Hoe werkt gps?

Heb je wel eens moeite gehad om de parkeerplaats van de auto terug te vinden? Of heb je wel eens in de mist de weg proberen te zoeken? In dit soort gevallen kan een gps-apparaat je een hoop gezoek besparen. Gps is een afkorting van Global Positioning System. Het is eigenlijk de naam van het Amerikaanse GNS systeem (GNSS). Net zoals veel mensen de merknaam Luxaflex gebruiken voor een jaloezie. Het Amerikaanse gps systeem bestaat uit 24 satellieten. Alle satellieten bevinden zich op een hoogte van 20.200 km. Ze draaien in zes vaste banen om de aarde. Dus in elke baan vind je vier satellieten. Als je een GNSS ontvanger hebt, kan jouw positie zeer nauwkeurig bepaald worden. Dus het toestel kan aangeven waar jij je bevindt. Je ziet je positie geplot op een kaart of je leest de coördinaten van de positie af.

Er zijn er nog meer GNS systemen. Voorbeelden zijn het Russische Glonass-systeem en het Europese Galileo.  Op de Garmin gps’en worden deze systemen steeds vaker ontvangen. Hoe werkt GPS of GNSS nu?

Plaatsbepaling

De satellieten zenden informatie de ruimte in. Deze informatie bevat het nummer van de satelliet, de locatie van de satelliet in de ruimte en de datum en tijd dat het signaal is verstuurd. Een gps toestel ontvangt en interpreteert deze gegevens. Met behulp van een berekening (driehoeksmeting) kan de gps ontvanger jouw locatie bepalen. Een gps toestel moet minimaal vier satellieten vinden voor een goede positie- en hoogtebepaling. Vindt je gps-toestel er meer, dan wordt de positiebepaling nauwkeuriger.

GPS

Dankzij de Amerikaanse NAVSTAR-satellieten kunnen op elke plaats op aarde minimaal vier satellieten ontvangen worden. Deze satellieten zenden codes uit op twee frequenties: 1575,42 MHz (Link 1=L1) en 1227,6 MHz (Link 2=L2). Omdat er unieke codes die meegezonden worden, is de ene satelliet van de andere te onderscheiden. Elke satelliet verstuurt twee soorten codes. Allereerst de C/A-code (coarse/Acquisition code) en daarnaast de nauwkeurigere P-code (Precision code). Alleen op de L1-frequentie worden beide codes meegezonden. Op de L2-frequentie wordt alleen de P-code uitgezonden. De C/A-code is gratis beschikbaar voor iedere gps-gebruiker, en deze code wordt gebruikt door de reguliere outdoor apparaten. De P-code is gereserveerd voor militaire gebruikers en daardoor niet voor civiel gebruik toe te passen.

De nieuwe multiband toestellen maken wel gebruik van extra frequenties, zoals L1 en L5. Met als gevolg dat er een betere ontvangst is. De volgende banden zijn nu beschikbaar voor algemeen gebruik: L1 C/A, L2C en L5. Als er meerdere banden worden gecombineerd, zorgt dat voor een nauwkeurigere positiebepaling. De L5 frequentie is krachtiger en zorgt voor minder interferenties en storingen. Daardoor heb je minder afwijkingen.  Galileo kent ook meerdere banden die algemeen te gebruiken zijn. Dit zijn de frequenties E1 en E5a. Het levert vooral in lastige situaties, zoals in een kloof of tussen hoge gebouwen een betere positie bepaling op.

WAAS en EGNOS

Om de nauwkeurigheid van gps-apparaten te verbeteren zijn nieuwe technieken ontwikkeld. Zo wordt in Noord-Amerika WAAS (Wide Area Augmentation System) gebruikt. In Europa kennen we het EGNOS–systeem (European Geostationary Navigation Overlay Service). Beide systemen bestaan uit satellieten en grondstations. Echter in de praktijk leveren deze systemen nauwelijks een betere positiebepaling op.

Galileo

In Europa is Galileo, een systeem voor gps-navigatie, ontwikkeld. Eerder waren er al enkele satellieten beschikbaar in het EGNOS-systeem. Egnos bestaat uit satellieten, grondstations en controlecentra. Het nieuwe systeem bestaat uit dertig satellieten. Het is sinds 2020
operationeel . Het Europese systeem is nauwkeuriger (tot 2m horizontaal en 4m verticaal) dan het Amerikaanse GPS-systeem. Galileo biedt ook commerciële diensten aan. Daarbij is tweerichtingsverkeer mogelijk.  Voor meer informatie zie: ESA. Sinds eind 2018 vind je op Garmin systemen Galileo. Zie voor meer uitleg het over Galileo op noskennis.

Glonass

Glonass is het Russische navigatie systeem. Het Glonass satelliet systeem is op steeds meer Garmin gps systemen te ontvangen. Voor meer informatie zie Wikipedia.

Beidou

Beidou is het Chinese navigatie systeem. Echter het Beidou systeem is niet bruikbaar op Garmin gps systemen. Voor meer informatie zie Wikipedia.

Welk gps systeem ga je gebruiken?

De vraag hoe werkt gps is eigenlijk wat vreemd. We hadden ook kunnen zeggen: hoe werkt Galileo of hoe werkt Glonass. Gps was echter het eerste bruikbare systeem voor consumenten. Deze term is helemaal ingeburgerd. Je ziet ook de term GNSS voorbijkomen en betekent Global Navigation Satellite System. Oftewel GNSS is een overkoepelend begrip voor diverse satellietsystemen. Voorbeelden daarvan zijn GPS, Galileo en Glonass.

Garmin gps’en, of eigenlijk GNSS ontvangers, maken steeds vaker gebruik van een combinatie van twee GNS systemen. Je kunt dan bijvoorbeeld kiezen voor gps, gps+Glonass of gps + Galileo. Zo levert de combinatie van het Amerikaanse GPS en Galileo een nauwkeurige positiebepaling op dan alleen GPS. De nieuwste gps’en of GNSS ontvangers beschikken over multiband technologie. Samengevat komt het er op neer dat er meerdere GNS systemen en banden worden ontvangen, waardoor een nauwkeurige positiebepaling plaatsvindt.

Voor geocachers kan het multiband systeem er voor gaan zorgen dat je minder hoeft te zoeken als iemand de geocache ook met een multiband toestel verstopt.

DGPS

DGPS staat voor Differential Global Positioning System. Dit aanvullende plaatsbepalingssysteem, zorgt voor een verbetering van de nauwkeurigheid van de positiebepaling. Op sommige gps-apparatuur zie je, nadat je WAAS/EGNOS inschakelt, op de satelliet pagina D’s staan in de staafjes.

RTK

Er bestaat een nog geavanceerdere vorm van DGPS, namelijk RTK (Real Time Kinematic). Professionele gebruikers, zoals boeren, maken gebruik van een dergelijk systeem om heel nauwkeurig te zaaien.

A-gps

A-gps maakt gebruik van wifi-netwerken en telefoonmasten. Jouw smartphone maakt waarschijnlijk gebruik van A-gps. Een outdoor of fiets gps heeft geen A-gps. Daardoor duurt het soms iets langer voordat er satellietontvangst is dan bij een smartphone. Omdat de nieuwste toestellen multiband gebruiken, is er wel een zeer snelle positiebepaling.

Gps gebruik duidelijk uitgelegd

Hierboven vind je een theoretische uitleg van gps gebruik. Als je een gps ontvanger gebruikt heb je geen kennis van GNSS technologie nodig. Je wilt vooral praktisch gebruik van het toestel kunnen maken. Dat leren we je via onze boeken en cursussen. Ben je fietser, wandelaar, kanoër of paardrijder? Je vindt een duidelijke uitleg met oefeningen in de boeken van de auteurs van gps wijzer, zodat je alle mogelijkheden leert benutten:

Gps wijzer voor de outdoor gebruiker

Voor fietsers met een Garmin Edge: de Gps wijzer voor de recreatieve en sportieve fietser

Gps wijzer voor de Garmin Fenix en andere smartwatches.