Teknisk Beskrivning

Avståndsmätning

Positionsbestämning med GPS bygger på avståndsmätning med triangulering från ett antal satelliter. Satelliterna skickar kontinuerligt ut information om exakt tid och datum (i kodad form), identitet (vilken satellit som sänder), status samt uppgifter om var satelliten befinner sig vid varje given tidpunkt.

Avståndsmätningen går till så att man mäter skillnaden i tiden det tar för varje satellits signal att nå mottagaren. Eftersom signalen går med ljusets hastighet går det att räkna ut hur långt det är till satelliten. Genom att satelliternas position är känd, då de kontinuerligt övervakas av cirka 15—30 markstationer placerade i huvudsak längs och nära ekvatorn, så går det sedan också att räkna ut var man befinner sig, latitud och longitud (när man har fått avståndet till minst tre satelliter). För bestämning av altituden måste man ha signaler från minst 4 satelliter. Det kan skilja ganska mycket på en dålig GPS och en bra GPS.

Tidsmätning

GPS-systemet bygger på att tidgivningen är mycket noggrann. Detta åstadkoms på flera sätt. Varje satellit har fyra atomklockor ombord - en som används och tre i reserv. För att tidmätningen skall bli noggrann krävs att alla satelliter kan skicka ut sina koder samtidigt inom snäva marginaler. Detta görs genom att satelliternas atomur synkroniseras från en huvudklocka på marken, vilket sker var 12:e timme.

I GPS-mottagaren används en vanlig kvartsoscillator som tidmätare (samma typ som finns i armbandsur). Sådana är mycket noggranna vid tidmätning under någon eller ett par sekunder, men blir mindre noggranna vid längre mätningar än så. Därför synkroniseras mottagarens kvartsoscillator regelbundet med satelliternas klockor (ungefär varje sekund).

När mottagarens klocka är synkroniserad med satelliternas skapar satelliten och mottagaren samtidigt varsin tidskod. Satelliten skickar ut sin tidskod, och mottagaren tar emot den. Mottagaren vet nu hur lång tid det har förflutit sedan satelliten skickade ut sin kod och kan ur detta beräkna avståndet till den satelliten.

Även andra system nyttjar noggrannheten i GPS-systemets tid för tidssynkronisering till exempel digital-tv eller radiosystem exempelvis Tetrastandarden.