Τι είναι το Trilateration;

Η τριπλάνωση είναι ένας τύπος μέτρησης που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θέσης ενός σημείου χρησιμοποιώντας τη γεωμετρία σφαιρών, κύκλων ή τριγώνων. Σε αντίθεση με την τριγωνοποίηση, η οποία χρησιμοποιεί τη μέτρηση των γωνιών για τον προσδιορισμό της θέσης, η τριγωνοποίηση χρησιμοποιεί μέτρα απόστασης. Τα παγκόσμια συστήματα εντοπισμού θέσης (GPS) και οι έρευνες εδάφους εφαρμόζουν αυτή τη μέθοδο για να παρέχουν ακριβείς γεωγραφικές τοποθεσίες στην επιφάνεια της Γης.

Στη δισδιάστατη γεωμετρία, οι ακτίνες των κύκλων μπορούν μερικές φορές να χρησιμοποιηθούν για την εύρεση της θέσης ενός σημείου. Για παράδειγμα, εάν ένα άγνωστο σημείο Χ απέχει 3 μονάδες από το σημείο Α, θα μπορούσε να βρίσκεται οπουδήποτε σε μια ακτίνα 3 μονάδων γύρω από το σημείο Α. Όταν οπτικοποιηθεί, είναι δυνατό να δούμε ότι το σύνολο των πιθανών τοποθεσιών για το Χ σχηματίζει έναν κύκλο γύρω από σημείο Α. Εάν το σημείο Χ είναι επίσης γνωστό ότι απέχει 4 μονάδες από το σημείο Β, ωστόσο, σχηματίζεται ένας δεύτερος κύκλος πιθανών θέσεων γύρω από το Β με ακτίνα 4 μονάδων. Αυτοί οι δύο κύκλοι αλληλεπικαλύπτονται, τέμνονται σε δύο σημεία – ένα από τα οποία πρέπει να είναι X.

Μια τρίτη μέτρηση επιτρέπει την εύρεση του X. Εάν το X είναι γνωστό ότι απέχει 5 μονάδες από το σημείο C, σχηματίζεται ένας τρίτος κύκλος με ακτίνα 5. Αυτός ο κύκλος θα τέμνεται με τους άλλους δύο μόνο σε ένα από τα δύο σημεία, που τότε γνωρίζουμε ότι πρέπει να είναι X.
Το παραπάνω παράδειγμα μπορεί να εφαρμοστεί σε περιπτώσεις όπου πρέπει να βρεθεί μια κατά προσέγγιση γεωγραφική τοποθεσία. Για παράδειγμα, εάν ένα άτομο προσπαθούσε να βρει τη θέση του στο έδαφος, μπορεί να είναι σε θέση να το συμπεράνει βρίσκοντας τρεις αποστάσεις από γνωστά ορόσημα ή πόλεις. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ωστόσο, η ακριβής πλοήγηση απαιτεί τη χρήση μιας τρισδιάστατης μεθόδου τριπλοποίησης.

Η κύρια διαφορά μεταξύ της δισδιάστατης και της τρισδιάστατης τριπλοποίησης είναι ότι στην τρισδιάστατη μέθοδο χρησιμοποιούνται σφαίρες αντί για κύκλους. Οι ακτίνες τεσσάρων σφαιρών μετρώνται και η θέση προσδιορίζεται από τα σημεία τομής. Αυτό απεικονίζεται μέσω μιας από τις πιο κοινές εφαρμογές τριπλάσιου — ενός συστήματος GPS.

Τα συστήματα GPS λειτουργούν υπολογίζοντας την απόστασή τους από τους δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη. Εάν ο χρήστης του GPS στέκεται στην επιφάνεια της Γης, έχουμε ήδη μια σφαίρα με γνωστή ακτίνα — τον ίδιο τον πλανήτη. Το GPS στέλνει ακριβή χρονικά σήματα σε δορυφόρους και λαμβάνει μηνύματα που χρησιμοποιεί για να καθορίσει τον χρόνο διέλευσης και, κατ’ επέκταση, την απόστασή του από κάθε δορυφόρο. Οι αποστάσεις από τρεις δορυφόρους σχηματίζουν τρεις σφαίρες, οι οποίες επικαλύπτονται σε δύο πιθανές θέσεις, μία στην επιφάνεια της Γης και μία στο διάστημα. Για χρήστες GPS στο έδαφος, η συντεταγμένη στην επιφάνεια είναι η σωστή θέση.