GPS

System pozycjonowania GPS stał się jednym z najczęściej wykorzystywanych standardów pomagających określić położenie geograficzne. Korzystają z niego służby mundurowe i medyczne, podróżnicy, sportowcy, wędkarze i kierowcy. Amerykański system nawigacji satelitarnej spotkamy w wielu rodzajach urządzeń. Z części z nich korzystamy na co dzień, zaś inne przydają się okazjonalnie i jedynie do określonych aktywności. Gdzie spotkamy się z technologią GPS i jak ona działa?

Więcej na ten temat dowiecie się z tekstu na dole strony.

GPS - gdzie występuje ta technologia?

• Zegarki sportowe – pulsometry wykorzystywane głównie przez biegaczy, kolarzy i triathlonistów. Obecnie najczęściej obsługują już więcej niż jedną sieć satelitów (w zależności od modelu i producenta będzie to kombinacja GPS, GLONASS, GALILEO, QZSS lub BEIDOU). Nawigacja nie tylko ustala położenie i mierzy pokonany dystans, ale pomaga także doprecyzować prędkość, z jaką się poruszamy. W zależności od modelu możemy spotkać się z wieloma opcjami dodatkowymi, jak obsługa wgranego śladu, powrót po trasie lub oznaczanie punktów odniesienia na mapie.
• Liczniki rowerowe GPS – komputery treningowe dedykowane dla kolarzy także obsługują nawigację satelitarną. Służy ona do oceny prędkości oraz obsługi map topograficznych, które często stanowią integralną część oprogramowania.
• GPS dla kierowców – zarówno kierowcy samochodów osobowych, motocykliści, jak i posiadacze campera lub vana korzystają z nawigacji satelitarnej na co dzień. Nowoczesne urządzenia pomagają uniknąć korków, szybko wyszukać najlepszą trasę lub znaleźć stację benzynową, albo warsztat. W tym przypadku producenci kładą nacisk przede wszystkim na rozmiar wyświetlacza tak, aby był on wystarczająco czytelny i nie rozpraszał uwagi podczas jazdy.
• GPS ręczne – nawigacja wykorzystywana przez miłośników trekkingu, podróżników, służby geodezyjne i wszystkie osoby, które na co dzień dużo przebywają w terenie. Pomaga odnaleźć drogę podczas podróży po bezdrożach.
• GPS dla psa – z nawigacji korzystają treserzy psów oraz myśliwi, kiedy zabierają swojego pupila na polowanie. Miniaturyzacja czujnika pozwala przymocować go do obroży i śledzić, gdzie znajduje się nasz towarzysz. To doskonałe rozwiązanie, kiedy podróżujemy w gęstym lesie lub sieci wąwozów. Zaawansowane urządzenia potrafią śledzić nawet do 10 psów jednocześnie w promieniu kilkunastu kilometrów od urządzenia.
• Nawigacja ciężarowa – sprzęt adresowany do kierowców ciężarówek nie tylko pełni rolę standardowej nawigacji samochodowej, ale także uwzględnia specyfikę jazdy ciężarówką (stopień nachylenia terenu, ograniczenia tonażu lub prędkości). Nawigacja pomaga również zlokalizować parkingi MOP, stacje paliw, restauracje i inne, przydatne POI.

Jak działa system GPS?

Sygnał GPS dociera do użytkownika w postaci fal radiowych nadawanych równolegle na dwóch częstotliwościach. Podwójny sygnał pozwala na określenie zakresu propagacji fali w jonosferze i naniesienie niezbędnych poprawek. Wszystkie satelity nadają na dokładnie takich samych częstotliwościach, ale odmienne kodowanie pozwala urządzeniu rozróżnić nadawcę sygnału.

Urządzenie GPS, które odbiera sygnał (np. zegarek sportowy), musi oddzielić go od szumu oraz poprawnie przetworzyć. Jest to skomplikowane zadanie, które wymaga od satelitów wyznaczenia tzw. pseudoodległości od odbiornika przy jednoczesnym uwzględnieniu wielości nadajników oraz zjawiska dylatacji czasu. Aby poprawnie zlokalizować sygnał, urządzenie musi nawiązać kontakt przynajmniej z czterema satelitami.

Jak dokładny jest cywilny GPS? Obecnie przyjmuje się, że użytkownicy mogą liczyć na próg błędu nieprzekraczający 4-12 metrów. Przed 2000 rokiem w ramach działania amerykańskiego programu obronnego, „Selective Availability”, dokładność wynosiła około 100 metrów.

Konkurencja dla GPS

Choć nawigację satelitarną kojarzymy głównie z oznaczeniem GPS, warto pamiętać, że to oznaczenie odnosi się jedynie do amerykańskiej sieci satelitów. Nie jest to jedyne rozwiązanie i coraz więcej producentów wyposaża swoje produkty w obsługę innych systemów nawigacyjnych. Aktualnie w stadium wystarczająco zaawansowanym do działania znajduje się sieć europejska (GALILEO), sieć rosyjska (GLONASS) oraz japońska (QZSS) i chińska (BEIDOU).

Nad sieciami satelitarnymi pracują także inne kraje jak Francja (DORIS) czy Indie (IRNSS). Stan projektów nie umożliwia jednak (przynajmniej na ten moment) komercyjnego wykorzystania satelitów.

Czy więcej sieci oznacza dokładniejszy sygnał? Tak, im więcej nadajników sygnału nawiąże łączność z urządzeniem, tym szybciej złapiemy sygnał i tym bardziej dokładny on będzie. Warto jednak pamiętać, że obsługa kilku systemów wymusza na sprzęcie generowanie sygnału z większą mocą, a co za tym idzie, szybsze wyczerpywanie się baterii. O ile w przypadku nawigacji samochodowej, zasilanej z akumulatora, nie ma to większego znaczenia, o tyle w przypadku urządzeń ręcznych znacząco wpływa na ich czas pracy.