Sinds het begin van deze eeuw zijn lichtgewicht draagbare GPS-apparaten goedkoop en overal verkrijgbaar. Deze miniatuurapparaten werken op basis van signalen die worden uitgezonden door een reeks in een baan om de aarde draaiende satellieten en kunnen uw locatie overal op het aardoppervlak trianguleren. Zodra uw beginpositie is vastgesteld, kunnen ze ook uw bewegingen volgen, uw snelheid bepalen en vele andere berekeningen uitvoeren. De technologie vereist echter een zichtlijn met de satellieten.
Beperkingen
Er zijn verschillende plaatsen waar draagbare GPS-apparaten niet of slecht werken. Als u zich in een groot gebouw of een winkelcentrum bevindt, is de kans klein dat uw GPS-apparaat voldoende satellieten kan vinden om uw positie te berekenen. Hetzelfde geldt als je ondergronds bent, of je nu in een ondergronds winkelcentrum, een tunnel, een metro of een natuurlijk voorkomende grot bent. Zelfs bovengrondse wandelaars kunnen zich af en toe zonder bruikbaar signaal bevinden als ze zich onder een rotsachtige overhang of op de bodem van een bebost ravijn bevinden. Dat is een onvermijdelijke beperking van de GPS-technologie.
GPS 101
GPS-apparaten verzamelen signalen van een reeks geavanceerde satellieten die oorspronkelijk door het Amerikaanse leger in een baan om de aarde zijn geplaatst. Elk bevindt zich in een vaste of "geostationaire" baan rond de aarde en bevat uiterst nauwkeurige atoomklokken. Uw GPS vergelijkt de signalen van meerdere satellieten, berekent hoe ver ze verwijderd zijn van zijn eigen interne tijd en gebruikt die cijfers om uw positie vast te stellen. Elke keer dat uw handheld GPS signalen van drie satellieten kan vastleggen, kan het u vertellen waar u zich op het aardoppervlak bevindt. Als het signalen van vier of meer satellieten kan vinden, kan het je ook je hoogte vertellen.
Dead Reckoning
Als u dat weet, zou u kunnen verwachten dat uw GPS u een foutmelding geeft wanneer u door een tunnel rijdt of anderszins uw signaal verliest. In de praktijk gebeurt dat meestal niet. Zodra de GPS uw oorspronkelijke positie heeft bepaald, berekent deze uw locatie voortdurend in realtime. Dat bepaalt uw snelheid en rijrichting. Wanneer je een tunnel ingaat, verliest je toestel het contact met de satellieten. Hij weet echter hoe hard je rijdt, op welke straat of snelweg en in welke richting. Op basis daarvan maakt uw GPS een gefundeerde schatting - traditioneel "gegist bestek" genoemd - over uw positie, totdat het contact met positioneringssatellieten kan herstellen.
Work Arounds
Er zijn een aantal toepassingen voor een ondergronds navigatie- en locatiesysteem vergelijkbaar met GPS, en er zijn verschillende concurrerende technologieën onderzocht. Zo ontwikkelde het Japanse bedrijf Aichi Steel een apparaat dat een positie berekent met behulp van de magnetische velden van de aarde en een versnellingsmeter. In combinatie met GPS-technologie zou het in theorie een naadloze navigatie boven en onder de grond bieden. Een in Zwitserland ontwikkeld ondergronds systeem voor het verkennen van grotten plaatst vier zenders boven de grot, die op de normale manier verbinding kunnen maken met GPS-satellieten. Ze ontvangen signalen van een zender die door de ontdekkingsreiziger wordt gedragen en kunnen dat signaal trianguleren om een nauwkeurige positie te verschaffen.
