ID.nl logo
Huis

GPS en GNSS: Alles over locatietracking

Locatietracking biedt een hoop voordelen. We navigeren ermee, kunnen verloren telefoons op afstand terugvinden, et cetera. De technieken die daarvan aan de basis staan, zijn GPS en GNSS. Hoe werken ze precies?

Als je anno 2018 rijles volgt, is ‘rijden met gps’ een vast onderdeel van je lesprogramma. Je leert dan niet alleen de auto besturen, maar ook hoe je middels navigatie van A naar B moet rijden. Hoewel navigatie een paar jaar geleden nog een luxeproduct was aan boord van auto’s, is die tegenwoordig ook in de goedkoopste klasse regelmatig standaard aanwezig. Niet voor niets hebben bedrijven als TomTom het steeds zwaarder om hun apparatuur aan de man te brengen, en al helemaal nu iedereen ook nog een smartphone op zak heeft.

Smartphones hebben het landschap van locatietracking dan ook definitief veranderd. Het gebruik van locatiegegevens was vroeger een leuk extraatje, maar de technologie wordt inmiddels ook dankbaar gebruikt om gebruikers agressief te volgen. Locatietracking op smartphones heeft echter zowel voor- als nadelen, en er zijn verschillende manieren om gebruikers via locatiegegevens te volgen.

Het verschil tussen gps en GNSS

Een vorm van locatietracking is GNSS (Global Navigation Satellite System), waarvan het Amerikaanse gps (Global Positioning System) de bekendste is. Gps is daarmee een van die termen geworden waarvan de merknaam nagenoeg synoniem staat aan het soort product, zoals bijna elk navigatiesysteem vroeger ‘TomTom’ werd genoemd – zelfs als het ging om een goedkoop B-merk.

Gps is een netwerk van 32 satellieten die worden beheerd door het Amerikaanse ministerie van Defensie, en het is meteen ook het meest gebruikte navigatiesysteem ter wereld. Praktisch elke smartphone maakt voor locatietracking gebruik van gps, net als vrijwel alle Europese en Amerikaanse navigatiesystemen in auto’s.

Inmiddels is gps lang en breed ingeburgerd, maar dat was niet altijd het geval. De geschiedenis van navigatiesatellieten gaat al zo ver terug als de Spoetnik, het eerste voorwerp dat in een baan rond de aarde werd gebracht. Spoetnik deed niet veel meer dan het uitzenden van radiosignalen, maar wetenschappers merkten dat de frequentie van die signalen veranderde naarmate de satelliet dichterbij kwam of juist verder weg vloog – het zogeheten Doppler-effect.

Het idee om de signalen van meerdere satellieten te gebruiken om zo exact te zien waar een ontvanger zich bevond, was de eerste voorzichtige stap naar een functioneel GNSS-systeem.

Triangulatie en trilateratie

Amerika begon in 1973 met gps als navigatiesysteem, bestaande uit inmiddels 30 satellieten (inclusief een stel back-ups voor het geval er één plotseling uitvalt). Satellietnavigatie maakt gebruik van een eeuwenoude padvinderstruc die lezers die vroeger bij de scouting zaten zich vast nog wel herinneren: triangulatie. Dat betekent dat je twee verschillende referentiepunten vindt en de afstand tot die punten berekent.

Het punt waar die twee berekende afstanden samenkomen is de locatie waar je je op dat moment bevindt. GNSS-satellieten doen daar nog een schepje bovenop, omdat triangulatie alleen werkt op tweedimensionale oppervlaktes. Door nog een derde of zelfs vierde satelliet te gebruiken, kunnen de kunstmanen berekenen waar een gebruiker zich op een bol bevindt (in dit geval de aarde), een proces dat in de geometrie trilateratie wordt genoemd.

De 24 actieve gps-satellieten bevinden zich precies op de juiste aardbanen, zodat er overal waar je je bevindt minstens drie in de buurt zijn – althans, op een hoogte van 20.000 kilometer.

©PXimport

Verschillende navigatiesystemen

De afgelopen jaren zijn navigatiesatellieten steeds nauwkeuriger geworden. Aanvankelijk hadden satellieten een levensduur van zo’n zeven jaar, maar inmiddels is het mogelijk wel tien tot twaalf jaar met een satelliet te doen. Niettemin worden gps-satellieten regelmatig vervangen door nauwkeuriger kunstmanen met betere klokken die nog scherper kunnen timen hoeveel tijd er zit tussen het uitzenden en het ontvangen van het signaal. Daardoor kunnen zij nóg accurater berekenen waar een ontvanger zich precies bevindt.

Er zijn op dit moment meerdere navigatiesatellietnetwerken in omloop. Hoewel gps het meest wordt gebruikt en het bekendst is, is het nog steeds eigendom van Amerika en kan het in theorie nog steeds worden afgesloten van de buitenwereld. Andere grootmachten hebben daarom hun eigen GNSS-systemen ontwikkeld. Rusland heeft GLONASS, China heeft Beidou, India en Japan hebben kleinere eigen systemen, en zelfs Europa werkt aan een eigen systeem (Galileo) om in de toekomst minder afhankelijk te zijn van het Amerikaanse gps.

De meeste van die systemen bevatten (nog) niet zoveel satellieten als gps en leveren vooral dekking in de landen of regio’s waar ze zijn gelanceerd. Gelukkig werken veel van die GNSS-systemen wel goed met elkaar samen. Dankzij diplomatieke coöperatie is het mogelijk om via één gps- en twee Galileo-satellieten een goede locatie te vinden – vrijwel alle smartphones ondersteunen ook meerdere van die systemen tegelijk.

Van militaire doeleinden naar consument

Inmiddels zijn gps en GNSS gemeengoed in smartphones en auto’s, maar dat was lang niet altijd het geval. Aanvankelijk werd gps alleen voor militaire toepassingen gebruikt, maar in 1983 werd het systeem commercieel beschikbaar gemaakt voor andere partijen.

In 1998 werd besloten gps-satellieten op meerdere kanalen te laten uitzenden, zodat er één kanaal voor militaire en één kanaal voor civiele toepassingen ontstond. Het gevolg was een compleet nieuwe industrie van commerciële bedrijven die hard- en software rondom navigatie bouwden. Bedrijven als TomTom boden steeds kleinere en goedkopere systemen aan voor in de auto, en gps werd interessanter voor mobiele telefoons. Zo was het relatief eenvoudig (maar ook prijzig) om gps-trackers te kopen die je via bluetooth aan je mobiele telefoon of PDA kon koppelen.

©PXimport

Ook kwamen er bedrijven op die navigatiesoftware goedkoop beschikbaar maakten voor de gemiddelde gebruiker. MapQuest was een van de eerste grootschalige applicaties die locatiegegevens wist te integreren in een dienst waarmee je gemakkelijk kon navigeren, maar er volgden al snel veel andere start-ups en bedrijven.

De evolutie van navigatiesystemen liep synchroon met die van kaarttechnologie. Betere kaarten met meer poi’s (points of interest) en steeds betere spraaktechnologie maakten de bestaande systemen interessanter voor consumenten. En toen kwam Google Maps … Dat bleek de nagel aan de doodskist voor veel navigatiefabrikanten. Een gratis app, gecombineerd met de opkomst van smartphones die steeds krachtiger werden én 3G-internet dat steeds goedkoper werd? Dat leek voor de meeste mensen genoeg om aan hun navigatiebehoeften te voldoen.

Maar er was ook een keerzijde: door de opkomst van verbeterde techniek werd het namelijk ook voor andere partijen (opsporingsdiensten, internetbedrijven en adverteerders) steeds eenvoudiger om de locatie van gebruikers bij te houden. Daar kijken we in een volgend artikel naar.

▼ Volgende artikel
Nieuwe FromSoftware-game The Duskbloods komt echt alleen naar Switch 2
Huis

Nieuwe FromSoftware-game The Duskbloods komt echt alleen naar Switch 2

The Duskbloods, de nieuwe game van Elden Ring- en Dark Souls-ontwikkelaar FromSoftware, zal echt alleen op Nintendo Switch 2 uitkomen.

Dat heeft de ontwikkelaar benadrukt bij het bekendmaken van zijn kwartaalcijfers (via VGC). Daarbij werd ook nog eens benadrukt dat The Duskbloods nog altijd gepland staat om ergens dit jaar uit te komen, net zoals de Switch 2-versie van Elden Ring.

Over de exclusieve Switch 2-release van The Duskbloods: "Het wordt verkocht via een samenwerking met Nintendo, met verkoopverantwoordelijkheden verdeeld per regio. De game komt alleen voor Nintendo Switch 2 beschikbaar." Daarmee is dus duidelijk gemaakt dat Nintendo een nauwe samenwerking met FromSoftware is aangegaan voor de game en dat het spel niet zomaar op andere platforms uit zal komen.

Over The Duskbloods

The Duskbloods werd begin vorig jaar aangekondigd in een speciale Nintendo Direct waarin de eerste Switch 2-games werden getoond, maar sindsdien zijn er geen nieuwe beelden van het spel uitgebracht. Zoals gezegd is de game ontwikkeld door FromSoftware, het Japanse bedrijf dat naam voor zichzelf heeft gemaakt met enorm uitdagende spellen, waaronder de Dark Souls-serie en Bloodborne. Met de openwereldgame Elden Ring scoorde de ontwikkelaar enkele jaren geleden nog een megahit.

Watch on YouTube

The Duskbloods wordt een PvPvE-game, waarbij spelers het dus tegen elkaar en tegen computergestuurde vijanden opnemen. Maximaal acht spelers doen aan potjes mee. Na het kiezen van een personage in een hub-gebied wordt men naar een gebied getransporteerd waar er met andere spelers en vijanden gevochten wordt, al kan men soms ook samenwerken om vijanden te verslaan.

Spelers besturen een 'Bloodsworn', wezens die dankzij een speciaal bloed dat in hun lichaam zit meer krachten tot hun beschikking hebben dan reguliere mensen. Ondertussen is het einde van de mensheid nabij, en bestaat de wereld uit verschillende tijdperken, wat voor een mengelmoes van stijlen zorgt.

▼ Volgende artikel
Beeldverversing versus pixels: waarom soepel gamen beter is dan scherp
© Gorodenkoff Productions OU
Huis

Beeldverversing versus pixels: waarom soepel gamen beter is dan scherp

Resolutie is marketing, refreshrate is beleving. Waar 4K zorgt voor een mooi plaatje, zorgt een hoge verversing (Hz) ervoor dat je daadwerkelijk wint. Hieronder lees je waarom snelheid in feite de échte koning is in gaming.

Veel gamers staren zich blind op 4K-resolutie. Ze kopen een duur scherm, zetten de settings op Ultra en vragen zich vervolgens af waarom hun spel stroperig aanvoelt. De misvatting is dat 'mooier' gelijkstaat aan 'beter'. In werkelijkheid is de vloeibaarheid van het beeld – de refreshrate, oftewel verversingssnelheid – veel bepalender voor hoe direct en responsief een game aanvoelt. Aan het eind van dit artikel weet je precies of jij moet kiezen voor pixels of snelheid.

Hoe je ogen bedrogen worden door Hertz

Stel je voor dat je snel met je muis over je bureaublad beweegt. Op een standaard 60Hz-scherm zie je de cursor in schokjes over het beeld springen; je hersenen vullen de gaten in. Op een 144Hz- of 240Hz-gaming-monitor verdwijnen die gaten.

Het technische verschil zit hem in de verversingssnelheid: het aantal keren per seconde dat het beeld wordt vernieuwd. Bij 60 Hz krijg je elke 16,6 milliseconden een nieuw beeld. Bij 144 Hz is dat elke 6,9 milliseconden. Dat klinkt als een klein verschil, maar je voelt het direct. Het gestotter dat je onbewust gewend bent verdwijnt. Bewegingen voelen boterzacht aan, alsof de cursor (of je crosshair) aan je hand vastgeplakt zit in plaats van er achteraan zwemt. Dit effect wordt motion clarity genoemd: objecten blijven scherp, zelfs als ze snel door het beeld bewegen.

©Framestock

De winst in shooters en snelle actie

Wanneer werkt dit in je voordeel? Vooral in competitieve shooters zoals Call of Duty, Counter-Strike of Valorant. In dit soort games telt elke milliseconde. Een hogere refreshrate vermindert de input lag, oftewel de tijd tussen jouw klik en de actie op het scherm.

Stel, je draait je personage snel om. Bij een lage refreshrate wordt de vijand een fractie later getoond en zie je veel bewegingsonscherpte (motion blur). Met een hoge refreshrate zie je de vijand eerder en scherper, waardoor je sneller kunt reageren. Je hebt letterlijk actuelere informatie dan je tegenstander. Om dat te bereiken heb je wel een krachtige videokaart nodig die genoeg beelden per seconde (FPS) kan genereren om je snelle scherm bij te houden.

Wanneer resolutie het toch wint van snelheid

Is snelheid altijd heilig? Nee. Als je vooral tragere, meer verhalende games speelt (zoals Cyberpunk 2077 in de 'sightseeing' modus), Microsoft Flight Simulator of grafische RPG's, dan voegt 240 Hz weinig toe. In deze titels kijk je vaak naar stilstaande of langzaam bewegende omgevingen.

In dat geval wil je juist de texturen van de bomen, de reflecties in het water en de details in gezichten zien. Een 4K-monitor op 60 of 120 Hz is dan een logischer keuze dan een onscherp 1080p-scherm op 360 Hz. De visuele pracht weegt hier zwaarder dan de milliseconden reactietijd. Ook voor console-gamers die op de bank zitten, is een goede televisie met 4K en HDR vaak indrukwekkender dan puur de hoogste framerates.

Situaties waarin een hoge refreshrate zinloos is

Er zijn momenten dat investeren in een snel scherm weggegooid geld is. Dat gebeurt bijvoorbeeld als je hardware de snelheid niet kan leveren; als je videokaart maar 50 frames per seconde kan leveren, heeft een 144Hz-scherm geen nut omdat het scherm wacht op de computer. Daarnaast beperken oude kabels je bandbreedte, waardoor je monitor soms terugvalt naar 60 Hz zonder dat je het doorhebt. Ook op oudere consoles zoals de Nintendo Switch of de standaard PS4 heb je niets aan snelle schermen, omdat deze hardware fysiek gelimiteerd is op 60 Hz of lager.

Bepaal wat jouw setup aankan

Kijk dus kritisch naar je huidige situatie voordat je naar de winkel rent. Heb je een high-end pc die makkelijk 120+ FPS haalt in jouw favoriete games? Dan is een upgrade naar een 144- of 165Hz-monitor de grootste sprong in spelplezier die je kunt maken. Speel je op een PlayStation 5 of Xbox Series X? Zoek dan specifiek naar een scherm met HDMI 2.1-ondersteuning om 120 Hz op 4K mogelijk te maken. Zit je ver van je scherm af en speel je relaxed? Investeer dan liever in resolutie en kleurdiepte.

©Proxima Studio

Kortom: snelheid is de sleutel tot succes!

Verversingssnelheid is belangrijker dan resolutie voor iedereen die actie- of competitieve games speelt. Het zorgt voor een vloeiender beeld, minder input lag en betere motion clarity, wat je direct een voordeel geeft in het spel. Resolutie is vooral luxe voor het oog, maar refreshrate is pure prestatie voor de speler.