GPS on map

Hvordan fungerer GPS-systemet?

Hvordan kan en GPS-mottager regne ut hvor den er? Og hvor nøyaktig regner den?

10. januar 2011

Kjernen i det globale posisjoneringssystemet, GPS-systemet, er 27 navigasjonssatellitter som går i bane 19 300 km over Jorden.

Alle satellittene har en radiosender og et meget presist atomur om bord som viser tid med en nøyaktighet på tre milliarddels sekund. Satellittbanene er lagt opp slik at det alltid er minst fire av dem over horisonten, uansett hvor på Jorden man er. Hver satellitt redegjør kontinuerlig for hvilket nummer den har, hvor den befinner seg og nøyaktig når den sendte ut meldingen. Det gjør den ved hjelp av radiosignaler, og det er disse signalene en GPS-mottager henter inn.

Utviklet til militært bruk

GPS-mottageren har også innebygd et meget nøyaktig ur og kan derfor beregne hvor langt satellittsignalene har reist. Fordi GPS-mottageren innhenter opplysninger fra flere satellitter, kan en databrikke i apparatet sammenligne informasjonen og ved hjelp av en matematisk modell bestemme den nøyaktige posisjonen som deretter avmerkes på et kart.

Nøyaktigheten vil vanligvis ligge mellom 20 og 75 meter, men med forskjellige tekniske tiltak kan nøyaktigheten forbedres så mye at usikkerheten faller til noen få centimeter. Så stor nøyaktighet er det behov for blant annet når et område skal kartlegges første gang.

GPS-systemet er amerikansk og ble opprinnelig utviklet til militært bruk, men har i mange år vært fritt tilgjengelig. Et europeisk og enda mer nøyaktig system, kalt Galileo, skal etter planen tas i bruk i 2013.

Posisjonen blir fastslått av flere satellitter

En GPS-mottager vil som følge av banenes plassering alltid ha kontakt med fire satellitter. Hver satellitt sender ut et signal som er spesifikt for hver enkelt, og som forteller hvor langt unna mottageren befinner seg. En satellitt er ikke nok til å avsløre mottagerens nøyaktige posisjon – for å klare det, må alle satellittene ses samlet.

1. Satellitt A indikerer at mottageren befinner seg i en avstand av 21 000 km fra satellitten. Mottageren kan altså befinne seg hvor som helst på kulens overflate.

2. Satellitt B viser at mottageren befinner seg 22 000 km fra denne satellitten. Det betyr at mottageren er nødt til å befinne seg et eller annet sted på sirkelen som oppstår der de to kulene krysser hverandre.

3. Satellitt C avslører at den har mottageren på 20 000 kilometers hold. Det betyr at mottageren er nødt til å befinne seg i et av de to punktene der de tre kulene krysser hverandre. På hvilket av stedene mottageren befinner seg, er det den fjerde og siste satellitten som finner ut.

Satellitter i seks baner

24 GPS-satellitter går i bane rundt Jorden, mens tre andre fungerer som reserver. Alle ligger i seks baner 19 300 km over Jorden. Satellittene holder en fart på 3,2 km per sekund og går to ganger rundt Jorden på ett døgn.

Les også

Kanskje du er interessert i...

FÅ ILLUSTRERT VITENSKAPS NYHETSBREV

Du får ditt gratis spesialtillegg, Vår Ekstreme Hjerne, til nedlasting straks du har meldt deg på nyhetsbrevet.

Fant du ikke det du lette etter? Søk her: