navigatiesatellieten

Navigatiesatellieten zijn ruimtetels die posities, bewegingen en tijd op aarde leveren. Ze vormen samen met een grondnetwerk het Global Navigation Satellite System (GNSS). De satellieten zenden continu tijd- en ruimtelijke informatie uit, zodat ontvangers op aarde hun positie kunnen bepalen door de reistijd van de signalen van meerdere satellieten te meten.

Er bestaan verschillende wereldwijde systemen, waaronder GPS (Verenigde Staten), GLONASS (Rusland), Galileo (Europese Unie) en BeiDou (China). Daarnaast zijn er regionale systemen zoals QZSS (Japan) en NavIC (India). De satellieten bevinden zich meestal in een middelhoge baan en vormen constellaties met tientallen satellieten; elk systeem levert wereldwijd toegang tot radiogolven die door receivers geaccepteerd worden.

Werking: een GNSS-ontvanger berekent de positie door trilateratie. De satellieten dragen nauwkeurige tijd- en ruimtelijke gegevens (ephemeris) en zenden sonde- en tijdcodes uit. Door de tijdsverschillen tussen ontvangst en verwachte tijd kan de ontvanger de afstand tot elke satelliet bepalen. Met drie of meer satellieten kan de ontvanger een 3D-positie bepalen en met de vierde satelliet ook de lokale tijd verifiëren. Signalen kunnen carrier-fase- en pseudorange-metingen omvatten; nauwkeurigheid wordt bovendien verbeterd door bevoorrading, zoals WAAS, EGNOS, of RTK.

Toepassingen en nauwkeurigheid: GNSS wordt gebruikt voor navigatie, voertuiggerichte diensten, landmeting, landbouw en wereldwijde tijdsbepaling voor netwerken. Consumentenapparaten leveren doorgaans een nauwkeurigheid van enkele meters, die met augmentaties en professionele systemen tot centimeter- tot decimeter-nauwkeurigheid kan toenemen.

Beperkingen en uitdagingen omvatten signaalblokking door gebouwen of bomen, atmosferische afwijkingen, en risico’s zoals storingen, spoofing en misbruik. De geschiedenis van navigatiesatellieten omvat de ontwikkeling van GPS in de jaren 1970–1990, gevolgd door Galileo, GLONASS en BeiDou, met voortdurende vernieuwing van systemen en satellieten.