Patyręs medžiotojas, žvejys, grybautojas, geologas, tolimųjų reisų vairuotojas žino, kaip rasti kelią. Kai kurių specialybių žmonėms į pagalbą ateina puikus išradimas – GPS imtuvas.
Nuostabus
pagalbininkas
Karinė JAV, NATO, Rusijos pramonė atsigręžė į paprastą žmogų. Ir pasirodė, kad visai nesunku atrasti adatą šieno kupetoje. Sraigtasparnis nusileis būtent ten, kur yra žmogus, nebepasimirš grybingos vietos, tavo draugas suras tik tau žinomą žuvingą vietą. Ir nebereikalingos žvaigždės ar saulė, norint susiorientuoti nežinomoje vietoje.
GPS imtuvų atmintyje saugomas tavo nueitas atstumas ir keliais mygtuko paspaudimais pažymėtos visos dominančios vietos. Be to, maršrutus gali susiplanuoti ir įsikelti į GPS imtuvą namuose ar pasinaudoti draugo turima informacija. GPS imtuvas – tai viskas vienoje vietoje: žemėlapis, kompasas, laik-rodis, užrašų knygutė ir kt.
Laivai, lėktuvai, vilkikai, keliautojai ir šiaip nuotykių ieškotojai visame pasaulyje jau keletą metų efektyviai naudoja elektroninius GPS imtuvus. Pasaulinė palydovinė navigacija padidina produktyvumą ir tikslumą įvairiose pramonės šakose. Ji suteikia naują džiaugsmą ir pasitikėjimą daugeliui navigacijos, sporto ir laisvalaikio šakų. GNSS (Global Navigation Satellite System – Pasaulinė palydovinės navigacijos sistema) yra palydovų tinklas, kuris perduoda aukšto dažnio radijo signalus, turinčius laiko ir atstumo duomenis, kuriuos gali priimti imtuvas, leidžiantis naudotojui nustatyti savo vietą Žemės rutulyje.
Veikimo principas
Navigacijos palydovai be perstojo siunčia laiko ir atstumo informaciją skriedami aplink Žemę tikslia orbita. Palydovinės navigacijos imtuvai panaudoja šitą informaciją nustatyti koordinates trianguliacijos principu. Kiekvienas žemės taškas atpažįstamas iš dviejų skaičių eilės, vadinamos koordinatėmis. Šios koordinatės atspindi tikslų tašką, kur horizontali linija – platuma – kerta vertikalią liniją – ilgumą. Imtuvas prisijungia mažiausiai prie trijų palydovų ir pasinaudoja gauta informacija koordinatėms nustatyti.
Palygindamas signalo siuntimo laikus, imtuvas apskaičiuoja atstumą iki palydovo. Pasinaudodamas atstumu iki kiekvieno iš trijų (ar daugiau) palydovų imtuvas nustato savo koordinates. Pagal šiuos atstumo matmenis imtuvas gali matuoti greitį, kelionės laiką, atstumą, aukštį (virš jūros lygio) ir kt.
Imtuvas veikia „regos lauko“ principu, vadinasi, jis turi „matyti“ bent jau tris palydovus. Vidutiniškai aštuoni palydovai nuolat matomi kiekviename Žemės taške. Kuo daugiau palydovų matoma, tuo tikslesni imtuvo duomenys. Taigi radijo signalai pereis pro debesis, stiklą, plastiką ir pan., tačiau imtuvas jų negaus būdamas po žeme ir uždarose vietose.
Imtuvo tikslumas
GPS imtuvo tikslumas – apie 15 metrų. Naudojantis pataisytais signalais iš SNAS (Satellite Navigation Augmentation Systems), pasiekiamas 3 metrų ir geresnis tikslumas. JAV 3 metrų tikslumas pasiekiamas pasinaudojant antžeminių stočių ir pastovios pozicijos palydovų tinklu, vadinamu WAAS (Wide Area Augmentation System).
Europoje panaši sistema vadinama EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System). Azijoje pataisytus signalus perduoda MSAS (Multifunctional Transport Satellite-based Augmentation System). Tikslumui padidinti gali būti naudojama ir DGPS (Differential Global Positioning System), antžeminės stotys su žinomomis koordinatėmis, kurios perduoda pataisytus palydovų signalus. Įvairios DGPS technologijos gali padidinti tikslumą nuo kelių metrų iki kelių milimetrų. Tikslumas gali būti didinamas ir naudojant RTK (Real Time Kinematic) sistemą.
Gamtos trikdžiai
Žaibų poveikis gali pasireikšti įvairiais būdais. Pats didžiausias poveikis būna tada, kai žaibo iškrova įvyksta visai greta. Tokiais atvejais GPS imtuvas gali būti sugadinamas. Fiksuotų (stacionariai įrengtų, pvz., laivuose) imtuvų apsaugai labai rekomenduotina įrengti gerus žaibolaidžius.
Kitas poveikis pasireiškia dideliais žaibų sukeliamų elektromagnetinių bangų trukdymais, tai gali labai apsunkinti DGPS signalų priėmimą. Šiems trukdymams sumažinti naudojamos specialios mažatriukšmės „magnetinės kilpos“ tipo priėmimo antenos. Signalų priėmimo iš GPS palydovų kokybei žaibavimas didelės įtakos neturi.
Lietus, šlapdriba ir sniegas (trasoje tarp
imtuvo ir GPS palydovo) paprastai neturi juntamos įtakos priimamam GPS signalui.
Tai gali rimčiau pasireikšti tik atliekant labai tikslius geodezinius ir
kartografinius matavimus. Tačiau sniegas ir ledas, susikaupę ant GPS imtuvo
išorinės priėmimo antenos, gali gerokai pabloginti ar visai nutraukti palydovų
signalų priėmimą.
Navigacija – Lietuvoje
Apie automobilinę navigacinę sistemą sunkiai anksčiau įsivaizduodavome. Dabar visų pasaulinių gamintojų daugelyje automobilių modelių tokią sistemą rasime. Nusipirkęs kelių metų senumo ar naują automobilį su tokia navigacine sistema, dažnas užduoda sau klausimą – ar ji veiks Lietuvoje ir užsienyje?
Jaudintis neverta – veiks. GPS imtuvų galimybes paprastai lemia dviejų jų pagrindinių sudedamųjų dalių – pagrindinio imtuvo mazgo (GPS engine) ir vartotojiškos taikomosios programos (interfeiso) galimybės.
Pagrindinio imtuvo mazgo svarbiausi parametrai yra: laikas nuo įjungimo iki navigacijos pradžios (vadinamasis „šaltas“ startas), duomenų atnaujinimo dažnumas, koordinačių nustatymo paklaida, greičio nustatymo paklaida, sunaudojamas iš maitinimo šaltinio galingumas. Yra ryšys tarp imtuvo kainos ir jo užtikrinamų parametrų kokybės – pigesni imtuvai paprastai negali atlikti tų uždavinių, su kuriais be vargo susidoroja brangesni.
GPS imtuvų kainos Lietuvoje labai įvairios – už gerą imtuvą galima pakloti ir 3 tūkstančius litų, tačiau vidutinių galimybių imtuvą įmanoma nupirkti ir už 1000-1500 litų. Minimalių galimybių GPS imtuvas kainuoja apie 500 litų.
Donatas BRAZDEIKIS
G.Lukoševičiaus nuotr. GPS imtuvas gali tapti
nepamainomu pagalbininku keliaujant, iškylaujant, buriuojant ar tiesiog
grybaujant.
