Trilaterace je matematická technika používaná zařízením globálního pozičního systému (GPS) k určení polohy, rychlosti a nadmořské výšky uživatele. Neustálým přijímáním a analýzou rádiových signálů z více satelitů GPS a aplikací geometrie kruhů, koulí a trojúhelníků může zařízení GPS vypočítat přesnou vzdálenost nebo dosah ke každému sledovanému satelitu.
Jak funguje trilaterace
Trilaterace je sofistikovaná verze triangulace, i když ve svých výpočtech nepoužívá měření úhlů. Data z jednoho satelitu poskytují obecné umístění bodu ve velké kruhové oblasti na zemském povrchu. Přidání dat z druhého satelitu umožňuje GPS zúžit konkrétní umístění tohoto bodu dolů na oblast, kde se dvě oblasti satelitních dat překrývají. Přidání dat ze třetího satelitu poskytuje přesnou polohu bodu na povrchu Země. Všechna zařízení GPS vyžadují pro přesný výpočet polohy tři satelity. Data ze čtvrtého satelitu – nebo dokonce z více než čtyř satelitů – dále zvyšují přesnost umístění bodu a umožňují také vypočítat faktory, jako je nadmořská výška nebo v případě letadel nadmořská výška. Přijímače GPS běžně sledují čtyři až sedm satelitů současně a k analýze informací používají trilateraci.
GPS satelity
Americké ministerstvo obrany udržuje 24 satelitů, které přenášejí data po celém světě. Vaše zařízení GPS může zůstat v kontaktu s nejméně čtyřmi satelity bez ohledu na to, kde jste na Zemi, dokonce i v zalesněných oblastech nebo velkých metropolích s vysokými budovami. Každý satelit obíhá kolem Země dvakrát denně a pravidelně vysílá signály na Zemi z nadmořské výšky asi 12 500 mil. Družice pracují na sluneční energii a mají záložní baterie.
Když selže GPS
Když GPS navigátor přijme nedostatečné satelitní údaje, protože není schopen sledovat dostatek satelitů, trilaterace selže. Překážky, jako jsou velké budovy nebo hory, mohou také blokovat slabé satelitní signály a bránit přesnému výpočtu polohy. Zařízení GPS uživatele nějakým způsobem upozorní, že není schopen poskytnout správné informace o poloze. Dočasně mohou selhat také satelity. Signály se mohou pohybovat příliš pomalu například kvůli faktorům v troposféře a ionosféře. Signály mohou také odepnout určité formace a struktury na Zemi, což způsobí chybu trilaterace.
Vládní technologie a systémy GPS
GPS byl představen v roce 1978 vypuštěním prvního globálního pozičního satelitu. Do 80. let byla kontrolována a používána výhradně vládou USA. Celá flotila 24 aktivních satelitů ovládaných USA byla uvedena do provozu až v roce 1994. Zařízení GPS neposílá data na satelity. Zařízení GPS, jako jsou smartphony vybavené touto technologií, mohou k dalšímu zvýšení přesnosti polohy také využívat telefonní systémy, jako jsou věže a sítě mobilních telefonů a připojení k internetu. Při použití těchto dvou posledních systémů může zařízení GPS odesílat data do těchto systémů. Protože satelitní systém GPS je vlastněn vládou USA a může selektivně odepřít nebo omezit přístup k síti, vyvinuly jiné země své vlastní satelitní sítě GPS. Tyto zahrnují:
- Čínský navigační satelitní systém BeiDou
- Ruský globální navigační satelitní systém (GLONASS)
- Polohovací systém Evropské unie Galileo
- Indický indický regionální navigační satelitní systém (IRNSS), známý také jako NAVIC