Hvordan fungerer gps-systemet?

Kernen i Det Globale Positioneringssystem, gps-systemet, er 27 navigationssatellitter, som befinder sig 19.300 km fra Jorden.

Hver satellit har dels en radiosender, dels et uhyre præcist atomur, som angiver tiden med en nøjagtighed på tre milliardtedele af et sekund. Satellitternes baner er planlagt, så der hele tiden er mindst fire over horisonten, uanset hvor på Jorden man befinder sig. Hver satellit fortæller konstant, hvilket nummer den har, hvor den befinder sig, og nøjagtigt hvornår den har afsendt sin besked. Det gør den ved hjælp af radiosignaler, og det er disse signaler, en gps-modtager opfanger.

Udviklet til militær brug

Gps-modtageren indeholder også et ­meget nøjagtigt ur og kan derfor beregne, hvor langt signalerne fra satellitterne har rejst. Da gps-modtageren får oplysninger fra flere satellitter, kan en computer i gps-­modtageren sammenholde oplysningerne og ved hjælp af en matematisk model bestemme den nøjagtige position, som så plottes ind på et kort. Nøjagtigheden vil i almindelighed være 20-75 meter, men med forskellige ­tekniske tiltag kan nøjagtigheden forbedres, så usikkerheden falder til få centimeter. Den store nøjagtighed er blandt andet nødvendig, når et område skal kortlægges.

Gps-systemet er amerikansk og blev ­oprindeligt udviklet til militær brug, men i mange år har det været frit tilgængeligt. Et europæisk og endnu mere præcist system, kaldet Galileo, er efter planen klar i 2013.

Positionen bestemmes af flere satellitter

En gps-modtager vil som følge af banernes placering altid være i kontakt med fire satellitter. Hver satellit udsender et signal, der er specifikt for netop denne satellit, og som fortæller, hvor langt væk modtageren befinder sig. Den enkelte satellit kan altså ikke afsløre modtagerens nøjagtige position – det kan fire satellitter derimod.

1. Satellit A fortæller, at modtageren befinder sig i en afstand af 21.000 km fra satellitten. Modtageren kan altså være hvor som helst på kuglens overflade.

2. Satellit B viser, at modtageren befinder sig 22.000 km fra den. Det betyder, at modtageren nødvendigvis må befinde sig et eller andet sted på den cirkel, der opstår, hvor de to kugler krydser hinanden.

3. Satellit C afslører, at modtageren er 20.000 km fra den. Det betyder, at modtageren nødvendigvis må befinde sig i et af de to punkter, hvor de tre kugler krydser hinanden. Hvilket af de to punkter modtageren befinder sig i, afsløres af den fjerde og sidste satellit.