Trilaterointi on maailmanlaajuisen paikannusjärjestelmän (GPS) laitteen käyttämä matemaattinen tekniikka käyttäjän sijainnin, nopeuden ja korkeuden määrittämiseksi. GPS-laite voi jatkuvasti vastaanottaa ja analysoida radiosignaaleja useilta GPS-satelliiteilta ja soveltaa ympyröitä, palloja ja kolmiota geometriaa ja laskea tarkan etäisyyden tai alueen kullekin seurattavalle satelliitille.
Kuinka trileraatio toimii
Trilaterointi on hienostunut triangulaation versio, vaikkakaan se ei käytä kulmien mittausta sen laskelmissa. Yhden satelliitin tiedot tarjoavat pisteen yleisen sijainnin maapallon suuren pyöreän alueen sisällä. Tietojen lisääminen toisesta satelliitista sallii GPS: n pienentävän kyseisen pisteen sijainnin alaspäin alueelle, jossa satelliittitietojen kaksi osaa limittyvät. Tietojen lisääminen kolmannesta satelliitista antaa maapallon pinnan tarkan sijainnin.
Kaikki GPS-laitteet edellyttävät kolmea satelliittia tarkan sijainnin laskemista varten. Neljännestä satelliitista tai jopa neljästä satelliitista saadut tiedot lisäävät edelleen pisteen sijainnin tarkkuutta ja mahdollistavat myös sellaisten tekijöiden kuten korkeuden tai ilma-alusten korkeuden laskemisen. GPS-vastaanottimet rutiininomaisesti seurata neljästä seitsemään satelliittiin samanaikaisesti ja käyttää trilateroitua analysoida tietoja.
GPS-satelliitit
Yhdysvaltain puolustusministeriö ylläpitää 24 satelliittia, jotka välittävät tietoja maailmanlaajuisesti. GPS-laite voi olla kosketuksissa vähintään neljän satelliitin kanssa riippumatta siitä, missä olet maan päällä, jopa metsäalueilla tai suurilla metropoleilla, joissa on korkeat rakennukset. Jokainen satelliitti kiertää maata kahdesti päivässä ja lähettää säännöllisesti signaaleja maapallolle noin 12 500 kilometrin korkeudesta. Satelliitit toimivat aurinkoenergialla ja niillä on varmuuskopiot.
Kun GPS epäonnistuu
Kun GPS-navigaattori vastaanottaa riittämättömiä satelliittitietoja, koska se ei pysty jäljittämään riittävästi satelliitteja, trilaterointi epäonnistuu. Esteet, kuten suuret rakennukset tai vuoret, voivat estää myös heikot satelliittisignaalit ja estää sijainnin tarkan laskennan. GPS-laite ilmoittaa käyttäjälle jollakin tavalla, että se ei kykene toimittamaan oikeaa sijaintitietoa.
Satelliitit voivat myös epäonnistua tilapäisesti. Signaalit voivat liikkua liian hitaasti johtuen troposfäärin ja ionosfäärin tekijöistä. Signaalit saattavat myös pilata tiettyjä muodostelmia ja rakenteita maapallolta, mikä aiheuttaa trilateriointivirheen.
Hallituksen GPS-tekniikat ja -järjestelmät
GPS otettiin käyttöön vuonna 1978 ensimmäisen maailmanlaajuisen paikannussatelliitin käyttöönoton myötä. Yhdysvaltain hallitus valvoi sitä ja käytti sitä vain 1980-luvulla. Yhdysvaltojen hallitsema 24 aktiivisen satelliitin koko laivasto ei ollut käytössä ennen vuotta 1994.
GPS-laite ei lähetä tietoja satelliitteihin. GPS-laitteet, kuten älypuhelimet, jotka on varustettu tekniikalla, voivat käyttää myös puhelintekniikoita, kuten matkapuhelinverkkoja ja -verkkoja, sekä internet-yhteyksiä, jotka parantavat paikan tarkkuutta. Näitä viimeksi mainittuja järjestelmiä käytettäessä GPS-laite voi lähettää tietoja näihin järjestelmiin.
Koska GPS-satelliittijärjestelmä on Yhdysvaltain hallituksen omistuksessa ja se voi valikoivasti kieltää tai rajoittaa pääsyä verkkoon, muut maat ovat kehittäneet omia GPS-satelliittiverkkojaan. Nämä sisältävät:
- Kiinan BeiDou-satelliittinavigointijärjestelmä
- Venäjän maailmanlaajuinen satelliittinavigointijärjestelmä (GLONASS)
- Euroopan unionin Galileo-paikannusjärjestelmä
- Intian intialainen alueellinen navigointijärjestelmä (IRNSS), joka tunnetaan myös nimellä NAVIC
