Trilaterēšana ir matemātiska metode, ko izmanto globālās pozicionēšanas sistēmas (GPS) ierīce, lai noteiktu lietotāja pozīciju, ātrumu un pacēlumu. Regulāri uztverot un analizējot radio signālus no vairākiem GPS satelītiem un piemērojot apļveida, sfēru un trijstūra ģeometriju, GPS ierīce var aprēķināt precīzu attālumu vai diapazonu katram satelītam, kuram tiek izsekota.
Kā trilaterēšanas darbi
Trilaterēšana ir sarežģīta triangulācijas versija, taču tā aprēķinos nelieto leņķu mērījumus. Viena satelīta dati sniedz vispārīgu atrašanās vietu lielā apļveida zonā uz Zemes virsmas. Pievienojot datus no otrā satelīta, GPS var sašaurināt konkrētā punkta atrašanās vietu uz reģionu, kurā abas satelīta datu jomas pārklājas. Datu pievienošana no trešā satelīta nodrošina precīzu atrašanās vietu uz Zemes virsmas.
Lai precīzi aprēķinātu pozīciju, visām GPS ierīcēm ir vajadzīgi trīs satelīti. Dati no ceturtās satelītu vai pat vairāk nekā četriem satelītiem vēl vairāk uzlabo punkta atrašanās vietas precizitāti, kā arī ļauj aprēķināt tādus faktorus kā pacēlums vai gaisa kuģa augstums. GPS uztvērēji regulāri izseko četrus līdz septiņus satelītus vienlaikus un izmanto trilaterāciju, lai analizētu informāciju.
GPS satelīti
ASV Aizsardzības departaments uztur 24 satelītus, kas pārraidītu datus visā pasaulē. Jūsu GPS ierīce var uzturēt kontaktus ar vismaz četriem satelītiem, neatkarīgi no tā, kur jūs atrodaties uz zemes, pat mežainās vietās vai lielajās metropolēs ar augstu ēku. Katrs satelīts orbits zemi divas reizes dienā, regulāri nosūta signālus uz Zemes no aptuveni 12 500 jūdžu augstuma. Satelīti izmanto saules enerģiju un ir rezerves baterijas.
Kad GPS neizdodas
Ja GPS navigators saņem nepietiekamus satelīta datus, jo tas nespēj izsekot pietiekami daudz satelītu, trilaterēšana neizdodas. Šādi šķēršļi, piemēram, lielas ēkas vai kalni, var bloķēt vājos satelīta signālus un novērst precīzu atrašanās vietas aprēķinu. GPS ierīce kādā veidā brīdinās lietotājam, ka tā nespēj sniegt pareizu atrašanās vietas informāciju.
Satelīti arī var īslaicīgi sabojāt. Piemēram, troposfērā un jonosfērā var rasties pārāk lēni signāli. Signāli var arī atslēgt noteiktus veidojumus un konstrukcijas uz Zemes, izraisot trilaterācijas kļūdu.
Valdības GPS tehnoloģijas un sistēmas
GPS tika ieviesta 1978. gadā ar pirmā globālās pozicionēšanas satelīta palaišanu. To kontrolēja un izmantoja tikai ASV valdība līdz astoņdesmitajiem gadiem. Amerikas Savienotajās Valstīs kontrolēto 24 aktīvo satelītu flote nepabeigta līdz 1994. gadam.
GPS ierīce nesūta datus uz satelītiem. GPS ierīces, piemēram, viedtālruņi, kas aprīkoti ar šo tehnoloģiju, var izmantot arī telefona sistēmas, piemēram, mobilo telefonu torņus un tīklus, kā arī interneta savienojumus, lai vēl vairāk uzlabotu atrašanās vietas precizitāti. Izmantojot šīs pēdējās divas sistēmas, GPS ierīce var nosūtīt datus uz šīm sistēmām.
Tā kā GPS satelītu sistēma pieder ASV valdībai un tā var selektīvi noliegt vai ierobežot piekļuvi tīklam, citas valstis ir izstrādājušas savus GPS satelītu tīklus. Tie ietver:
- Ķīnas BeiDou navigācijas satelītu sistēma
- Krievijas globālā satelītu navigācijas sistēma (GLONASS)
- Eiropas Savienības Galileo pozicionēšanas sistēma
- Indijas reģionālā satelītu navigācijas sistēma (IRNSS), kas pazīstama arī kā NAVIC
