Navigatiesatellieten kijken op je smartphone

Navigatie op tablets en smartphones maken het leven gemakkelijk, ze helpen om de weg te vinden. Maar hoe werkt die navigatie eigenlijk? Navigatiesatellieten spelen daarin een cruciale rol. Er zijn verschillende systemen die bekend staan als gps of Glonass. We kunnen de navigatiesatellieten boven ons hoofd volgen met de app AndroiTS GPS Test, gewoon op smartphone of tablet.

Hoe werkt navigatie eigenlijk?

In veel apparaten zit een chip die de signalen van navigatiesatellieten opvangt. Meestal wordt er dan over gps - Global Positioning System - gesproken. De navigatiesatellieten trekken banen door het heelal. Ze geven continu door waar ze zich bevinden. Aan het signaal van één satelliet hebben we niet zoveel, maar door de signalen van meerdere satellieten te combineren kunnen we onze locatie bepalen. Het systeem is goed te vergelijken met iemand die zich op kerktorens en hoge gebouwen oriënteert: als je meerdere kerktorens kunt zien en je weet hoe ver je er van af bent, kun je je eigen positie bepalen. Het voordeel van het systeem met satellieten is natuurlijk dat het overal op aarde en in het luchtruim werkt, op elke plek op aarde, dag en nacht.

Navigatiesatellieten vliegen in banen zo’n 20.000 kilometer rond de aarde. De signalen moeten dus een lange weg afleggen voor ze ons bereiken. Als onze smartphone het signaal opvangt moet er gecorrigeerd worden voor zaken als:

• de afstand. Het signaal is door de afstand even onderweg en op het moment dat ons apparaat het opvangt is de satelliet al weer iets verder
• de atmosfeer waar het signaal door heen moet om ons te bereiken. Een voorbeeld is de ionosfeer op een paar honderd kilometer hoogte – daar kan elektrische lading de signalen beïnvloeden
• de hoek boven de horizon. Als een satelliet recht boven ons hoofd staat is de afstand die het signaal moet afleggen om ons te bereiken het kortst, en het effect van de atmosfeer het kleinst. Staat de satelliet vlak boven de horizon, dan wordt de afstand groter, en ook de kans op verstoring in de atmosfeer

Als hulpje van gps is er assisted gps: de satellieten worden aangevuld met steunzenders op aarde waar onze apparaten gebruik van kunnen maken. Daarbij kunnen we denken aan zendmasten van de mobiele telefoon.

Welke navigatiesystemen zijn er?

De term voor navigatiesystemen die de hele wereld omvatten is Global Navigation Satellite System (GNSS). We kennen de volgende systemen:

• gps, het Amerikaanse systeem van navigatiesatellieten. Gps bestaat al sinds de jaren zeventig, oorspronkelijk ontwikkeld voor militair gebruik. Gps is in de loop der jaren continu vernieuwd, door het lanceren van nieuwe satellieten en het buiten gebruik stellen van oude. Er zijn anno 2015 30 gps-satellieten operationeel. Gps is één van de GNSS-en, al wordt de naam vaak gebruikt om het hele stelsel van navigatiesatellieten aan te duiden
• Glonass is het Russische systeem. Uiteraard wilde Rusland onafhankelijk zijn van het Westen, en dus heeft het zelf satellieten gelanceerd vanaf 1980. Glonass heeft in 2015 24 operationele satellieten
• Galileo is het system van de Europese Unie. Vanaf 2005 zijn er satellieten gelanceerd, er draaien nu 8 satellieten rond de aarde die test signalen uitzenden. Uiteindelijk moeten het er 30 worden. In augustus 2014 ging het lelijk mis bij de lancering van 2 satellieten. Europa gebruikt Russische raketten om de satellieten in hun baan te schieten. De satellieten kwamen in een veel te lage baan rond de aarde … Het is onduidelijk of ze ooit bruikbaar zullen zijn. In april 2015 zijn er opnieuw 2 satellieten gelanceerd, deze keer wel naar de juiste baan. Galileo is nog lang niet volwaardig en wordt in de praktijk nog niet gebruikt
• Beidou, QZSS en IRNSS zijn de systemen van respectievelijk China, India en Japan

Gps en Glonass zijn volledig operationeel. Op GPS Almanac wordt het overzicht van alle navigatiesatellieten bijgehouden.

Hoe kun je de satellieten bekijken?

Het is interessant om te kijken welke navigatiesatellieten hun baantjes trekken in de hemel boven ons. Dat kan door de informatie die de gps-chip verzamelt te bekijken met de app AndroiTS GPS Test. De app is te installeren op Android-apparaten, tablet of smartphone - maar niet op Apple!

Er worden 16 satellieten opgepikt, 8 Amerikaanse en 8 Russische. De chip in mijn Samsung tablet kent alleen gps en Glonass; Beidou en QZSS staan wel op het kompas maar worden niet opgepikt. GPS Test laat mooi zien hoe de satellieten verdeeld zijn over het heelal.


Op dit satellietoverzicht zien we het aantal satellieten dat gedetecteerd is (16) en het aantal satellieten dat een goed signaal geeft (14).
Voor elke satelliet wordt het nummer weergegeven waarmee de satelliet kan worden teruggevonden in de almanak. De sterkte van het signaal wordt aangegeven met een kleurtje en in een getal.
De voorlaatste kolom is het azimut: de hoek ten opzichte van het Noorden. Negatief is van Noord linksom, in westelijke richting. Satelliet 5 is dus te vinden 169 graden links vanaf het Noorden, bijna in het zuiden dus. Een positief getal is de andere kant op, naar het Oosten.
De laatste kolom geeft de elevatie van de satelliet: de hoek boven de horizon. Satelliet 5 bevindt zich 12 graden boven de horizon. Als de elevatie (bijna) 90 graden is komt de satelliet over ons hoofd.

Tot slot

Het blijkt eenvoudig te zijn om navigatiesatellieten te volgen. De genoemde websites geven uitgebreide informatie over de verschillende systemen die er zijn.