Monday, September 23rd, 2019

GPS er nøjagtighed, men det er din telefon ikke

GPS er præcist nok til mange ting, men hvor præcis er en GPS? GPS’en i din telefon er fx ikke god nok til at tracke din løberute, hvis løbehastigheden er vigtig for dig. Telefonens GPS har nemlig en præcision på seks meter eller mere – faktisk tit meget mere.

 

Satellit, GPS og RPK

GPS er præcis i din telefon skal bruge gode og direkte signaler fra mindst fire satellitter, for at finde din placering. Grafik: NASA.

Hvis du har løbet et officielt marathon og oplevet, at din telefon siger, at du har løbet 43 kilometer eller mere, så er du ikke alene. For medens telefonen måler tiden meget præcist, så er der knap så meget swing over dens GPS. Men selv om telefonens GPS kunne være bedre, så er det ikke kun dens kvalitet, der er problemet. Vi gennemgår de vigtigste årsager og guider dig til større GPS nøjagtighed.

 

En præcis GPS skal finde signal fra mange satellitter

Kan en GPS ikke finde direkte signaler fra satellitter nok, så er den upræcis. For at finde sin position, skal GPS’en have signal direkte fra mindst fire satellitter. Desuden skal de fire satellitter være fordelt mest muligt på himmelen, hvis din GPS også skal komme med en præcis angivelse af din position. Præcisionen stiger, hvis GPS’en kan finde signaler fra endnu flere satellitter.

En GPS finder nemlig sin position ved at regne på sin afstand fra satellitterne i systemerne GPS, GLONASS og Galileo. Ud fra én satellit kan den placere sig selv på en kugleflade i en bestemt afstand fra satellitten. Med to satellitter kan den finde sin placering på en ring. Nemlig den ring som passer med overlappet imellem de to satellitters kugleflader. Ud fra tre satellitter kan den finde to mulige punkter for sin position på den ring. Signalet fra den fjerde satellit fortæller GPS’en, hvilket af de to punkter, der er det rigtige.

 

Refleksioner af satellitters signaler ødelægger GPS’ens præcisionen

Men signalet fra en satellit kan bliver reflekteret af en metalmast, en mur eller et træs blade. Det betyder, at signalet skal tilbage lægge mange meter ekstra, før det når din GPS. Derfor antager GPS’en, at den er nogle meter længere fra den relevante satellit, og derfor flytter den din løbetur nogle meter væk fra satellitten. Det rammer din GPS på nøjagtigheden.

Du kan derfor øge din GPS’s nøjagtighed ved at holde afstand til bygninger, metalmaster og træer. En løbetur i smalle gader og skove er fx en alvorlig udfordring for din GPS.

For at øge GPS’ens præcision prøver en app som fx Google Maps at placere dig på en vej i nærheden af den koordinat, som GPS’en har beregnet. Det meste af tiden er en vej jo et godt bud på, hvor du reelt befinder dig. Nogle gange kan du se det på telefonen. Først placerer app’en dig på en sti i nærheden, men efter lidt tid, hvor den har samlet mange målinger, flytter den gradvist din placering til den strand, som du reelt ligger på.

 

RTK korrigerer for atmosfærens forstyrelser

Men selv med det bedste udstyr og massere af satellitter på himmelen, bliver telefonens GPS ikke mere præcis end nogle meter. For atmosfæren forstyrrer signalet, og ingen beregning kan kompensere for det.

Landmålere, landmænd og andre, som skal bruge deres position med centimeters nøjagtighed, bruger derfor en referencestation. Det er en GPS, som kender sin position, og derfor kan den beregne, hvor meget og hvordan atmosfæren forstyrrer satellitterens signaler. Den korrektion sender referencestationen videre til deres GPS, som dermed kan beregne sin position med et par centimeters nøjagtighed.

 

Hvis din GPS’s nøjagtighed er helt ude i skoven

Indstilingerne på din telefon kan gøre din GPS endnu mere upræcis, end den behøver at være. Hvis du tillader telefonen at styre strømindstilingerne selv, kan den fx finde på at slukke for app’en Endomondo. Med den indstilling slukker telefonen nemlig for app’s, der er aktive i baggrunden. Pointen er at spare strøm, så batteriet holder hele løbeturen, men til gengæld ved app’en ikke, hvor du har løbet. Løsningen er at slå manuelstrømstyring til på de relevante GPS-afhængige app’s. Nogle firmaer lægger desværre en meget stram strømstyring ind i Android, så det kan være op ad bakke at slå den fra. Dårlig præcision fra GPS’en kan også komme af, at du selv har slået GPS’en fra, men det sker ikke for vores læsere.

Den nye teknologi IEEE skulle give meget præcisere GPS’er på mobilerne, men den er ikke på markedet endnu.

Hvis du kunne lide artiklen, så følg os på Facebook eller abonner på vores nyhedsbrev. Det kommer kun en eller to gange om ugen. Her på ScienceFix lægger vi vægt på fakta og forskning, derfor har vi normalt links i teksten.