GPS vas pripelje

Cestna navigacija z napravami GPS sodi v kategorijo "komotnosti". Saj smo tudi včasih prišli na cilj, če ne drugače, pa z risanjem zemljevidov, vnaprejšnjim informiranjem o poti in spraševanjem naključnih mimoidočih, ko smo se že petkrat peljali mimo iste hiše, iskane hišne številke pa ni bilo nikjer. Tako ali drugače smo vedno prišli na cilj, res pa je, da skoraj nikoli tako enostavno, kot nas do cilja pripeljejo male čudežne škatlice, ki vedno vedo, kje so in kam morajo priti. Včasih se jim zatakne le pri vmesnem koraku - kako priti na cilj. Takrat pa nam še vedno ostane rezervni načrt, spraševanje mimoidočih.

Sprejemnike GPS najdemo danes vsepovsod. Povsem so že domači v telefonih, občasno se znajdejo v fotoaparatih, dovolj so majhni, da jih lahko skrijejo v malce večjo uro oziroma tekaški računalnik, da ne omenjamo rabe v modelarstvu, kjer letala in helikopterji letajo po vnaprej začrtanih poteh, vodi pa jih GPS. In seveda na cesti, tam jih tudi srečamo. Praktično v vsakem tovornjaku in - vsaj tako je včasih videti - v vsakem drugem avtu lahko opazimo črno škatlico (pravzaprav, zakaj ni belih navigacijskih naprav?), ki voznika vodi do cilja. Redkokdaj pa se vprašamo, kako vse to sploh deluje. Kakšna čarovnija (in pri tem mislim na čarovnijo v smislu znamenitih besed Arthurja C. Clarka, ki je rekel, da dovolj napredne znanosti ne moremo razlikovati od čarovnije) se skriva v teh malih napravicah, da vedno vedo, kje so in kam morajo priti?

Sistem globalnega pozicioniranja

Odgovor se skriva v sistemu globalnega pozicioniranja, na kratko imenovanega GPS (global positioning system). Razvit je bil za vojaške potrebe (ste pričakovali kaj drugega?), nato pa počasi našel uporabo v civilni družbi. Na začetku so GPS uporabljali le redki, saj so bili sprejemniki dragi in ne preveč natančni. Ameriška vojska (sistem GPS so namreč postavili Američani) je poskrbela, da so le vojaki dobili svoj natančen položaj, vsem drugim pa je sistem lahko lagal tudi za sto metrov. Ko pa so leta 2000 ugasnili motenje, se je natančnost povečala na 20 metrov in začela se je doba navigacijskih naprav ...

Mala napravica, ki smo jo omenjali v uvodu, seveda ne more določiti svojega položaja brez zunanje pomoči. Skrivnost sistema GPS se skriva v floti satelitov (začeli so z dvainštiridesetimi, trenutno jih je enaintrideset, pa še dva rezervna), ki obletavajo Zemljo. Njihove orbite so izbrane tako, da v vsakem trenutku z vsake točke zemeljskega površja vidimo vsaj osem satelitov. Satelit GPS je pravzaprav naprava za informiranje o točnem času. Satelit vozi s seboj silno natančno atomsko uro in stalno oddaja točen čas, poleg tega pa še svojo identifikacijo (številko satelita), podatke o svoji orbiti in podatke o orbitah drugih satelitov. Sprejemnik mora le sprejeti signale več satelitov in izračunati razliko med sprejetimi časi. Iz tega in iz znanega položaja satelita lahko izračuna svoj položaj na zemeljskem površju.

Načeloma za izračun položaja zadošča signal iz treh satelitov, a to velja le, če ima tudi sprejemnik vgrajeno izredno natančno uro. Ker pri napravah za široko potrošnjo tega ne moremo pričakovati, navigacijske naprave zahtevajo signal vsaj štirih satelitov, preden bodo izračunale, kje na Zemlji ste. Za določanje nadmorske višine pa potrebujete signal vsaj petih satelitov, pa še potem je tako izračunana višina bistveno manj natančna od tiste, ki jo izmeri barometrični višinomer.

Glede na to, da vedno vidite vsaj osem satelitov, bi pomislili, da z določanjem položaja ni težav. Pa ni tako. Največje težave povzročajo navigacijskim sistemom GPS izredno visoke stolpnice, med katerimi se počutite, kot da ste v kanjonu. Pri nas takih mest na srečo (še) ni, v tujini pa se vam kaj lahko zgodi, da navigacija odpove zaradi premajhne vidljivosti satelitov. Še slabše je v tunelih - tam signal pač popolnoma izgine. Navigatorji se proti temu bojujejo na različne načine. Slabši enostavno obupajo in izjavijo, da ni sprejema, boljši pa iz zadnjega podatka o hitrosti vozila in predpostavke, da niste obrnili sredi predora in se odpravili v nasprotni smeri, približno izračunajo trenutni položaj vozila in ga prikažejo na zemljevidu.

V poletni številki Monitorja si preberite katere modele GPSov smo preizkušali in kakšni so rezultati