GPS systeem, hoe het werkt, toepassingen en voordelen

GPS systeem, hoe het werkt, toepassingen en voordelen

Een GPS systeem is iets dat aan de hand van positiebepaling met behulp van satellieten een oplossing biedt voor een probleem in de maatschappij. Dat klinkt vrij wazig, maar daarom leg ik het graag uit in dit artikel.

Een systeem dat de positie bepaald aan de hand van satellietsignalen is een GPS systeem. Er zijn veel verschillende toepassingen voor een GPS systeem. Natuurlijk is er de GPS navigatie. Maar GPS systemen worden ook gebruikt voor landmeten, autonoom bestuurbare voertuigen, tracking enz. En hoewel deze toepassingen allemaal verschillende functies hebben, maken ze allemaal gebruik van een GPS ontvanger. Grote voordelen van een GPS systeem zijn dat het makkelijk toepasbaar is en dat het overal in de wereld gebruikt kan worden. Een nadeel van een GPS systeem is dat voor een nauwkeurige positiebepaling er voldoende satellietsignalen noodzakelijk zijn.

Om alles duidelijk te maken over dit onderwerp zullen we in dit artikel de volgende vragen beantwoorden:

  • Wat is een GPS systeem?
  • Welke toepassingen van een GPS systeem zijn er?
  • Wat zijn de onderdelen van een GPS systeem?
  • Hoe werkt een GPS systeem?
  • Welke voordelen heeft een GPS systeem?
  • Wat zijn de nadelen van een GPS systeem?

GPS systeem: de oplossing

Het kan zo zijn dat u niet in de gelegenheid bent om dit gehele artikel te lezen. Daarom is er nog een mogelijkheid om meer te weten te komen over GPS systeem in het algemeen.

U kunt via deze website een GPS meetsysteem proberen. Kijk daarvoor direct op deze pagina.

U kunt op dezelfde pagina een demonstratie aanvragen van één van onze GPS meetsystemen. Bij deze demonstratie kunt u dan ook gerichte vragen stellen over GPS systeem en natuurlijk ook over andere onderwerpen met betrekking tot GPS landmeten.

Mocht u geen tijd hebben voor een demonstratie of wilt u snel tussendoor de software van onze GPS meetsystemen proberen dan is dat mogelijk. Apglos Survey Wizard is de eenvoudigste software om GPS metingen mee uit te voeren. U kunt deze gratis downloaden van de Google Play Store.

De landmeetapp Apglos Survey Wizard heeft volledige functionaliteit met de GPS van uw Android apparaat. U kunt deze app dus volledig testen en het is gratis.

Natuurlijk is de nauwkeurigheid van onze GPS ontvangers beter dan die van de standaard Android apparaten. Mocht u dus een test willen doen met een nauwkeurig systeem, kijk dan op deze pagina.

Wat is een GPS systeem?

Een GPS systeem is niet meer weg te denken uit de huidige maatschappij. Eigenlijk bij alles waar de positie van belang is, gebruikt men GPS systemen.

De betekenis van GPS is Global Positioning System. In het Nederlands is dit Globaal PositiebepalingsSysteem. De term GPS systeem is dus eigenlijk een beetje dubbelop. Er wordt namelijk twee keer systeem gebruikt.

In ieder geval bepaalt een GPS systeem de positie op de wereld. De wereld is hiervoor in graden verdeeld. Daardoor kan een GPS systeem voor elke positie op de aarde een positie aangeven. Dit doet het GPS systeem in een breedtegraad, een lengtegraad en een hoogte. Andere termen hiervoor zijn latitude, longitude en altitude.

De latitude gaat van de noordpool naar de zuidpool. De maximale waarde van de latitude is 90˚. Dit is op de noordpool. En de minimale waarde van de latitude is -90˚. Deze waarde is dan de zuidpool.

Bij de longitude ligt het iets anders. Hier is de wereld verdeeld in 360˚. Het nulpunt van de longitude, die door een GPS-systeem wordt gebruikt ligt in Engeland door de plaats Greenwich. Dit is bij een GPS systeem 0˚. In oostelijke richting is de longitude positief. In Nederland is de longitude dus zo rond de +4˚.

Echter soms komt u misschien een negatieve longitude tegen. Een negatieve longitude wordt namelijk ook gebruikt. Om tot een positieve longitude te komen hoeft u hier alleen 360˚ graden bij te tellen.

Gelukkig worden in steeds meer toepassingen van een GPS systeem de richting van zowel de latitude als de longitude getoond. Hierdoor wordt alles wel een stuk duidelijker.

Welke toepassingen van een GPS systeem zijn er?

Een GPS systeem is een erg ruim begrip. Er zijn veel toepassingen van GPS systemen. Hieronder staan een aantal veel gebruikte toepassingen.

Navigatie

Natuurlijk is één van de meest gebruikte toepassingen van GPS navigatie. Met uw telefoon kunt u navigeren met bijvoorbeeld Google Maps. Maar in de meeste auto’s zit nu navigatie ingebouwd met GPS.

De positie, die aan de hand van GPS wordt bepaald, wordt op een kaart weergegeven. En wanneer de eindbestemming dan bekend is rekent het GPS systeem de route uit.

Hierdoor kunt u zonder problemen naar elke plaats, waar u wilt, rijden. Dit in ieder geval wanneer er geen wegafsluitingen zijn.

Landmeten

Een andere toepassing is landmeten. Dat is de toepassing waar deze website gps-systeem.nl om draait.

Landmeten met een GPS systeem

Bij alle bouwprojecten is het inmeten en vastleggen van bestaande en nieuwe situaties van belang. Het nieuwe bouwwerk moet passen in de bestaande situatie en op deze bestaande situatie aansluiten.

Daarom wordt voor elk bouwproject ingemeten. Tegenwoordig is landmeten met een GPS systeem daar de meest gebruikte oplossing voor.

Met behulp van een zo’n systeem kan de positie op de centimeter nauwkeurig worden bepaald. De GPS apparatuur voor landmeten is daarmee nauwkeuriger dan dat van navigatie. De nauwkeurigheid van een GPS systeem is dus afhankelijk van de toepassing.

Naast inmeten met een GPS systeem voor landmeten kan men ook met zo’n systeem uitzetten. Piketten worden dan op de exacte positie geplaatst, zodat de aannemer het project op de goede positie kan bouwen.

GPS voor op een trekker

Er zijn GPS systemen voor op trekkers. Het GPS systeem zorgt ervoor dat de trekker zelfstandig of autonoom kan rijden.

GPS systeem trekker

Het is belangrijk dat de trekker dan niet in een sloot rijdt. Positiebepaling is dan ook van enorm belang voor het goed functioneren van een GPS systeem op een trekker.

Inmiddels gaan de ontwikkelingen van het autonoom rijden door. Wanneer een trekker in het veld rijdt, zijn er weinig externe factoren. En op de externe factoren, zoals andere voertuigen en personen, heeft men invloed.

Dat is niet het geval wanneer men auto’s zelfstandig wil laten rijden. Dan zijn er nog veel andere factoren. En de risico’s zijn groot. Een autonoom rijdende auto mag natuurlijk geen botsing veroorzaken.

Het GPS systeem voor autonoom rijden is dus geen eenvoudig systeem. Dit systeem moet veel verder zijn doorontwikkeld dan die bijvoorbeeld voor navigatie.

GPS tracking

Dan is er ook nog GPS tracking. Voor veel verschillende zaken wil men weten waar ze zich bevinden.

Dit kan zijn voor een vrachtwagen, zodat deze kan worden teruggevonden wanneer deze wordt gestolen. Datzelfde geldt natuurlijk ook voor andere dure voorwerpen.

Maar er zijn ook GPS trackers voor dementerenden. Wanneer zij een GPS tracker bij zich hebben en de weg niet meer terug kunnen vinden, dan kunnen ze worden teruggevonden.

Datzelfde geldt voor huisdieren. Er zijn nu halsbanden met een GPS tracker. Wanneer de hond of kat is verdwenen dan kan men het huisdier zoeken aan de hand van de positie die het GPS systeem voor de tracking doorgeeft.

Wat zijn de onderdelen van een GPS systeem?

Zoals u kunt zien zijn er verschillende toepassingen van een GPS systeem. En ze doen allemaal iets anders. Maar ze hebben ook een overeenkomst. Alle GPS systemen gebruiken een GPS ontvanger.

Een GPS ontvanger bestaat uit:

  1. Antenne
  2. Kleine computer
  3. Voeding (batterij)

Geopende GPS ontvanger uit GPS systeem voor landmeten

De antenne vangt de satellietsignalen op. Na het ontvangen van de satellietsignalen stuurt de antenna deze naar de kleine computer. De grote van de antenne is van belang. Hoe groter de antenne is des te meer satellietsignalen de antenne kan ontvangen. En hoe meer satellietsignalen de GPS ontvanger heeft, hoe nauwkeuriger de positie kan worden bepaald.

De computer in de GPS ontvanger berekent de positie aan de hand van de satellietsignalen, die de antenne heeft doorgestuurd. Hiervoor gebruikt de computer de formule

R2=(Xo-Xs)2+(Yo-Ys)2+(Zo-Zs)2

In deze formule is R (de straal) de bekende, omdat door het satellietsignaal de afstand van de satelliet naar de antenne bekend is. Hierdoor zijn er drie onbekenden. De computer rekent deze uit, maar heeft daar wel voldoende satellietsignalen voor nodig.

De computer van de GPS ontvanger communiceert de berekende positie met het onderdeel van het GPS systeem, waar uiteindelijk de positie wordt verwerkt. Dit is dan afhankelijk van de toepassing.

Natuurlijk kan de gehele GPS ontvanger niet functioneren zonder voeding. De voeding zorgt voor stroom voor de computer en antenne.

De overige onderdelen van een GPS systeem zijn afhankelijk van de toepassing. Zo zijn er bijvoorbeeld bij landmeten naast de GPS ontvanger nog de volgende onderdelen nodig:

  • Loodstaaf
  • Tablet
  • Landmeetsoftware Apglos Survey Wizard
  • Tablethouder

Hoe werkt een GPS systeem?

De GPS ontvanger is dus een belangrijk onderdeel van het GPS systeem. Deze vangt dus zoals hierboven uitgelegd satellietsignalen op.

Alleen zijn niet alle satellietsignalen hetzelfde. Niet alle satellieten die rondom de aarde zweven zijn ten behoeve van positiebepaling. Maar een aantal satellietconstellaties (of –groepen) zijn dit wel. Dit zijn GPS, GLONASS, GALILEO en BEIDOU.

De satellieten van deze groepen versturen allemaal een signaal, die een GPS ontvanger bij ontvangst van voldoende signalen, kan omzetten naar een positie.

Het signaal van de satellieten is dus belangrijk om de positie te bepalen. Zo’n positiebepalingssatelliet zegt eigenlijk elke keer “Nu ben ik hier”.

Daar zit dus een tijd bij. En omdat de tijd van verzending wordt ontvangen en vergeleken met de tijd van ontvangst in de GPS ontvanger kan de tijdsduur dat het satellietsignaal onderweg was worden bepaald.

Wanneer de tijdsduur bekend is en de snelheid van het signaal een “constante” dan weet de GPS ontvanger dus de afstand tussen de satelliet en de GPS ontvanger. En dat is dus de R uit de formule:

R2=(Xo-Xs)2+(Yo-Ys)2+(Zo-Zs)2

De positie van de satelliet is dan uitgedrukt in Xs, Ys en Zs. Dan blijven er drie onbekenden over. Bij voldoende satellietsignalen kan de GPS ontvanger deze drie bekenden oplossen en de positie van de GPS ontvanger bepalen.

Zo werkt dus het GPS systeem.

Wat zijn de nadelen van een GPS systeem?

Echter dan zien we gelijk een nadeel. Het satellietsignaal komt door de atmosfeer. En in de atmosfeer is de snelheid van het satellietsignaal niet constant. Dat is ook een reden dat er meer dan drie satellietsignalen nodig zijn om exact een positie te bepalen.

En dan nog is het niet zo nauwkeurig. Afhankelijk van de toepassing hangt het ervan af of de nauwkeurigheid voldoende is.

Bij bijvoorbeeld de toepassing landmeten is een centimeternauwkeurigheid noodzakelijk. Dit kan niet bereikt worden met alleen een GPS ontvanger. Daarom is er bij het landmeten met GPS ook een correctie nodig. Deze correctie, waarbij de resultaten de GPS ontvanger op een vast punt wordt vergeleken met de GPS ontvanger in het veld, zorgt ervoor dat er met centimeternauwkeurigheid kan worden gemeten.

Een ander nadeel is dat GPS signalen geblokkeerd kunnen worden door bomen, hoge gebouwen en dergelijke. Zoals uit dit artikel mag blijken moeten er voldoende satellietsignalen door de GPS ontvanger worden ontvangen. Obstakels kunnen ervoor zorgen dat er onvoldoende satellietsignalen door de GPS ontvanger worden ontvangen om de positie te bepalen.

Welke voordelen heeft een GPS systeem?

Maar naast deze nadelen zijn er ook vele voordelen. Een GPS systeem is makkelijk te gebruiken. Eigenlijk hoeft u alleen het systeem aan te zetten. Er zijn verder weinig instellingen. Hoewel dit laatste natuurlijk afhankelijk is van de toepassing.

Bij bijvoorbeeld navigatie hoeft u alleen uw bestemming in te stellen. Ook bij landmeten zijn er wanneer u dit doet met de landmeetapp Apglos Survey Wizard weinig instellingen. Kijk in de onderstaande video maar hoe weinig instellingen er zijn in deze landmeetapp.

Naast dat het werken met GPS systemen makkelijk is, geldt ook dat het totale GPS systeem nog steeds in ontwikkeling is. Eerst waren er alleen GPS satellieten van de Verenigde Staten. Maar die zijn gevolgd door Rusland, Europa en China.

Hierdoor is men voor de positiebepaling niet meer afhankelijk van één partij. Daarnaast worden er nog steeds nieuwe positiebepalingssatellieten gelanceerd. En hoe meer positiebepalingssatellieten rondom de aarde zweven, hoe makkelijker het wordt voor een GPS ontvanger om voldoende satellietsignalen te ontvangen om de exacte positie te bepalen.

Hierdoor zullen obstakels zoals bomen en hoge gebouwen steeds minder invloed hebben op GPS systemen.

Slotconclusie over GPS systeem

Dit was een heel artikel over GPS systeem in het algemeen. Er is veel over dit onderwerp van GPS landmeten te melden. We hopen dan ook dat u er in ieder geval een aantal zaken van heeft opgepikt en dat u daar u voordeel mee kunt doen.

Echter is alles wat in dit artikel is geschreven theorie. Als u deze theorie in de praktijk wilt brengen dan kan dat.

U kunt namelijk via deze website een GPS meetsysteem proberen of kopen. Wanneer u dat doet dan kunt u wat u door het lezen van dit artikel over GPS systeem direct in de praktijk brengen. En u kunt zien of het werken met onze GPS meetapparatuur iets voor u is.

Natuurlijk krijgt u wanneer u één van onze GPS meetsystemen probeert of koopt nog een korte en duidelijke uitleg, zodat u direct ermee aan de slag kunt.

Mocht u eerst een demonstratie willen dan kunt u die ook via de hierboven genoemde pagina’s aanvragen. Bij een demonstratie of een korte uitleg kunt u ook nog specifieke vragen stellen over GPS systemen.