A trilateráció a globális helymeghatározó rendszer (GPS) által használt matematikai módszer, amely meghatározza a felhasználó pozícióját, sebességét és magasságát. Ha több GPS-műholdról érkező rádiójeleket folyamatosan fogadja és elemzi, valamint a körök, a gömbök és a háromszögek geometriáját alkalmazza, a GPS-eszköz kiszámíthatja a pontos távolságot vagy tartományt a követendő műholdakhoz.
A trilateráció működése
A trilateráció egy kifinomult háromszögelési változat, bár nem használja a szögmérés számításait. Egyetlen műhold adatai a Föld felszínén egy nagy körkörös területen belüli pont általános helyét biztosítják. Adatok felvétele a második műholdról lehetővé teszi a GPS számára, hogy szűkítse az adott pont helyét egy olyan régióba, ahol a két műholdas adatterület átfedi egymást. Harmadik műholdról történő adattovábbítás pontos pontot ad a Föld felszínén lévő pontnak.
Az összes GPS-készülékhez három műhold szükséges a hely pontos számításához. A negyedik műholdról vagy akár négynél több műholdról származó adatok tovább fokozzák a pont helyzetének pontosságát, és lehetővé teszik továbbá olyan tényezők számát, mint a magasság, vagy a repülőgépek esetében a magasság meghatározása. A GPS-vevők rutinszerűen négy-hét műholdat egyidejűleg követnek, és trilaterációt használnak az információk elemzéséhez.
GPS műholdak
Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma megtartja a 24 műholdat, amelyek világszerte továbbítják az adatokat. A GPS készülék legalább négy műholdat érinthet, függetlenül attól, hogy hol vannak a földön, még fás területeken vagy nagy épületeknél is. Minden egyes műhold naponta kétszer kering a földre, rendszeresen elküldi a Földre jeleket mintegy 12 500 mérfölddel. A szatellitek napenergiával működnek és tartalék akkumulátorral rendelkeznek.
Ha a GPS meghibásodik
Ha a GPS navigátor nem kap elegendő műholdas adatot, mert nem képes elég műholdakat követni, a trilateráció sikertelen. Az olyan akadályok, mint például a nagy épületek vagy hegyek, gyenge műholdas jeleket is blokkolhatnak, és megakadályozhatják a hely pontos kiszámítását. A GPS-eszköz bizonyos módon figyelmezteti a felhasználót, hogy nem tud helyes pozícióadatokat megadni.
A műholdak ideiglenesen is meghiúsulhatnak. A jelek túlságosan lassan mozoghatnak a troposzféra és az ionoszféra tényezői miatt. A jelek a Földön bizonyos alakzatokat és struktúrákat is kivághatnak, ami trilaterációs hibát okoz.
Kormányzati GPS technológiák és rendszerek
A GPS-t 1978-ban vezették be az első globális helymeghatározó műhold elindításával. Az 1980-as évekig kizárólag az Egyesült Államok kormánya irányította és használta. Az USA által ellenőrzött 24 aktív műhold teljes flotta 1994-ig nem lépett életbe.
A GPS-eszköz nem küld adatokat a műholdaknak. A GPS-eszközök, például a technológiával felszerelt okostelefonok telefonos rendszerek, például mobiltelefon-tornyok és hálózatok, valamint internetkapcsolatok segítségével is javíthatják a helymeghatározást. Az utóbbi két rendszer használatakor a GPS eszköz adatokat küldhet ezeknek a rendszereknek.
Mivel a GPS-műholdrendszer az Egyesült Államok kormányának tulajdonában van, és szelektíven tagadhatja vagy korlátozhatja a hálózathoz való hozzáférést, más országok saját GPS műholdas hálózataikat fejlesztették ki. Ezek tartalmazzák:
- Kína BeiDou navigációs műholdrendszer
- Oroszország globális műholdas navigációs rendszere (GLONASS)
- Az Európai Unió Galileo pozicionáló rendszere
- India indiai regionális navigációs műholdrendszer (IRNSS), más néven NAVIC
