bluetooth of een andere algemene bus op uw computer kunt aansluiten.




Zowat iedereen weet wel dat GPS een systeem voor plaatsbepaling is en dat het met satellieten werkt. Zelfs de volzin 'Global Positioning System' is voor één keer makkelijk te onthouden. Maar hoe werkt GPS nu eigenlijk, en is het wel zo onfeilbaar?

Het systeem is eigenlijk erg eenvoudig: 24 satellieten draaien in een vaste en gekende baan rond onze aardbol en zenden elk een uniek radiosignaal uit. Van radiosignalen weten we hoe snel ze gaan (lichtsnelheid), en door te meten hoe lang het signaal van een bepaalde satelliet onderweg is, kan de ontvanger berekenen op welke afstand de satelliet zich bevindt. Als een GPS-ontvanger het signaal van minstens vier satellieten kan opvangen en dus viermaal de afstand tot een satelliet (= gekend punt) kan meten kan hij via een eenvoudige driehoeksberekening z'n positie interpoleren.

Dat systeem heeft een paar achillespezen. Allereerst moet de interne klok van de ontvanger exact gelijklopen met die van de satelliet. Het zal u niet verbazen dat een GPS-ontvanger geen atoomklok aan boord heeft, maar een trucje gebruikt. Dat gaat als volgt: een GPS-ontvanger weet dat hij tussen de (minstens) drie afstandsbepalingen vanuit z'n satellieten exact één snijpunt moet vinden, namelijk de exacte positie van de ontvanger. Als de ontvanger dat snijpunt niet vindt, beseft het toestel dat z'n klok verkeerd staat en begint hij die aan te passen tot hij dat snijpunt wel vindt. Op dat ogenblik is de interne kwartsklok van de GPS-ontvanger dus synchroon met de atoomklok van de satellieten. Ook de banen van de satellieten worden bij ontvangst gesynchroniseerd, een hoop externe invloeden kunnen die baan immers minimaal laten afwijken. Met deze technologie kunt u een plaatsbepaling uitvoeren die tot op tien à vijftien meter nauwkeurig is, wat natuurlijk voor sommige toepassingen nog steeds niet voldoende is.

Die onnauwkeurigheid heeft alles te maken met factoren die de bedenkers nu eenmaal niet kunnen voorzien, zoals weersomstandigheden, atmosferische storingen en ga zo maar verder. De technologie waarmee men dat voorlopig probeerde op te vangen, heet (zet u schrap voor nog een acroniem) dGPS of differentiaal GPS. Hierbij wordt gebruikgemaakt van een vaste ontvanger met een gekende geografische positie die op hetzelfde tijdstip dezelfde gegevens ontvangt en dus onderhevig is aan dezelfde storingen. Die ontvanger vergelijkt z'n eigen positie met diegene die hij opmeet en stuurt de afwijking door naar uw losse ontvanger. Zo'n vaste ontvanger moet zich in de buurt van uw eigen toestel bevinden, maar dat mag u ruim interpreteren. Door deze toepassing krijg je een plaatsbepaling met een grotere nauwkeurigheid. Maar… je mag dGPS aan de kant schuiven en vergeten want er wordt ondertussen gebruik gemaakt van nieuwe en veel beter technologie met een veel grotere nauwkeurigheid...

De eerste GPS - ontvangers moesten vervoerd worden in vrachtwagens, en konden na uren meten een positie binnen enkele honderden meters nauwkeurig bepalen. Huidige ontvangers passen (bijna) in een polshorloge, en absolute nauwkeurigheid nadert de centimeter. De ontvangers worden steeds betaalbaarder en daardoor neemt ook het aantal toepassingen snel toe. De meest interessante ontwikkeling op dit gebied is beschikbaar worden van EGNOS. Hiermee zijn nu al nauwkeurigheden van ongeveer 80 centimeter mogelijk.


Een eigen Europees en civiel systeem?

GPS is een Amerikaanse technologie; erger nog, een technologie van het Amerikaanse leger van groot strategisch belang. Het zal u niet verbazen dat de nauwkeurigheid van commerciële GPS-ontvangers nogal fluctueert naargelang het aantal brandjes dat het US Army moet blussen, dit kreeg de naam S.A. of Selective Availability, en dat is niet naar de zin van de civiele en Europese mogendheden. Onder de naam 'Galileo' werkt Europa dan ook aan een eigen plaatsbepalingsysteem dat gebaseerd is op 30 satellieten en dat gegarandeerd open staat voor commercieel gebruik.

Het eerste civiele antwoord op de SA was dus die dGPS. Nadeel van dGPS-bakens was de beperkte reikwijdte van de zenders. Voor de luchtvaart was GPS niet accuraat genoeg en zocht men naar een systeem om de GPS signalen betrouwbaarder te maken. Hoe goed ze ook zijn, het blijft een radiosignaal dat onderhevig is aan allerlei atmosferische storingen en bij gevolg fouten. Zo kwamen de Amerikanen ook tot WAAS wat staat voor Wide Area Augmentation System. WAAS werd oorspronkelijk ontwikkeld voor de luchtvaart door de F.A.A. of United States Federal Aviation Administration. Met WAAS kan men dergelijke foute gegevens te corrigeren maar dan wel voor civiel gebruik in de Verenigde Staten.

Ook Europa vond dat ze naast het bestaande GPS een eigen civiel systeem moest opzetten en ESA (European Space Agency) ontwikkelde daarom Galileo. Galileo is nog niet officieel operatief, maar dat komt wel (start in 2005 en zou volledig operationeel zijn in 2008). Ook Rusland en Japan hebben hun eigen “GPS”-systeem.

WAAS is het Amerikaanse systeem, dat van Europa heet EGNOS of European Geostationary Navigation Overlay Service. EGNOS is ontwikkeld om compatibel te zijn met WAAS waardoor er een volledige dekking ontstaat in Europa en de Verenigde Staten. EGNOS is nog in de testfase, maar blijkt al behoorlijk goed te werken. De foutenmarge voor WAAS is minder dan 7 meter op dit ogenblik, voor EGNOS zijn daar nog geen officiële cijfers over omdat het nog in de testfase zit, maar de vooruitzichten zijn zeer beloftevol. Volgens sommige berichten is het de bedoeling om tot minder dan 1 meter foutenmarge te gaan.

Hoe werkt WAAS en EGNOS? Eigenlijk werkt het zoals dGPS, maar dan is het baken een geostationaire satelliet die de correctie doorgeeft. Die satelliet krijgt zijn informatie van verschillende grondstations op aarde, die net zoals wij het gewone GPS-signaal ontvangen. Van die ontvangers is de exacte positie bekend zodat een correctie kan worden doorgegeven aan het uplinkstation dat de correctie naar de WAAS satelliet doorstuurt, die op haar beurt het correctiesignaal uitzend naar alle gebruikers op aarde.

Doordat er over het gehele continent referentiestations opgericht zijn, kan de correctie van regio tot regio zo accuraat mogelijk doorgegeven worden. In plaats van de vroegere 12 kanalen heeft een WAAS en EGNOS een extra dertiende kanaal bij, voor het correctiesignaal van de extra satelliet. Samen met de twaalf “gewone” satellieten en het extra WAAS-EGNOS signaal kan onze GPS dan perfect berekenen waar ergens we ons bevinden.

EGNOS is in 2000 begonnen met testuitzendingen en in 2002 permanent in de lucht. In de loop van 2004 moet het systeem volledig klaar zijn. Nadeel van dit systeem is (dat voornamelijk voor de luchtvaart is ontwikkeld) dat je, net zoals de schotel voor tv, vrij zicht moet hebben op de evenaar. Een ander (tijdelijk) nadeel is dat de huidige GPS-ontvangers met WAAS-EGNOS-software nog de basis data zelf uit de lucht moeten plukken. Omdat dit in een cyclus van ca. 5 minuten wordt uitgezonden is het lastig om WAAS voorlopig goed werkend te krijgen. Voordeel is wel dat de frequentie dezelfde is als de gewone GPS satellieten zodat je geen aparte ontvanger nodig hebt. Op je GPS zijn alle Satellieten met een nummer hoger dan 32 WAAS of EGNOS.

Terug naar vorige pagina.