Satellitnavigering

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Konfiguration av satelliter i det amerikanska GPS-systemet, det mest utnyttjade systemet för satellitnavigering.
Exempel på en GNSS-mottagare. Mottagaren anger vilka satelliter den är i kontakt med, och sin position.

Satellitnavigering[1] eller satellitnavigation (ibland förkortat som GNSS, efter Global Navigation Satellite System[källa behövs]) är ett samlingsnamn för en grupp världstäckande navigeringssystem som utnyttjar signaler från en konstellation av satelliter och pseudosatelliter för att möjliggöra positionsinmätning för en mottagare. Det amerikanska GPS-systemet är det mest kända av dessa system, men därutöver finns bland annat det ryska GLONASS och det nyutvecklade europeiska Galileo.

Teknik[redigera | redigera wikitext]

Se även: GPS-signaler

Översikt[redigera | redigera wikitext]

Tekniken som utnyttjas av satellnavigeringssystem bygger på att mottagaren tar emot kodade radiosignaler från flera satelliter samtidigt. Satelliterna befinner sig i så kallad MEO-bana, Medium Earth Orbit, på cirka 20 000 km höjd. Signalerna används för att bestämma mottagarens avstånd från de olika satelliterna, samtidigt som mottagaren tar emot information om satelliternas position. Normalt krävs att signaler från minst fyra satelliter i samma system når mottagaren samtidigt, för att det ska bli möjligt att lösa en ekvation med fyra variabler: latitud, longitud, altitud och tid. I normalfallet når signaler från sex till tolv satelliter (i samma system) mottagaren samtidigt, vilket innebär att redundansen med avseende på tillgänglighet är hög. På grund av naturliga begränsningar i styrkan på mottagna signaler från satelliternas sändare fungerar dessa system bara under förhållanden där mottagaren har fri radiosikt till satelliterna, det vill säga huvudsakligen utomhus.

Begrepp[redigera | redigera wikitext]

Enkeldifferens är differensen mellan samtidiga fasmätningar mot en satellit från två olika stationer. Satellitens klockfel elimineras och banfelens och atmosfärens inverkan reduceras med denna differensbildning.

Dubbeldifferens är differensen mellan två enkeldifferenser relaterade till två olika satelliter vid samma epok. Både mottagarens och satellitens klockfel elimineras, och banfelens och atmosfärens inverkan reduceras med denna differensbildning.

Trippeldifferensen är differensen mellan dubbeldifferenser vid två epoker. Trippeldifferenser eliminerar det obekanta antalet våglängder och kan därför användas till exempel för sökning av periodbortfall.

Klockfel eller klockavvikelse är hos satelliter skillnad mellan tidsangivelse hos satellitens klocka och tidsangivelse hos en referens. Relativistiskt klockfel' är inom satellitnavigering ett klockfel som beror på relativistiska effekter, det vill säga orsakas av skillnad i gravitationspotential och hastighet mellan satellit och mottagare.

Integrerad dopplerräkning är skillnaden mellan antalet mottagna perioder och antalet perioder som genererats från en konstant frekvens under ett tidsintervall. Integrerad dopplerräkning använd(e)s speciellt i Transit-systemet.

Användning[redigera | redigera wikitext]

Systemen för satellitnavigering togs ursprungligen fram för militära tillämpningar, för att möjliggöra för bland annat fartyg, flygplan och kryssningsrobotar att bestämma sin position oavsett var på jorden de befann sig. Därefter följde civila tillämpningar inom navigering för sjöfart och flygtrafik.

Senare har olika tillämpningar kring positionsbestämning på land tillkommit, både för fordon, inom byggnation och för enskilda personer. Landtillämpningarna har lett till en kraftig ökning av antalet användare av GNSS-system.[2]

Med geopositionerad digital skyltning menas reklam via mobila elektroniska skärmar monterade på rörliga objekt exempelvis taxibilar, bussar eller andra fordon, och är en form av digital skyltning. Innehållet på skärmarna varierar med den geografiska positionen som de för närvarande har, vilket detekteras med exempelvis GPS.

Historik[redigera | redigera wikitext]

Prototyp till Transit-1-satelliten.

Uppskjutningen av den sovjetiska satelliten Sputnik 1957 ledde snabbt till idén att utnyttja satelliter för positionsbestämning. Det amerikanska Transit-systemet var det första systemet för satellitnavigering som togs i drift. De första försöken med Transit genomfördes 1960, och det togs i bruk inom amerikanska flottan 1964.

Det första moderna satellitnavigeringssystemet byggt på andra principer som möjliggjorde mer noggrann positionsmätning var det amerikanska GPS. Arbetet med detta system påbörjades av det amerikanska försvaret 1973, inledningsvis under beteckningen Navstar. Den första experimentella GPS-satelliten sköts upp 1978, och den första moderna Block II-satelliten i systemet sköts upp 1989, och 1993 nådde GPS inledande operativ status. Ryska GLONASS förklarades operativt 1996, men har inte kontinuerligt haft en fullständig konstellation av satelliter.[3]

Satellitnaveringssystem, framför allt GPS, har från 1990-talet tagit över den roll som de tidigare systemen för radionavigering fyllde från 1940-talet.

Risker[redigera | redigera wikitext]

Det finns risker med att lita alltför blint på satellitnavigering. Den 11 september 2010 dog en fyrårig flicka i Storbritannien när hon åkte bil med sina föräldrar, sedan deras bil blivit påkörd av en annan bil. Utredningen av olyckan var klar i början av februari 2011. Det visade sig att flickans föräldrar hade följt rådet från sin satellitnavigationsenhet att svänga höger i en korsning, trots att det fanns skyltar där som förbjöd högersväng. Båda föräldrarna sade att de inte hade sett skyltarna. En mötande bil körde in i sidan på föräldrarnas bil vid den bakdörr där flickan satt, och hon dog av skadorna som hon åsamkades vid kollisionen.[4] (Storbritannien har vänstertrafik, varför högersväng innebär korsande av mötande trafiks körbana.)

Se även[redigera | redigera wikitext]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ "satellite navigation – satellitnavigering". ne.se. Läst 5 april 2015.
  2. ^ LMV-rapport 2007:11 – Introduktion till GNSS, s. 9
  3. ^ LMV-rapport 2007:11 – Introduktion till GNSS, s. 10
  4. ^ Girl of four died in sat-nav error crash in Blackrod, BBC den 3 februari 2010.

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]