Global Positioning System (GPS)-Empfänger verwenden eine interessante Technik, um zu verhindern, dass sich Personen verirren. Allerdings sind nicht alle GPS-Empfänger gleich. Einige der weniger teuren GPS-Empfänger im Taschenformat haben möglicherweise mehr Schwierigkeiten, Ihnen zu sagen, wo Sie sich befinden, wenn sie beispielsweise in dicht bewaldeten Gebieten verwendet werden. Die meisten GPS-Empfänger können jedoch ziemlich genau verhindern, dass man verloren geht, oder einem helfen, einen Ausweg zu finden, wenn man verloren geht.
GPS-Empfänger sind in ein System von 27 Satelliten eingebunden, die die Erde umkreisen. Sie verfügen jeweils über einen elektronischen Almanach, der ihnen sagt, wo sich jeder Satellit zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden sollte. Sie empfangen von den Satelliten Daten darüber, wo sich der Empfänger befindet. Dies funktioniert durch eine Technik namens dreidimensionale Trilateration.
Wenn eine Person versucht, ihren Standort zu finden, empfängt der GPS-Empfänger Signale von drei oder mehr der nächstgelegenen Satelliten. Jeder Satellit misst GPS-Empfänger als Entfernung vom Satelliten. Mit mehr Messungen steigt auch die Genauigkeit, da jede neue Messung hilft, den genauen Standort der Person auf der Erde genau zu bestimmen.
Es hilft, dies zu verstehen, indem man die zweidimensionale Trilateration auswertet. Eine verlorene Person fragt drei Personen nach dem Weg. Ihm wird von der ersten Person gesagt: „Du bist 80 Meilen von Sacramento entfernt.“ Die zweite Person sagt ihm: „Du bist 40 Meilen von San Jose entfernt.“ Die dritte Person bemerkt: „Du bist 60 Meilen von Santa Rosa entfernt.“ Durch den Vergleich dieser Werte könnte die Person schlussfolgern, dass sie sich in San Francisco befindet. Mehr Informationen würden diese Vergleiche noch einfacher machen.
Die Satelliten und die GPS-Empfänger verwenden dreidimensionale Trilateration, da sie keine flachen Entfernungen messen, sondern Entfernungen von Satelliten zur Erde. Die meisten Menschen befinden sich zu einem bestimmten Zeitpunkt im Empfangsbereich von mindestens drei GPS-Empfängern, und dies hilft dabei, ihren Standort gezielt zu identifizieren. Die höchste Genauigkeit wird erreicht, wenn GPS-Empfänger mindestens vier Satelliten erreichen können.
GPS-Empfänger messen die Entfernung, indem sie die Zeit messen, die ein Signal benötigt, um einen bestimmten Satelliten zu erreichen. Normalerweise benötigen sowohl der GPS-Empfänger als auch der Satellit Atomuhren für höchste Genauigkeit, um die beste Genauigkeit zu erzielen. Atomuhren sind jedoch extrem teuer. So ist nur der Satellit mit einer Atomuhr ausgestattet. GPS-Empfänger verfügen über eine Quarzuhr, die sich entsprechend den Satellitenmesswerten einer Atomuhr zurücksetzt.
Bei GPS-Empfängern treten einige Ungenauigkeiten auf, da sie davon ausgehen, dass alle Funkwellen mit der gleichen Geschwindigkeit übertragen werden. Das ist nicht der Fall. In Städten können Funkwellen von Wolkenkratzern abprallen und die Ergebnisse verzerren. Eine der Lösungen dafür besteht darin, stationäre GPS-Stationen auf der Erde zu haben, die GPS-Ergebnisse anzeigen und bekannte Probleme beheben können.
An neueren GPS-Empfängern werden fortlaufende Modifikationen vorgenommen, um die Signale von mehr Satelliten zu empfangen und kleine Änderungen zu berücksichtigen, die sich auf die Messungen auswirken könnten. Mit GPS-Empfängern sind wir jedoch auf dem besten Weg, uns in die Lage zu versetzen, uns nie wieder zu verirren.