10 milliméter pontossággal

2000.08.28. 10:16
1967. május 31-én az Egyesült Államok Haditengerészete fellőtte a TIMATION 1 műholdat, amely már javított TRANSIT-trendszerrel rendelkezett, a pontosság érdekében egy atomórát is elhelyeztek a műhold belsejében. Az atomóra képes megmondani a felhasználónak, mennyi idő telik el a jel műholdra lövése és visszaérkezése között, amelyből már könnyen kiszámítható a felhasználó és a műhold közti pontos távolság. A legfontosabb, hogy a bemérési rendszer ekkor már időmegszakítás nélkül működött.
 
   

A GPS-rendszer működése 1957-ben, az első Szputnyik fellövésével kezdődött. A kutatók a röppálya elemzésével kapcsolatban érdekes tényre bukkantak: rájöttek, rádiójelekkel be lehet mérni a műhold pillanatnyi helyzetét. Ráadásul fordítva is igaz: a föld bizonyos pontján állva bárki meghatározhatja a pozícióját, ha ismeri a műhold keringési pályáját. 1964-ben az Egyesült Államok Haditengerészete tengeralattjáróinak pontos helyét ezzel a módszerrel kapta meg, ez volt az első működőképes elő-GPS-rendszer (TRANSIT-szisztémaként is ismeretes).

 
   

Mindössze egy műholdra volt szükségük, de a rendszer kezdetlegessége miatt mindössze 34-45 percenként volt képes a bemérésre. Ezalatt a tengeralattjárónak nyugalomban kellett maradnia. (A rádiójelek helymeghatározásra való alkalmazására már második világháború alatt folytak kísérletek: a pulzáló radar megjelenésével mérni tudták a kiküldött és visszaverődött jelek fáziskülönbségét, ebből határozták meg a távolságot.)

 
   

A TRANSIT-rendszer volt az első ugrás a mai GPS-technológia felé, de pontatlansága és megbízhatatlansága nem tette alkalmassá széles körű felhasználásra. A hetvenes évek elején az amerikai hadsereg új kísérletsorozatba kezdett, megszületett a NAVSTAR, amelyet később GPS-re kereszteltek át.

 
   

Megnövelték a hatótávolságot, így a mobil eszközöknek nem kellett sok időt várniuk a jel visszaolvasásra. (A holdak kb. 20 ezer km magasságban keringenek.) A fejlesztést Navigációs Technológiai programnak nevezték el, az első 4 NAVSTAR- műholdat 1978-ban lőtték fel. A hálózat csak 1995-ben lett teljes értékű, a kiépítése 10 mrd dollárba került. Ma a NAVSTAR-nak 24 aktív szatellitje van, amelyek 12 óránként kerülik meg földünket. 5-8 műhold látható állandó jelleggel a föld egy adott pontjáról. A műholdak sokszor a szemlélő horizontjához képest nagyon alacsonyan szállnak, csökkentve hatékonyságot. (Természetesen sok más tényező is befolyásolja a műholdak használhatóságát.)

 
   

A GPS használatának hatékonysága nagyban függ a helyszíntől, ahol a műholdak jeleit be kívánják gyűjteni. Az egyik legjelentősebb pozitívuma a rendszernek, hogy felhős, esős idő esetén is meglehetősen jól használható. Vannak olyan geológiai pontok bolygónk felszínén, ahol pl. mágneses okok korlátozná a használatot. Ilyen lehet még az erősen burjánzó vegetáció, kanyonok stb, ahol a felhasználónak néha perceket kell várnia a megfelelő jel befogására. Mint ahogy korábban említettük, a horizonthoz képest túl alacsonyan tartózkodó műholdaknak is hosszabb időre van szükségük a megfelelő hatékonyság eléréséhez. Ha a műholdak túl közel kerülnek egymáshoz, jelentősen csökken a használhatóság, ilyenkor várni kell amíg ez a fedés el nem múlik. A felhasználóknak olykor órákat is kellene várnia, vagy vissza kellene térnie egy korábbi ponthoz. A technológia fejlődésével ezeknek a korlátoknak a nagy részét már kiküszöbölték.

A kezdetben titkos katonai fejlesztések eredményeit az amerikai kormány 1967-ben tette elérhetővé a nagyközönség számára. Az alkalmazott készülékekben azonban megmaradt a különbség. A katonai felhasználásra szánt speciális eszközök már 1972-ben 1 m maximális pontosságot értek el (mára már a 10 mm tűréshatár sem meglepő, ehhez ún. precíziós kódot alkalmaznak), a civilek számára 15 és 100 m közötti pontosságérték engedélyezett. (Nagy számítási teljesítményű civil vevőkészülék a hagyományos kódot alkalmazva is viszonylag pontos eredményt nyújt.) A drága katonai eszközök fantasztikus precizitásukat úgy érik el, hogy az ionoszféra interferenciáját is kiszűrik.

A kisebb-nagyobb technológiai fejlesztéseknek köszönhetően, ma már mindenki számára elérhetővé vált a szolgáltatás. Nagy antennákkal felszerelkezve pontos eredményt kapunk, aki viszont kisebb precizitással is megelégszik, az sok kéziketyere közül választhat. Térképpel egybeépítve izgalmas játék lehet.