Aard 5/6

• Aardrijkskunde
• Secundair onderwijs

Plaatsbepaling met satellieten

Plaatsbepaling vroeger

Al eeuwenlang probeert de mens te bepalen waar hij zich op aarde bevindt. In het verleden waren de sterren en andere hemellichamen onze gidsen en kon de locatie op aarde tot op een paar honderden meters bepaald worden. Hoe dan ook, de positie van de rotatie-as van de aarde verandert slechts zeer langzaam ten opzichte van de sterren, dus we kunnen de stand van de nachtelijke sterrenhemel gebruiken om de breedtecirkel waarop we ons bevinden te bepalen.

Plaatsbepaling nu

Sinds het begin van het tweede millennium gebruiken we satellieten om onze locatie op aarde te bepalen. Met deze methode is plaatsbepaling permanent mogelijk en dat op elke plaats op aarde. Via deze techniek - en met de juiste apparatuur - is het mogelijk om een locatie op aarde te bepalen tot op enkele centimeters. Het enige wat je nodig hebt is een gps-ontvanger die nu in elke smartphone lijkt te passen.

3.1 GPS

Door de aardkromming kunnen we met toestellen op aarde slechts afstanden tot 50 km meten. Door vanuit de ruimte plaatsen te bepalen, kunnen we afstanden van duizenden kilometers met grote precisie vastleggen. Voor de positionering op aarde worden satellieten dan ook meer en meer gebruikt.

Wat is de volledige naam van GPS?

Het gps-systeem of ...................................................................................................................... is een plaatsbepalingssysteem dat gebaseerd is op afstandsmetingen naar satellieten. Het systeem werd opgezet door het Amerikaans Ministerie van Defensie en was een grote stap voorwaarts op het gebied van navigatie.

Het gps-systeem of ...................................................................................................................... is een plaatsbepalingssysteem dat gebaseerd is op afstandsmetingen naar satellieten. Het systeem werd opgezet door het Amerikaans Ministerie van Defensie en was een grote stap voorwaarts op het gebied van navigatie.

Global Positioning System

Voor de eerste zeevaarders was de sterrenhemel het enige betrouwbare houvast. De sterren zijn echter enkel bij een heldere hemel goed zichtbaar en de metingen moeten heel precies zijn omwille van de grote afstanden tussen de sterren en de aarde. Er kwam een aanzienlijke verbetering met de radiobakens vanaf de jaren 40. Deze hadden echter de nadelen dat ze geen volledige bedekking van de aardbol konden garanderen en dat ze sterk beïnvloed werden door elektrische storingen. 

Naast het gps-systeem bestaan er nog twee andere satellietplaatsbepalingssystemen, namelijk GLONASS (Russisch) en GALILEO (Europees).

GALILEO is het Europese globale systeem en werd gebouwd door de EU in samenwerking met de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. Het Galileo-project is het grootste Europese ruimtevaartproject aller tijden. GALILEO wordt ook het eerste burgerlijke systeem. Het wordt gepland om in 2019 gebruiksklaar te zijn, waarna het door iedereen gratis gebruikt kan worden voor tijdsreferentie- en navigatiedoeleinden. GALILEO zou autonoom kunnen functioneren, maar kan ook samenwerken met het gps of GLONASS om toegang tot en continuïteit van een gezamenlijk “Global Navigation Satellite System” (GNSS) te waarborgen. De huidige systemen hebben een ‘militaire precisie’, maar het Europese systeem wil de nauwkeurigste van allemaal worden.

De belangrijkste reden waarom Europa een eigen systeem wilde, was omdat ze onafhankelijk wou blijven. Ze wou vooral het risico ontlopen op het feit dat ze geen toegang meer zou hebben tot het gps of GLONASS: die zouden bijvoorbeeld uitgeschakeld of versleuteld kunnen worden. De Europese vliegtuigen en schepen zouden zo geen toegang meer krijgen tot het systeem, wat zowel politiek als militair gezien niet interessant is.

3.2 Gps in de media

3.3 De segmenten van gps

Een satellietplaatsbepalingssysteem bestaat uit drie grote segmenten: 

• Ruimtesegment

• Controlesegment

• Gebruikerssegment

De plaatsbepaling gebeurt aan de hand van 3 coördinaten

1. Waar
2. Niet waar

3.3.1 Ruimtesegment

Het ruimtesegment van een gps bestaat uit minimaal 24 satellieten die in 6 vaste banen rond de aarde draaien op een hoogte van 20 200 km. De plaatsbepaling gebeurt aan de hand van 3 coördinaten:

x (breedteligging), y (lengteligging) en z (hoogteligging). Het driedimensionale assenstelsel dat hiervoor gebruikt wordt kent zijn oorsprong in het massamiddelpunt van de aarde en draait met de aarde mee. Elke satelliet zendt signalen uit en heeft meerdere atoomklokken aan boord.

Hoeveel controlestations gebruikt een sateliet?

1. 3
2. 5
3. 8
4. 10

De controlestations bevinden zich in de buurt van de evenaar?

1. Waar
2. Niet waar

3.3.2 Het controlesegment

Het controlesegment bestaat uit 5 controlestations die continu de banen van de satellieten opvolgen. Deze controlestations bevinden zich in de buurt van de evenaar en zijn zo samengesteld dat elke satelliet continu binnen het bereik van minstens 1 controlestation is. De stations worden gebruikt om de satellietbanen te bepalen, de klokinstellingen op te volgen en de data die ze ontvangen door te zenden naar het hoofdcontrolestation in Colorado Springs.

De door het hoofdcontrolestation berekende tijden en baangegevens worden vergeleken met de daadwerkelijk uitgezonden data. Indien nodig krijgt een satelliet een correctieopdracht, dat via een aantal van de controlestations wordt verstuurd. Het controlesegment heeft dus de taak ervoor te zorgen dat de satellietbanen en klokafwijkingen binnen de vastgelegde limieten blijven.

Het gebruikerssegment bestaat alleen uit de EU die de satelliet gegevens ontvangen.

1. Waar
2. Niet waar

3.3.3 Het gebruikerssegment

Tot slot is er het gebruikerssegment dat bestaat uit alle gebruikers die voorzien zijn van een gps-toestel. Vanuit het oogpunt van de gebruiker is een satellietplaatsbepalingssysteem steeds passief. Dit wil zeggen dat de satelliet altijd de zender is (actief) en het gps-toestel steeds de ontvanger (passief). De uiteindelijke plaatsbepaling gebeurt in het toestel dat je bij jou hebt. In tegenstelling tot wat sommige films of series doen vermoeden, is de positie van een gps-gebruiker enkel door de gebruiker gekend.