De signalen die een satelliet-plaatsbepalingssysteem als GPS en straks GALILEO uitzendt, kunnen op verschillende manieren, voor verschillende toepassingen gebruikt worden. Een gangbare indeling van de gebruiksmogelijkheden is de volgende:
- positionering
- precieze positionering
- navigatie
- precieze navigatie
- tracking en tracing
- tijdsbepaling
Het verschil tussen de “gewone” toepassingen en de precieze toepassingen is dat de gewone toepassingen de uitgezonden code van het GNSS-signaal gebruiken, terwijl precieze toepassingen gebruik maken van de draaggolf van het signaal. Navigatie heeft betrekking op continue positiebepaling van bewegende objecten terwijl positionering betrekking heeft op stilstaande objecten (of losse posities berekenen van een bewegend object). Tracking en tracing heeft in principe ook betrekking op bewegende objecten. Echter, de positiegegevens worden nu doorgestuurd naar een andere locatie.
Positionering
Bij positionering wordt de locatie van een stilstaande GNSS-ontvanger berekend met behulp van het gecodeerde GNSS-signaal. De kwaliteit hiervan varieert van één tot enkele meters, afhankelijk van of een referentiesignaal wordt gebruikt. Voorbeelden van toepassingen hiervan zijn: wandelaars die af en toe hun locatie willen controleren en Location Based Services.
Precieze positionering
Precieze positionering wordt voornamelijk toegepast in de landmeetkunde. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een zogenaamde fase-ontvanger, dwz een GNSS-ontvanger die posities bepaalt uit de ontvangen draaggolven van de GNSS-satellieten. Om een goede kwaliteit positionering te verkrijgen is altijd (minimaal 1) extra ontvanger op een vaste referentieplaats nodig. Naarmate je vanuit één plaats langer meet, wordt de kwaliteit van de bepaalde positie beter. Haalbaar is positiebepaling tot op één centimeter.
Het geavanceerde systeem van de startende onderneming PosiTim (zie nieuwsbericht ESA) gebruikt satellietnavigatiesignalen van GPS en het Russische systeem Glonass. Daarmee wordt in realtime de positie bepaald tot centimeter precisie. Wanneer de gegevens langer worden verwerkt, is het systeem zelfs nauwkeurig tot op de millimeter. Op dit moment wordt na dataverwerking een nauwkeurigheid bereikt van een millimeter horizontaal en vier millimeter verticaal. En realtime is nauwkeurigheid tot vijf millimeter horizontaal en twintug millimeter verticaal mogelijk. Het systeem wordt al gebruikt voor de positiebepaling van offshore schepen en platforms.
Navigatie
Navigatie betekent dat de positie van de bewegende antenne “continu” (bijv. elke seconde) wordt berekend. Als hiervoor een gewone code-ontvanger wordt gebruikt geeft dit posities tot op enkele meters (navigatie). Met een fase-ontvanger (plus GNSS referentiestation) is in principe een kwaliteit van 10 centimeter mogelijk (precieze navigatie). Toepassingen zijn: volgen van een geplande vaarroute, haven- en sluisnadering, afmeren en berekenen van het gevlogen traject van bijvoorbeeld een helikopter, etc.
Tracking
Tracking wordt voornamelijk gebruikt voor vlootbeheer. Vanuit het kantoor wil men bijvoorbeeld weten waar alle vrachtwagens of boten zich ongeveer bevinden. Tracing wordt toegepast om bijvoorbeeld een auto terug te vinden als deze gestolen is. Het wordt ook toegepast door de 112-alarmcentrale om gehandicapten die (van buitenshuis met een speciaal toestel) het alarmnummer bellen te kunnen vinden.
Tijdsbepaling
Waar bovenstaande toepassingen allemaal te maken hebben met het bepalen van posities, is er een andere groep die gebruikt maakt van de tijdcomponent in het GNSS-signaal. De GNSS-satellieten zenden, naast het gecodeerde stuk voor positiebepaling, ook de zogenaamde navigatieboodschap uit. Eén van de dingen die hierin staan is een hoognauwkeurige tijdsboodschap. Dit tijdsignaal wordt gegenereerd door een groep atoomklokken. Het GNSS-signaal kan dus gebruikt worden als tijdwaarneming of om processen op verschillende locaties te synchroniseren in de tijd. Tijdsynchronisatie met behulp van GNSS wordt ondertussen in verschillende sectoren toegepast.