Den är liten och inte mycket dyrare än en mobiltelefon. Troligen är den morgondagens statussymbol. Den kan berätta på 100 meter när var på jordklotet du befinner dig. Med en extra tillsats kan du öka precisionen till någon meter.

På köpet får du en klocka som följer världens atomtid på en miljondels sekund när. I själva verket är det navigationssatelliterna som numera håller ihop världstiden.

Med GPS i bilen eller båten slipper du köra eller segla vilse. Lantmätarna slipper bära med sig kikare och annan tung utrustning. Flygplan kan undvika kollisioner och genomföra automatiska landningar. Sjunkande fartyg kan sända ut nödsignaler med position till lyssnande satelliter.

Forskarna använder signalerna från rymden på ett ännu smartare sätt och mäter både kontinentaldriften och landhöjningen med några millimeters noggrannhet.

Allt detta är möjligt tack vare det amerikanska försvaret och deras 24 GPS-satelliter som ger dig en exakt position varhelst i världen du befinner dig. Det har kostat dem minst 75 miljarder kronor. För oss är det gratis att använda systemet så när som på kostnaden för en satellitmottagare.

Men det finns gränser för den amerikanska militärens givmildhet. Den bästa noggrannheten, ned till ett par meter, behåller de för sig själva och sina P-kods-mottagare. Satelliterna sänder nämligen ut två signaler, men den ena bygger på en hemlig kod som inte upprepar sig förrän efter flera dagar och den förstår inte våra vanliga GPS-mottagare. De får nöja sig med en tio gånger grövre kod. Dessutom ljuger satelliten för oss om sin verkliga position och troligen låter det amerikanska försvaret klockan att gå lite ojämt. Det gör att vi får nöja oss med en noggrannhet på ungefär hundra meter.

Från början var det tänkt att den avsiktliga störningen bara skulle användas i krislägen. I själva verket har det blivit tvärtom. Under Gulf-kriget fanns det inte nog med militära GPS-mottagare att uppbringa. Militären hyrde då in mängder med vanliga mottagare och slog av störningen. När kriget var över slog de på den igen.

Men alla militära tricks är till för att övervinnas. En GPS-mottagare som gjuts fast i marken vet redan sin position och ser därför hur stort felet är i satelliternas signaler. Genom att skicka ut det felet, differensen, kan alla rörliga mottagare i närheten rätta sig själva. Metoden kallas Differentiell GPS, eller DGPS. Sverige var en av de första länder som byggde upp ett nät av sådana fasta mottagare. Via de vanliga FM-sändarna skickas nu färska rättelser ständigt ut till alla som abonnerar på Terracoms tjänst. Eftersom DGPS även tar hänsyn till atmosfärens störningar " den fasta mottagaren mäter ju summan av alla fel " blir noggrannheten bättre än tio meter och med vissa mottagare ända ned till någon meter. Det är till och med bättre än vad militärens egna mottagare klarar av.

Trots knepen, är det ändå det amerikanska försvaret som ytterst bestämmer över sina GPS-satelliter. De har lovat oss andra tillgång till systemet under åtminstone en tioårsperiod. Ändå är det troligt att det dyker upp helt civila satelliter så småningom. När GPS-mottagarna redan finns i våra bilar, jordbruksmaskiner, ambulanser och flygplan kommer hela samhället att bli beroende av navigationssatelliterna.

Så fungerar GPS
GPS eller Navstar som systemet också kallas, består av 24 satelliter, varav tre är i reserv. Det gör att minst fyra stycken alltid är "synliga" över horisonten. En avancerad central på marken kontrollerar satelliternas 12-timmarsbanor 20 000 kilometer ovanför våra huvuden. De håller också reda på satelliternas vardera fyra atomklockor. Allt är så exakt, att till och med Einstein har ett finger med i spelet. Den lägre gravitationen därute får tiden att gå fortare, medan satellitens höga hastighet gör att tiden går långsammare. I slutändan blir ändå sekunderna lite kortare och alltså låter de atomklockorna ombord att gå något långsammare.

Satelliterna sänder ut en digital kod på drygt tusen bitar, tusen gånger i sekunden. Samtidigt skickar den också information om var den befinner sig och hur dess klockor går. GPS-mottagaren genererar sin egen version av koden. Eftersom det tar en tjugondels sekund eller mer för signalen från satelliten att nå oss på jorden, blir mottagarens och satellitens kod förskjutna i förhållande till varandra.

Om vi vet det exakta avståndet till en satellit, vet vi att vi befinner oss någonstans på ytan av ett tänkt klot runt satelliten. Om vi vet avståndet till en andra satellit, vet vi att vi befinner oss någonstans på den cirkel som bildas där ytorna på två tänkta klot skär varandra. Om vi vet avståndet till en tredje satellit, finns det bara två punkter där alla tre klotytorna skär varandra. Den ena finns långt ut i rymden, den andra på jorden.

Den fjärde satelliten tjänar till att ge ytterligare precision och säkerhet i positionsbestämningen.

De militära mottagarna har en noggrannhet på ett par meter i sidled. I höjdled blir det några gånger sämre, eftersom alla synliga satelliter befinner sig ovanför oss.

Det smarta med GPS är att det låter satelliterna och markkontrollen stå för grovjobbet. Det gör det möjligt att bygga enkla och billiga mottagare " satellitnavigatorerna. Varje GPS-satellit kostar ett par miljarder kronor, en mottagare två tusen.

Allt du behöver göra är att slå på GPS-mottagaren. Den sätter igång att lyssna efter satelliterna, identifierar dem och börjar genast ta reda på var du befinner dig.

En idé från 1800-talet
Människan har alltid använt himlaobjekt för att inte gå vilse. Genom att mäta solens eller en stjärnas höjd kan skickliga sjömän pejla sin position på kilometern när. Amerikanerna och ryssarna har med sina GPS-satelliter, Navstar och Glonass, flyttat stjärnorna närmare jorden. De har dessutom gjort dem så smarta att nutidens elektroniska sextanter, GPS-mottagarna, inte är mycket mer än en enkel fickräknare med en antenn och ett kvartsur. Det är därför en handhållen satellitnavigator inte kostar mer än drygt två tusen kronor.

Idén att använda konstgjorda stjärnor kläcktes långt innan vare sig rymdfart eller transistorn existerade. 1869 skrev Edward Everett Hale science fictionboken The Brick moon. Han tänkte sig två ihåliga tegelstensmånar som skulle underlätta för sjöfarten " en precis över Greenwichmeridianen och en över New Orleans. Men egentligen handlade inte boken om navigation, utan om mån-innevånarnas kamp för självständighet. Och inte heller hade tegelstensmånarna synts genom molnen.

De första fungerande navigationssatelliterna stod den amerikanska flottan för i mitten av 60-talet. Systemet lever faktiskt än vid sidan av det moderna Navstar som var fullt utbyggt först för något år sedan.

Fakta om GPS-mottagare
För trefyra tusen kronor inklusive moms får du en GPS-navigator som inte är större än en mobiltelefon. Den har en noggrannhet på bättre än hundra meter 95 procent av tiden och en display som visar allt från position, tid, till kurs och hastighet.

Ju fler kanaler mottagaren har desto fler satelliter kan den samtidigt hålla reda på. En som bara har en kanal lyssnar bara på en i taget, men de flesta mottagare som säljs har mellan tre och fem kanaler.

De flesta har också en dataingång för att koppla in en enhet för DGPS. Modulen som tar emot DGPS-signalerna kostar ungefär femtusen kronor och är stor som en personsökare. Då kan du veta på tio meter när var du är, men abonnemanget för Epos från Teracom kostar femton hundra kronor per år. Vill du istället betala 7 500 kronor per år får du en noggrannhet på mellan en och två meter. Signalerna sänds över de vanliga FM-sändarna via RDS - den teknik som gör att namnet på en radiokanalen dyker upp på en modern bilstereo. Epos täcker i princip hela Sverige till lands och till havs genom sina tolv referensstationer.

Men även Sjöfartsverket sänder ut felrättningar för DGPS för alla på havet, men då via långvågssändare på deras gamla radiofyrar. Den modul du behöver kostar ungefär sju tusen kronor och ger en noggrannhet på åtta meter. Rättningssignaler är helt gratis, men fungerar bara till sjöss eller längs kusten - även i stora delar av Europa och USA genom Sjöfartsverkets utländska kollegor.

Det är också till sjöss GPS-mottagarna fungerar bäst. I en tät skog eller mitt bland höghus kan det ta många minuter innan den ger en position på grund av sämre signalstyrka från satelliterna. Men det är för landbruk de flesta GPS-mottagare nu säljs - båtmarknaden börjar bli mättad. Mottagaren bör därför även kunna visa positionen på landkartor. Silva har dessutom tagit fram en mottagare som också innehåller en elektronisk fjärrkompass. Säg adjö till stoltheten hos orienterare, nu har vi alla samma chans.

Tidningen Båtnytt testade förra året ett antal handhållna GPS-mottagare - det finns också en mängd modeller för fast montage i exempelvis en båt. Tungviktaren i testen blev Garmin 40 eller 45 - som dock bara väger 225 gram. Den är lättanvänd, lättavläst, kan visa svenska landkoordinater och batterierna räcker hyggligt länge (ungefär tio timmar om man inte kopplade in den via ett 12-voltsuttag). Den andra stora tillverkaren för handhållna mottagare är Magellan.

På GPS-navigatorn finns det också en datautgång för att ansluta navigatorn till en PC eller liknande. Då kan du köpa digitala sjökort för cirka femton hundra kronor per kuststräcka och kan precis som i ett tevespel se var du befinner dig.

Du som har kvar en Decca-navigator kan vara lugn. Decca-systemet har länge hjälpt sjöfarare med sina markbundna radiosändare och kommer fortsätta göra det en bra bit in på 2000-talet.

Krocksäkert flyg
En kändsvensk uppfinnare, Håkan Lans, har tagit fram ett flygsäkerhetssystem,GP&C, som bygger på GPS och en kommunikationslänk mellan flygplanen.

En dator i flygplanet tar reda på sin position med meterprecision i både höjd- och sidled. Den använder också GPS-satelliternas exakta klocka för att sända sin position och hastighet till alla flygplan i närheten. Eftersom de andra gör samma sak, får datorn reda på hur det närmaste luftrummet ser ut. På skärmen ser piloten en tevespelsliknande bild med alla "fienders" position och flygriktning utsatta. En flygledare på marken kan också följa flygtrafiken

Systemet ser ut att kunna bli världsstandard. Det har testats i USA och EU har gett bland annat Luftfartsverket 17 miljoner för att prova det i Europa. De finska och svenska Sjöfartsverken har föreslagit att systemet också ska användas på all världens hav.

Satelliten fångar tjuven
I framtiden kan en stulen bil skicka en signal till kretsande satelliter som snabbt och lätt låter polisen fånga in både tjuv och bil. När olyckan är framme är det ännu mer bråttom. I Jönköpings larmcentral ser operatören redan idag var ambulanserna håller hus på sin datorskärm. GPS-mottagare i bilen berättar hela tiden var de är och hon kan välja den som finns närmast olycksplatsen. Över radiodatanätet Mobitex får ambulansföraren alla uppgifter på en pappersremsa. När de kvitterat uppdraget byter punkten på skärmen i larmcentralen färg från röd till grön. Den som ringt kan hela tiden få veta hur länge det dröjer innan hjälpen är framme.

Och mer teknisk hjälp är på väg. Snart får SOS-centralerna inte bara upp telefonnumret till den som ringer automatiskt, utan även adressen. I framtiden syns den hjälpsökandes position direkt på datorskärmens karta.

Men GPS dyker också upp i än mer jordnära bruk. Snart är det slut på böndernas filosoferande på traktorn eller skördemaskinen. Maskinerna kan klara vårsådden på egen hand. Detsamma gäller snöslungor och gräsklippare.

Så exakt mäts din position
Civil användning med S/A påslagen (Selective Availability - militärens störningar): 100 meter

Med DGPS: 1-2 meter och 2-3 meter i höjdled.

Utan SA (militär precision) utan DGPS: cirka 15 meter. Noggrannheten för hastighetsmätningar ligger på 0,1 m/s.

Vid vetenskapliga, fasta mätningar använder man sig av satellitsignalens bärvåg istället för den överlagrade digitala koden. Samkörda inspelningar från två eller fler fasta (och dyra) mottagare kan upptäcka skillnader i bärvågens fas ned till en procent av våglängden som är 19 cm. Det betyder en inbördes noggrannhet i mätningarna på två millimeter. Dessutom använder de bättre interna klockor, korrigerar för störningar och många andra finesser.

Felkällor i GPS:
Satellitklockan: 0,6 meter

Banfel: 0,6 meter

Mottagaren: 1,5 meter