Sedan början av detta århundrade har lätta handhållna GPS-enheter blivit billiga och allmänt tillgängliga. Dessa miniatyrenheter kan arbeta från signaler som sänds av en serie satelliter som kretsar kring satelliter och kan triangulera din plats var som helst på jordytan. När din ursprungliga position har fastställts kan de också spåra dina rörelser, bestämma din hastighet och utföra många andra beräkningar. Men tekniken kräver siktlinje med satelliterna.
Begränsningar
Det finns flera platser som handhållna GPS-enheter inte fungerar eller fungerar dåligt. Om du befinner dig i en stor byggnad eller ett köpcentrum är det liten chans att din GPS-enhet kommer att kunna fixa tillräckligt med satelliter för att beräkna din position. Detsamma gäller om du är underjordisk, antingen i ett underjordiskt shoppingkomplex, en tunnel, en tunnelbana eller en naturligt förekommande grotta. Även vandrare över marken kan ibland befinna sig utan en användbar signal om de befinner sig under ett stenigt överhäng eller längst ner i en trädbevuxen ravin. Det är en oundviklig begränsning av GPS-tekniken.
GPS 101
GPS-enheter samlar signaler från en serie sofistikerade satelliter som ursprungligen placerades i omloppsbana av den amerikanska militären. Var och en befinner sig i en fast eller "geostationär" bana runt jorden och innehåller extremt exakta atomur. Din GPS jämför signalerna från flera satelliter, beräknar hur långt de är från sin egen interna tid och använder dessa siffror för att hitta din position. Varje gång din handhållna GPS kan låsa sig på signaler från tre satelliter kan den berätta var på jordytan du befinner dig. Om den kan hitta signaler från fyra eller flera satelliter kan den också berätta din höjd.
Dead Reckoning
Att veta det kan du förvänta dig att din GPS ger dig ett felmeddelande när du kör genom en tunnel eller på annat sätt tappar din signal. I praktiken händer det vanligtvis inte. När GPS: n har fastställt din ursprungliga position, beräknar den kontinuerligt din plats i realtid. Det ger din hastighet och körriktning. När du går in i en tunnel tappar din enhet kontakten med satelliterna. Det vet dock hur snabbt du åker, på vilken gata eller motorväg och i vilken riktning. Utifrån det gör din GPS en utbildad gissning - traditionellt kallad "död räkning" - om din position tills den kan återupprätta kontakt med positioneringssatelliter.
Arbeta runt
Det finns ett antal applikationer för ett underjordiskt navigations- och lokaliseringssystem som liknar GPS, och flera konkurrerande tekniker har undersökts. Till exempel utvecklade det japanska företaget Aichi Steel en enhet som beräknar en position med hjälp av jordens magnetfält och en accelerometer. I kombination med GPS-teknik skulle det teoretiskt ge sömlös navigering över och under marken. Ett underjordiskt system som utvecklats i Schweiz för grottutforskning placerar fyra sändare över grottan, som kan anslutas till GPS-satelliter på normalt sätt. De tar emot signaler från en sändare som bärs av utforskaren och kan triangulera den signalen för att ge en exakt position.
