Ukážka dnešných turistických GPS navigátorov eTrex.
Navigátor eTrex - lokalizovaná komunikácia s obsluhou.

Funguje GPS aj na Slovensku?
Samozrejme. Ide predsa o globálny systém. Vaša poloha sa dá zamerať kdekoľvek na tejto planéte!

Ako funguje GPS?
GPS funguje na základe triangulácie. Teda na určenie polohy je potrebné poznať presnú polohu minimálne troch bodov a vzdialenosť k nám od každého z nich. Toto platí pre zistenie šírky a dĺžky, tzv. 2D mód. Ak chceme poznať aj našu výšku, je potrebné poznať polohu a vzdialenosť aspoň od štyroch bodov. Na orbite vo výške cca 20.200 m prelieta 24 satelitov. Vysielajú dva kódy. PPS - výhradne armádny zašifrovaný signál a SPS signál dostupný širokej verejnosti. Polohu každého z nich zisťujú kontrolné centrá na Zemi takisto trianguláciou. Túto svoju polohu potom každý satelit vysiela vo forme tzv. efemeridov. GPS stanice potom zachytávajú tieto efemeridy a tiež presný čas z týchto satelitov. Keďže signálu niečo trvá, kým sa dostane na Zem, dá sa potom z rozdielu času určiť vzdialenosť k družici. Ak takto získame údaje aspoň 3 satelitov 2D poloha je naša.

Aké obmedzenia prináša GPS?
Signál z GPS satelitov sa šíri priamo. Toto spôsobuje, že je potrebné mať výhľad na oblohu. GPS teda nefunguje v budovách, jaskyniach atď. Problémy nastanú tiež "tienením". Teda v mestskej zástavbe, v údoliach, roklinách... Našťastie pokiaľ by sme sa stratili v údolí, máme istú šancu zistiť svoju polohu aj keď vidno nad nami len akýsi pás oblohy. Satelity systému GPS totiž nie sú geostacionárne, ale hýbu sa! Počas dňa sa teda niekoľko satelitov stratí za obzorom a niekoľko sa zase objaví. A na 99% nastane aspoň raz za deň taká konštalácia, že aspoň 3 satelity budú viditeľné v páse za sebou. Naša poloha potom bude ale v smere pásu určená so štandardnou presnosťou, v smere kolmom na pás bude presnosť skreslená o 100 aj viac metrov.

Aké údaje mi vie GPS poskytnúť?
Polohu v tvare šírka, dĺžka kdekoľvek na zemi a vo vzduchu, kde je viditeľná aspoň časť oblohy. Ak "vidno" 4 a viac satelitov, tak aj nadmorskú výšku. Zo zmeny polohy sa dá určiť rýchlosť, kurz, vyrátať, kde voči nášmu pohybu je sever. Myslím, že všetky turistické GPS majú počítadlo prejdených km, čas výletu, celkový čas a vedia vyrátať aj priemernú rýchlosť. Vedia navigovať k určenému cieľu, lepšie GPSky vedia zobraziť aktuálnu polohu na vstavanej digitálnej mape. Vedia vyrátať predpokladaný čas príchodu k cieľu a niektoré štatistické údaje (napr. využiteľnú zložku rýchlosti). Okrem iného majú vždy presný čas :-)

S akou presnosťou pracuje GPS?
Presnosť výpočtu polohy sa pohybuje v rozmedzí 3-15m v závislosti na typu prijímača, aktuálneho počtu viditeľných satelitov a ich momentálneho geometrického rozloženia na oblohe. Presnosť výpočtu výšky môže byť až 1,5 násobok nepresnosti výpočtu polohy.
Presnosť navigátorov s podporou WAAS/EGNOS je menšia ako 3m !!!

WASS (Wide Area Augmentation System) je systém pre spresnenie GPS signálu z bežných 10m na 2-3m pri použití signálu WASS. WASS signál je prenášaný cez geostacionárne družice (rovnaký typ družíc, ktoré prinášajú napr. tel. signál) a preto je nutný výhľad na juh. Pre šírenie WASS signálu sú tri družice - americká, európská a ázijská. Americká je WASS a európská EGNOS. Príjem signálu je bezplatný.

Podmienkou fungovania EGNOS je čistý výhľad na stacionárne satelity - juh. Ďalšou podmienkou, aby mohol fungovať systém spresnenia DGPS je viditeľnosť minimálne 5 GPS satelitov !!! Pokiaľ je viditeľných menej GPS satelitov, tak signál EGNOS nič nepokazí, ale prijímač nemá dostatok informácií pre submetrové spresnenie.

• 100 m - pri zámernej nepresnosti (SA), našťastie je to už minulosťou (zrušené 2.5.2000)
• 5-15 m - bežné navigátory
• 3-5 m - DGPS - u nás nefunguje, potrebuje ešte stacionárny vysielač s presnou polohou
• < 3 m - bežné navigátory s podporou WAAS

Aká je rýchlosť určenia polohy ?
Navigátor môže pracovať v rôznych prevádzkových stavoch a pri každom je rýchlosť výpočtu pozície rozdielna.
1. Inicializácia - 5 min, napr pri prvom zapnutí.
2. Studený štart - 45sec, pri zapnutí po niekoľkých hodinách.
3. Teplý štart - 15sec, pri zapnutí do jednej hodiny od vypnutia.
Navigátor po výpočte prvej pozície aktualizuje polohu nepretržite každú sekundu.

Čo je RDS-TMC?
Je to signál vysielaný na radiových frekvenciach v danej krajine, obsahuje dopravné informácie, ktore dokáže GPS z podporou TMC prijať a následne podľa nich korigovať navigáciu, čiže takto ste dopredu upozornený napr. o dopravných zacpach a GPSko popredu navrhne alternatívnu trasu, aby ste neostali vysieť v zácpe.
Zatiaľ na Slovensku tento systém nefunguje, ale v okolitých štatoch už máte možnosť si TMC vyskúšať.
Link na info o TMC v Europe... TMCforum, navigatiehosting.

Z histórie .... syn slovenských emigrantov stál na čele vývoja technológie GPS
Jeho otec emigroval z Bytče do USA ešte za monarchie a sám Ivan Alexander Getting sa narodil už v novej vlasti v roku 1912. V detstve ho otec na malom rodinnom škuneri učil používať majáky na orientáciu v hmle v nebezpečných pobrežných vodách. O niekoľko desaťročí neskôr vyvinul Getting junior pre americkú armádu systém GPS. Satelity, ktoré nazýval „majákmi na oblohe“, dnes využívame v každodennom živote, sú bežnou súčasťou vybavenia áut či mobilov. Okrem toho, že počas vojny pomohol svojím vynálezom zachrániť Londýn pred zbombardovaním a získal ocenenie za zásluhy priamo z rúk amerického prezidenta, vypustili po jeho smrti pred dvomi rokmi na obežnú dráhu okolo Zeme satelit. Nesie venovanie Ivanovi Gettingovi.

V sedemdesiatych rokoch stihol Ivan Getting pochovať prvú manželku Dorotheu a druhý raz sa oženiť s vdovou po dlhoročnom kolegovi Helen Griggsovou. Vychoval tri deti a vo voľnom čase rád hrával na klavíri či pestoval orchidey. Na poli fyziky sa však medzitým blížil k novým objavom, ktoré v roku 1960 odštartovalo jeho menovanie za prezidenta Spoločnosti pre letectvo a kozmonautiku. Organizácia vznikla na žiadosť amerického ministerstva vzdušných síl, aby za pomoci „všetkých dostupných zdrojov vedy a techniky docielila vylepšenie balistických striel a vzdušných systémov, ktoré sú základom národnej obrany“. Dohliadal na vývoj odpaľovacích systémov pre rakety, vysokovýkonných chemických laserov, podieľal sa na vesmírnych programoch. Hlavný záujem však zameral na úplne novú navigačnú techniku na svete. Pod jeho vedením vyvinuli svetovo známy Global Positioning System, skrátene GPS. Dnes síce túto technológiu, ktorá bola asi najväčším pokrokom pre navigáciu v 20. storočí, masovo využíva verejnosť, ale jej začiatky boli práve v tajnom vojenskom programe. Fakticky ide o to, že v období, keď Sovieti vypúšťali do kozmu sputniky, snažili sa ich americkí vedci zamerať. Popri tom si uvedomili, že pokiaľ poznajú svoju pozíciu na Zemi, dokážu nielen zamerať satelit na oblohe, ale že to funguje aj opačne, teda ak je známa poloha satelitu, dá sa určiť presné miesto na Zemi.

Technológiu GPS ocenili Američania už desaťročia predtým, než sa tento systém začal bežne používať vo svete, a tak nečudo, že Ivan A. Getting bol členom viacerých exkluzívnych združení, ako Poradná skupina pre Air Force, Americká spoločnosť pre fyziku či Americká akadémia vedy a techniky. Počas života dostal desiatky ocenení, k najvýznamnejším patria Navy Superior Public Service Award za „výnimočné životné úspechy podporujúce námornú vedu a technologický program“ a Draperova cena Národnej akadémie inžinierstva, ktorá je obdobou Nobelovej ceny vo fyzike. Tohto syna slovenského emigranta, ktorý vedu vždy chápal ako prvok v obrane demokracie, posmrtne ocenili aj vstupom do Siene slávy národných vynálezcov. Napriek tomu sa na Slovensku o ňom veľa nevie a turistické príručky mlčia aj o jeho koreňoch v Bytči. Gettingova ulica, ktorá sa nachádza v Petržalke, nesie meno po jeho otcovi ako zakladateľovi ČSR - na juniora a jeho vzťah k republike sa akosi zabudlo. V tlačových správach svetových agentúr sa pred dvoma rokmi objavilo: „V sobotu 20. marca o 17.53 hodine bola z rampy na myse Canaveral vypustená pomocou trojstupňovej nosnej rakety navigačná družica amerického letectva GPS-2R-11, ktorá sa dostane na operačnú dráhu vo výške 20-tisíc kilometrov. Na družici v cene 45 miliónov USD je umiestnená čestná spomienková tabuľa s venovaním Ivanovi A. Gettingovi, ktorý pred tridsiatimi rokmi navrhol koncepciu družicového navigačného systému a zomrel v Kalifornii v novembri 2003 vo veku 91 rokov.“