Welkom bij WeetHet!


Managed Web Hosting by Liquid Web

Jouw IP adres:
54.198.108.19
     
 
Pagina printen
- kies Landscape
Zoeken in de
WeetHet pagina's
WeetHet is being updated! - Current articles will slowly move to www.tweaking4all.com
Voor uitstekende webhosting welke zowel betrouwbaar als betaalbaar is adviseren wij: LiquidWeb

Op deze pagina ...

Op deze pagina vertel ik je hoe GPS werkt.

Kort samengevat: GPS is een systeem, dat satellieten gebruikt, voor het exavt bepalen van jouw huidige positie op de aarde.

Best handig als je niet wilt verdwalen ... GPS zien we tegenwoordig in duurdere navigatie systemen voor auto's (o.a. Philips Karin, VDO, etc.), maar het wordt al langer gebruikt voor militaire toepassingen, scheepvaart en voor de luchtvaart.

Een nieuwere versie van dit artikel kun je op Tweaking4All vinden: Hoe GPS werkt.

GPS - Global Positioning System

Overzicht

Wat is GPS?

GPS (Global Positioning System - wereldwijd positie systeem) bestaat uit 24 satellieten van NavStar die boven de aarde hangen.

Deze satellieten staan het toe dat iedereen met een GPS ontvanger precies kan bepalen waar hij of zij staat, gebasseerd op geografische lengte, breedte en hoogte, waar dan ook op aarde.

GPS receivers worden steeds goedkoper, in Europa zijn ze nog wat prijzig (vanaf ongeveer 250 Euro) maar in de USA heb je er al een vanaf $100.

Als je ooit verdwaald bent geweest, tijdens wandelingen, varen, rijden of vliegen - dan had een GPS bijzonder handig kunnen zijn bij het terug vinden van de weg. Je moet dan natuurlijk wel weten hoe je met een dergelijk apparaat overweg moet gaan.

Een paar GPS feiten

De satellieten die we gebruiken voor GPS zijn oorspronkelijk gelanceerd voor militaire doeleinden door NavStar.

De eerste satelliet werd in 1978 gelanceerd. Dit betrof een satelliet van de eerste generatie, genaamd BLOK I. Het huidige systeem betsaat uit satellieten van de tweede generatie, genaamd BLOCK II. De eerste hiervan werd in 1989 gelanceerd. Op 27 April 1995 werd het gehele GPS systeem operationeel verklaard.

Op dit moment betreft het 24 satellieten die op een hoogte van 20,000 km (12,500 mi) boven de aarde hangen en in 12 uren de hele aarde omcirkeld. Elke satelliet weegt ongeveer 775 Kg (1700 lb).

Echt goedkoop was dit grapje beslist niet: de kosten worden geschat op $12 miljard amerikaanse dollars.

Tot begin 2000, stuurden de GPS satellieten opzettelijk een foutje mee, zodat non-militaire ontvangers minder nauwkeurig waren. Dit pesterijtje is per mei 2002 uitgezet.

De russen hebben natuurlijk een soortgelijk systeem, genaamd GLONASS.

Tip: Meer details kun je ook vinden bij de website van NavStar's GPS of bij b.v. Garmin (GPS ontvanger fabrikant).

Hoe werkt GPS dan?

GPS positionering is gebasseerd op een driezijdige berekening (trilateration). In principe het bepalen van een positie d.m.v. een berekening met daarin 3 bekende posities en onze afstand naar deze 3 posities.

Stel je staat ergens in the middle of nowhere in Amerika. Je hebt geen idee waar je bent, maar je weet wel dat stad A 120 Km van je verwijderd is. Knap waardeloze info, want je weet nu nog steeds niet of je boven of onder deze stad staat. Als je een cirkel op de kaart tekent, met stad A als centrum en een straal van 120 Km, dan weet je dat je ergens op de buitenste rand van deze cirkel bent. Ontelbaar aantal posities dus (de rode lijn in onderstaande schets).

GPS - Trilateration stap 1, teken een cirkel rond stad A met een straal van 120 Km

Stel nu dat je ook weet dat je 50 Km van stad B verwijderd bent, en je tekent weer een circle met nu stad B als centrum en een straal van 50 Km. Dan zul je zien dat er twee punten zijn waar beide cirkels elkaar snijden. OK, dus je staat op 1 van deze punten. Nog niet voldoende maar wel een stuk beter. Hier aangegeven met de twee zwarte bolletjes:

GPS - Trilateration stap 1, teken een cirkel rond stad B met een straal van 50 Km

OK, als we nu de afstand naar een derde stad weten dan zijn we er. Dus stel we weten ook nog eens dat stad C 300 Km verderop light. We tekenen nu weer een cirkel op de kaart, nu met stad C als centrum en een straal van 300 Km.

GPS - Trilateration stap 1, teken een cirkel rond stad C met een straal van 300 Km

Nu houden we nog maar 1 snijpunt over waar alle drie de cirkels elkaar snijden ... geweldig, want dat is de plaats waar we nu staan (in een 2D - dus platte - ruimte)! GPS werkt met dezelfde methodiek.

Klinkt best eenvoudig als je er zo over nadenkt, toch. Bedenk wel dat diegene die deze truuc als eerste bedacht toch best pienter was ... kom er maar op!

Als we dit nog uitbreiden met een vierde punt en we maken van de iedere cirkel een bol, dan hebben we ineens ook de hoogte waarop je staat - we gaan ineens naar 3D - precies daar waar de vier bollen elkaar snijden.

Hoe wordt dit dan met satellieten gedaan?

Een GPS receiver heeft 2 dingen nodig om jouw positie te bepalen:

  • Exacte locatie van minstens 3 GPS-satellieten.
  • De afstand tussen jou en deze satellieten.

Meten van Afstand

GPS satellieten sturen een radio signaal uit die ontvangen kunnen worden door jouw GPS-ontvanger.
Hoe bepaald de GPS aan de hand van dit signaal de afstand naar de satelliet?

Een GPS ontvanger meet in principe de tijd die nodig was om een signaal van de satelliet naar jouw GPS-ontvanger te sturen. Radio signaal gaat met licht snelheid door een vacuum ruimte. Licht snelheid is ongeveer 299.792 km/s (ongeveer 186,000 m/s). Aan de hand van beide gegevens kunnen we in principe bepalen hoe ver we verwijderd zijn van deze satelliet.

Meten van Tijd

Als we de tijdsduur willen meten, moeten we er eigenlijk een soort stopwatch bij houden. Dat wordt wat lastig. We gebruiken daarom 2 klokken. Probleem hierbij is dat we beide klokken precies gelijk moeten stellen. Dit is bijzonder lastig - heb jij ooit twee horloges gezien die precies gelijk lopen?

Een oplossing zou zijn als we de ontvanger konden voorzien van een extreem nauwkeurige klok. Eigenlijk dus een atoomklok - dat is echter wel een beetje een prijzige oplossing.

Hoe lost GPS het tijdverschil op?

De satelliet verstuurd steeds een lang digitaal patroon (een zogenaamde pseudo-random code) als onderdeel van het signaal op een bepaald tijdstip. De ontvanger genereerd hetzelfde patroon en kijkt wanneer hij deze code van de satelliet ontvangt. De receiver kan zo het tijdsverschil bepalen tussen de eigen gegenereerde code en de code die de satelliet heeft uitgezonden.

Het patroon komt eerder of later aan als dat de ontv anger deze berekend heeft. Als de klokken synchroon hadden gelopen, dan ontvangt de ontvanger deze natuurlijk later.

Deze vertraging wordt dan vermenigvuldigd met licht snelheid en levert zo de afstand op t.a.v. de satelliet, als tenminste het signaal in een rechte lijn en met contante licht snelheid zou "reizen".

Om nu dit verschil in tijd te kunnen meten moeten we dus bijzonder nauwkeurige klokken hebben. Een nanoseconde verschil kan al een aardige loop afstand opleveren!

GPS hanteerd een toffe truuc hiervoor.

Iedere GPS ontvanger heeft een normale kwarts klok ingebouwd.

De ontvanger luistert naar alle satellieten die het kan ontvangen en bepaald aan de hand daarvan locatie en exacte tijd in dezelfde handeling. Bij satellieten voldoet de cirkel truuc natuurlijk niet helemaal, we hebben nu immers ook met hoogte (3D dus) te maken. Wel hebben we natuurlijk 3 bollen die ook weer 1 gemeenschappelijk punt delen.

Echter, door het klok probleem zal dit punt niet precies kloppen (er is dus geen snijpunt die doorkruist wordt door alle 3 de bollen. Deze afwijking is echter goed uit te rekenen zodat dit punt juist gecorrigeerd wordt. Nu hebben we dus wel de exacte locatie.

Niet allen dat: de afwijking wordt ook toegpast op de interne klok van de ontvanger zodat deze perfect overeenkomt met de atoom-klokken in de GPS-satellieten.

Afstandsmetingen worden nu dus bijzonder nauwkeurig, maar ook de klok van de ontvanger staat nu perfect bij!

Aanvullende problemen opgelost.

Zoals we eerder vertelden: radio signaal verplaatst met de snelheid van het licht door een vacuum ruimte. Gelukkig (in ons geval) is de ruimte op aarde niet vacuum. Dat wil zeggen dat dit van invloed is op de snelheid van het signaal. Dat niet alleen, ook weten we niet de afwijking wat betreft hoek. Het signaal legt in praktijk namelijk geen rechte lijn af!

Een GPS ontvanger gokt daarom de werkelijke snelheid aan de hand van een aantal complexe formules die een aantal atmosferische conditie mee neemt in de berekening. We berekenen dus de snelheid gecorrigeerd voor signaal door een niet-vacuum ruimte.

Het resultaat is een exacte lengte en breedte graad en een juiste hoogte van jouw positie. De werkelijke afwijking is soms tot op 5 meter nauwkeurig voor het startpunt van de meting.

Aangezien zo'n beetje de hele aarde in kaart is gebracht, kunnen we aan de hand van deze 3 getallen bepalen waar we staan. Er bestaan 3 soorten kaarten: voor varen, voor vliegen en voor gebruik bij wandelen en rijden.

 

 


Je bent nu al op de nederlandstalige pagina's Click here to switch to the English pages
Hulp & OverWelkom ... !!GastenboekHulp voor WeetHetWoordenlijst ...Zoeken op het InternetZoeken in WeetHetBeschikbare downloadsNieuws & UpdatesStatistiekenAansprakelijkheidAdverterenDoe mee !!!Vermeldingen/AwardsOver WeetHet ...Hansie goes USAWaar is Hansie?Eerste maandenNieuw thuisUitgaanPuck goes USAMijn nieuwe autoSnapshots PuckRandom snapshotsEindelijk LENTE!Lekkere warme zomerEerste familie bezoekCD's en DVD'sMuziekAudio-DVD naar MP3Muziek CD naar MP3Muziek CD naar WAVKopieer Muziek CDEigen Muziek CDMuziek uit het InternetMP3 Volume aanpassenNero Burning RomBIN/CUE brandenBIN naar ISOComputer CDRomISO brandenFoto VCDFoto SVCDNero vs Nero ExpressNRG naar ISOSVCD brandenSVCD met menuVCD brandenVCD met menuDVD FilmsWat zijn Regiocodes?Wat is MacroVision?Video formatenDIKO: 3 films - 1 DVDHoe werkt een CD?Zelf CDs brandenZelf een DVD makenBIN naar ISONRG naar ISODisk catalogus makenComputer UitlegHoe werkt een CD?Netiquette: E-MailWat is DivX?Wat is MP3?Wat is RAID?Wat is USB?Wat zijn PAR files?Wireless LAN introPC naar TV kabelsXP sneller startenOpstart van USB penFireWire verbind 2 PC'sFoto FormatenGrafisch / Foto'sPhotoshopFoto FormatenSnelle auto3D knoppenBliksem tekenenFotos op CDPictureToTVVideoCD met NeroSVCD met NeroMagix Fotos op CDDVD PictureShowFoto FormatenFoto FormatenGSM / PDAsCompaq iPAQAccu vervangenSeriele craddle op USBGarmin eTrex kabelGarmin eTrex stekkerRonde Garmin stekkerPalmPilotAan Ericsson GSMGarmin eTrex GPSMobiele telefonieEricsson MelodietjesMusicBoxRingtonesMasterA edit SIMSMSC nummersConnector pinoutsHardware & HacksCPU OverklokkenAlgemeenAMD CPU codesAMD Slot-AAMD Socket-ASmartcards Progr.MillenniumAlactel HackLCD display aan PCNetwerk kabelsOpstart van USB penPC naar TV kabelsPromise Ultra -> RAIDSoundblaster MIDIWeerstand kleurenFireWire NetwerkInternetNetwerk algemeenDHCP instellenWin95/98/ME ClientWin2000/XP ClientMac OS 7/8 ClientMac OS X ClientBekende IP-poortenDNS adressenNetwerk kabelsWireless LAN IntroFireWire NetwerkInbel verbindingTCP/IP optimaal Win9xPubliek IP adres?ADSL / MxStreamADSL AlgemeenHoe werkt ADSL?DNS adressenMXStreamInstallerenAnaloog EthernetISDN EthernetRouters en MXStreamSMC 7404 WBRA/BeTech ModemRoutereTech RouterSitecom 4S routerVigor 2200E routerProblemen oplossenAlcatel HackHack het modemPassword CalculatorDoel v.d. lampjesProblemen oplossenFirmware upgradeDNS adressenBekende IP-poortenPoorten mappenAutoPortMappingInternet delenMogelijkhedenWinRoute (software)Netwerk Win95/98/MENetwerk Win2000/XPNetwerk Mac OS 7/8Netwerk Mac OS XBekende IP-poortenWireless LAN IntroNetwerk kabelsRoutersSMC 7404 WBRA/BeTech ModemRoutereTech RouterSitecom 4S routerVigor 2200E routerInternet via SatellietHoe werkt het?Korte intro ...Overzicht variantenStandaardBySky methode2-Weg InternetKaart installerenWelke Satellietkaart?PC eisenHarmonic CyberstreamPentam. Pent@VisionHauppauge DVBs NexusTechnotrend PCLineEOL problemenNieuwe driversSchotel plaatsen (Astra)Schotel formaat?EON ChecklistTransponders EOLRamdisk voor FazztEigen webpaginaNavigatie oplossingenInzicht en oplossingenApyCom apPopupMenuD.Binard PopupMenuPopupMenu generatorPopupMenu platTips en TruuksE-Mail linkE-Mail FORMFavorieten ToevoegenWebpagina ikoon'Pagina Terug' linkSpringen binnen paginaOntsnap aan framesGebruik frametitelStuur framesAutomatisch doorsturenHet 100% probleemAndere link kleurTekst in de statusbalkAchtergrond vastzettenTekst over plaatjesBrowser veilige kleurenHet .htaccess bestandBijzondere tekensWaar downloadenIRC met mIRCInstalleren mIRCDownload films enzoVragen (FAQ)Films uit het InternetFilm kwaliteitWat zijn PAR files?LeechGuyLeechGuy editoreMuleWinMXE-MailNetiquetteCitaat van de dagOverigenHack Arescom NetDSLWireless LAN IntroFireWire NetwerkBekende IP-poortenWat is mijn IP adres?Zoeken (WeetHet)Zoeken (Internet)WeetHet DownloadsEen paar goede websitesDNS adressenMicroControllersBasic Stamp IIStarten met de BS2Assembleren v.d. kitVolledig schemaAansluiten aan de PCBS2 aan 44780 LCD44780 LCD foto'sBS2 aan M50530 LCDM50530 LCD Foto'sZelfbouw BS2Smartcards/SIMProgrammer Softw.CardMasterInfinityUSBMasterBurnerMilleniumKaart soortenGSM SIM bewerkenWeerstand kleurenMuziek / AudioMuziek van InternetIntroductieLeechGuyLeechGuy editorWinMXeMuleM.b.v. mIRCBIN/CUE brandenBIN naar ISOAudio-DVD naar MP3Hoe werkt een CD?Kopieer muziek CDEigen muziek CDWat is MP3?Muziek CD naar MP3MP3 CD v. Yamakawa?MP3 Volume aanpassenMuziek CD naar WAVSB MIDI interfaceAC3 naar WAV/MP3ProgrammerenBorland DelphiHansie zijn Delphi ToolsAYeah!CatalogCitaat van de dagPopupMenu generatorOverzicht ASCII tekensSatelliet (TV & GPS)Satelliet TelevisieSatelliet TV op de PCTV ontvangst op de PCPC eisenNieuwe driversPentam. Pent@VisionHauppauge DVBs NexusTechnoTrend PCLinePVA file naar MPEG2DirecTV TiVoAfstandsbedieningDirecTiVo naar O6.21: Intro & Images2: TiVo disk in PC3: Installeer OS6.24: Eerste start van OS6.25: SuperPatch & Meer6: Films naar PCTyTools - Films naar PCOud: DirecTiVo naar OS4Oud: Sleeper HackSmartcardsProgrammer Softw.CardMasterInfinityUSBMasterBurnerMilleniumKaart soortenWat is DiSEqC?Schotel plaatsen (Astra)Schotel formaatSRT8000 firmwareGPS NavigatieGarmin eTrexDiagnose modeSeriele aansluitingAan de iPAQ 36/38xxAan een PalmPilotDe eTrex stekkerDe ronde stekkerHoe werkt GPS?Wat is GeoCaching?Internet via SatellietHoe werkt het?Korte intro ...Overzicht variantenStandaardBySky methode2-Weg InternetKaart installerenWelke Satellietkaart?PC eisenHarmonic CyberstreamPentam. Pent@VisionHauppauge DVBs NexusTechnotrend PCLineEOL problemenNieuwe driversSchotel plaatsen (Astra)Schotel formaat?EON ChecklistTransponders EOLRamdisk voor FazztVideoVideo gids - begin hierIntroductieGSpot: AVI InfoDIKO: 3 films - 1 DVDDownload kwaliteitVideo AlgemeenWat is DivX?Video formatenOpname TypesWelke AVI codecs?Intro K(S)VCD/KDVDDVD+RW ProblemenOver bitratesVideoServer pluginWat zijn Regiocodes?Wat is MacroVision?RippenAudio-DVD naar MP3Foto FormatenAVI naar MPEGGSpot: AVI InfoDIKO: 3 films - 1 DVDAVI naar DVD/(S)VCDZonder ondertitelsD.I.K.O.MainConcept (S)VCDNero Vision Express 2TMPGEnc (S)VCDTMPGEnc K(S)VCDTMPGEnc met AC3Met OndertitelsD.I.K.O.MainConcept (S)VCDNero Vision Express 2TMPGEnc (S)VCDTMPGEnc K(S)VCDTMPGEnc met AC3CD Branden NeroVCD brandenVCD met menuSVCD brandenSVCD met menuBIN/CUE brandenDVD SpelersCompatibiliteitDVD toevoegenDVD+RW ProblemenIntro K(S)VCD/KDVDVideo ToolsBitrate CalculatorDVD RippenGSpot: AVI InfoFlaskMPEG en CCEVideoServer pluginDVD naar DivXIntroductieBitrates berekenenRippenDVDx en SmartRipperDVDx instellingenFlaskMPEG methode 1FlaskMPEG methode 2FlaskMPEG methode 3DVD naar (S)VCDIntroductieBitrates berekenenRippenDVDx en SmartRipperDVDx instellingenFlaskMPEG 0.6 en CCEDVDx en Video ServerDivX naar (S)VCDDVD naar DVDDVD2OneDVDShrinkDVD+RW ProblemenTMPGEnc & CoDIKO: 3 films - 1 DVDFilm Knip & PlakGSpot: AVI InfoSamenvoegenMPEG1 en MPEG2Met TMPGEncWomble MPEG2VCRAVI met VirtualDubKnippenMPEG1 en MPEG2Met TMPGEncWomble MPEG2VCREasy Video SplitterAVI en DIVXAVI met VirtualDubEasy Video SplitterFilms van InternetIntroductieLeechGuyLeechGuy editoreMuleWinMXM.b.v. mIRCWat zijn PAR files?BIN/CUE brandenBIN naar ISOFoto's op CDPictureToTVVideoCD met NeroSVCD met NeroMagix Fotos op CDDVD PictureShowOndertitels RippenVobsub: snel en simpel!SubRip (OCR)SynchroniserenOndertitels weergaveWeergave met VobsubSynchroniserenMaak een MicroDVDPC aan de TVPC naar TV kabelsATI softwarenVidia softwareTiVo - Harddisk VCRTiVo Serie 1Wat is een TiVo?TiVo openmakenSeriele toegangDebug Mode toegangLinux Bash shellInstellen van de klokInbellen uitzettenDirecTV TiVoAfstandsbedieningDirecTiVo naar O6.21: Intro & Images2: TiVo disk in PC3: Installeer OS6.24: Eerste start van OS6.25: SuperPatch & Meer6: Films naar PCTyTools - Films naar PCOud: DirecTiVo naar OS4Oud: Sleeper HackYamakawa 713/715IntroductieVeel gestelde vragenDe AfstandsbedieningGeheime codesRegiocode instellenRegiovrij zettenMacroVision uitStandaard-InstellingenWelke DVDRom driveFirmware versieVerander firmwareDownload firmwareAnder achtergrondMP3 CD makenM.U.F.Y. MP3 CD'sHulpForumZoeken (WeetHet)Zoeken (Internet)NieuwsWoordenlijst ...DownloadsLinksStatistiekenAdverterenDoe mee !!!Gastenboek

Liquid Web Fully Managed Web Hosting