Satelliittipaikannus

Geokätköily perustuu satelliittipaikannukseen. GPS (Global Positioning System) on Yhdysvaltain puolustusministeriön kehittämä maailmanlaajuinen satelliittipaikannusjärjestelmä. GPS-järjestelmää hallinnoi ja ylläpitää Colorado Springsissä majaansa pitävä Yhdysvaltain ilmavoimien 50. avaruuslennosto.

Ensimmäinen GPS-satelliitti laukaistiin 1978 ja täydessä toimintakunnossa järjestelmä oli vuonna 1995 kun avaruuteen saatiin 24 toimintakuntoista satelliittia.

Paikannus

GPS-paikannus perustuu kolmiomittaukseen. Kun GPS-vastaanotin saa signaalin vähintään kolmesta satelliitista, koska satelliittien radat ovat tiedossa se voi laskea oman sijaintinsa vertailemalla satelliittien etäisyyseroja. Lisäksi vastaanotin tarvitsee neljännen satelliitin saadakseen tarkan kellonajan etäisyyserojen laskemista varten. Paikannus on sitä tarkempi mitä useamman satelliitin vastaanotin kuulee. Tarkkuuteen vaikuttaa myös havaittujen satelliittien etäisyys toisistaan. Mitä kauempana satelliitit toisistaan ovat, sitä parempi. Ideaalitilanteessa taivaalla on kaksitoista satelliittia levittyneenä tasaisesti eri puolille taivaankantta.

Satelliitit

GPS-järjestelmään kuuluu 24 Navstar-satelliittia. GPS-satelliitit kiertävät maata niin sanotulla MEO (Medium Earth Orbit) -radalla 20 200 kilometrin korkeudessa. Kukin GPS-satelliiteista kiertää maan 11 tunnissa ja 58 minuutissa eli noin kahdesti päivässä. Satelliittien radat kulkevat niin että jokaisessa maapallon pisteessä on kerrallaan näkyvissä ainakin viisi satelliittia, yleensä enemmän.

Siviilikäyttöön lento-onnettomuuden seurauksena

Korean Airlinesin lento numero 007 oli matkalla New Yorkista Anchoragen kautta Etelä-Korean Souliin 1. syyskuuta 1983. Navigointivirheen seurauksena Boeing 747 kone eksyi Neuvostoliiton ilmatilaan. Kylmä sota oli kuumimmillaan ja Neuvostoliitto oli testaamassa ohjuksia samana päivänä. Ilmatilan valvonta oli kiristetty äärimmilleen Yhdysvaltain vakoilukoneiden varalta. KAL007 sai pian peräänsä Neuvostoliiton MiG-hävittäjät ja kommunikaatio-ongelmien seurauksena hävittäjä avasi lopulta tulen Boeingia kohti. Kaikki 269 kyydissä ollutta saivat surmansa.

Onnettomuuden seurauksena Yhdysvaltain presidentti Ronald Reagan päätti avata GPS-järjestelmän siviilien käyttöön, jottei vastaavia eksymisiä pääsisi tapahtumaan.

Siviilijärjestelmien tarkkuus parani 2000

GPS-järjestelmässä on ns. Selective Availability -ominaisuus, jolla satelliittien lähettämiä yleisessä käytössä olevia ratatietoja ja kellonaikoja voidaan tahallisesti heikentää satunnaisilla virheillä niin, että paikannustarkkuus putoaa merkittävästi. Tämän tarkoituksena on todennäköisesti estää vihollista käyttämästä järjestelmää. Selective Availability -ominaisuus oli päällä 1. toukokuuta 2000 asti, jolloin se poistettiin käytöstä presidentti Clintonin käskystä.

Selective Availabilityn poistaminen paransi siviili-GPS:ien tarkkuutta merkittävästi ja tämän seurauksena syntyi mm. geokätköily.