SystΘm GPS je najznßmejÜφ zo satelitn²ch navigaΦn²ch systΘmov. Jeho p⌠vodn² nßzov je NAVSTAR a jeho prevßdzkovate╛om je ministerstvo obrany USA. Rusk² konkurenΦn² systΘm sa naz²va GLONAS, no tento nie je tak komerΦne vyu₧φvan² ako NAVSTAR. SystΘm GPS (NAVSTAR) sl·₧i primßrne pre vojensk² sektor US, no jeho rozÜφrenie do civilnΘho sektoru zaΦalo prudko narasta¥.

SystΘm tvorφ s·stava 24 dru₧φc, z ktor²ch je 21 aktφvnych a 3 v zßlohe na orbite pripravenΘ na okam₧itΘ pou₧itie. ╧alÜie zßlo₧nΘ dru₧ice s· na Zemi, schopnΘ zauja¥ miesto na orbite do 2 dnφ. Dru₧ice obiehaj· po kruhov²ch drßhach vo v²Üke 22 200 Km s obe₧nou dobou 11 h 58 min. SystΘm GPS nie je viazan² na urΦitΘ ·zemie. To znamenß, ₧e je prakticky vyu₧ite╛n² na akomko╛vek mieste na Zemi.

Ako to celΘ funguje?

Ka₧dß dru₧ica vysiela signßl, ktor² je zachyten² GPS prijφmaΦom (u₧φvate╛). V prijφmaΦi prebehne v²poΦet, na zßklade ktorΘho je zo zdrojov²ch signßlov dru₧φc vypoΦφtanß poloha stanoviska, na ktorom sa prijφmaΦ nachßdza. SystΘm dru₧φc je neustßle v kontakte s pozemn²mi stanicami (je ich 5 rovnomerne rozlo₧en²ch na kontinentoch). HlavnΘ centrum systΘmu sa nachßdza v Colorado Springs v strß₧en²ch podzemn²ch krytoch.
Tu sa sprac·vaj· ·daje o stave systΘmu, ktorΘ dru₧ice vysielaj· pozemn²m staniciam a tie ich nßsledne posielaj· do centra Colorado Springs. VypoΦφtaj· sa inÜtrukcie pre systΘm a opravy v drßhach dru₧φc. Tie sa nßsledne poÜl· pozemn²m staniciam a tieto ich nßsledne vysielaj· k dru₧iciam. SamotnΘ dru₧ice medzi sebou komunikuj· a preto sa inÜtrukcie o drßhach (efemeridy) r²chlo aktualizuj· na ka₧dej dru₧ici v celom systΘme. Ka₧dß z dru₧φc obsahuje okrem inΘho aj at≤movΘ hodiny a cel² systΘm pracuje v presne koordinovanom systΘmovom Φase. Dru₧ice typu BLOCK II maj· elektroniku odoln· voΦi vyradeniu ·Φinkom jadrov²ch zbranφ.
╚o prebieha v GPS prijφmaΦi?

Je jedno Φi ide o GPS v autßch, lodiach alebo len o turistick² navigßtor. Princφp je rovnak², len presnos¥ r⌠zna (vysvetlenΘ nesk⌠r). Po aktivßcii prφstroja zaΦne vyh╛adßvanie dru₧φc. Ak zachytφ signßl prvej dru₧ice, zaΦne prijφma¥ navigaΦn· sprßvu. Tß obsahuje ·daje o presnom systΘmovom Φase a o polohe vÜetk²ch ostatn²ch dru₧φc systΘmu. Preto je aj vyh╛adanie ostatn²ch dru₧φc nad horizontom pomerne r²chle. Teda prijφmaΦ mß informßcie o polohe (Xi, Yi, Zi) v urΦenom okamihu ka₧dej dru₧ice od ktorej zaΦne prijφma¥ signßl. Ide vlastne o meranie vzdialenostφ medzi dru₧icou a prφstrojom. Vzdialenos¥ sa vypoΦφta z Φasu medzi vyslanφm signßlu z dru₧ice a jeho zachytenφm v prijφmaΦi. Presnos¥ urΦenia vzdialenosti (a teda aj urΦenia polohy) dru₧ica - prijφmaΦ je teda zßvislß na presnosti merania Φasu (preto sa pou₧φvaj· at≤movΘ hodiny). Poloha prijφmaΦa sa dß prakticky urΦi¥ s minimßlnym poΦtom troch dru₧φc (3 rovnice s troma neznßmymi (Xi, Yi, Zi) - znßme s·radnice dru₧φc vysielanΘ ka₧dou z nich a (Xs, Ys, Zs) - neznßme s·radnice stanoviska), ale takΘto urΦenie je nepresnΘ. D⌠vod? ╚asovΘ stupnice prijφmaΦa a systΘmu GPS s· oproti sebe posunutΘ o hodnotu T. Ak t·to hodnotu zahrnieme do rovnφc, potrebujeme zisti¥ 4 neznßme hodnoty
a preto potrebujeme navyÜe aj signßl Ütvrtej dru₧ice. Dostßvame tak 4 rovnice so 4mi neznßmymi (XYZ - poloha prijφmaΦa a T posun Φasov²ch stupnφc).

V praxi je samozrejme k dispozφcii s·Φasne viac dru₧φc, preva₧ne okolo 10. Kvalita prφstrojov sa posudzuje aj pod╛a poΦtu pßsiem, teda signßl ko╛k²ch dru₧φc je schopn² s·Φasne spracovßva¥. Dnes s· u₧ be₧nΘ 12 pßsmovΘ prφstroje (rezerva). Tak₧e signßl zo vÜetk²ch dru₧φc je spracovan² v prijφmaΦi a nßsledne je urΦenß poloha prijφmaΦa-u₧φvate╛a v 3D. Poloha je urΦovanß v systΘme WGS84 a nßsledne je mo₧nß transformßcia do ╛ubovo╛n²ch lokßlnych s·radnicov²ch systΘmov. Nßzor, ₧e prijφmaΦe GPS sa daj· centrßlne lokalizova¥ (teda, ₧e m⌠₧e niekto monitorova¥ pohyb prijφmaΦa bez jeho vedomia) je nesprßvny, preto₧e dru₧ice signßl k prijφmaΦom len vysielaj· a niΦ od nich neprijφmaj·. Taktie₧ poΦet u₧φvate╛ov nemß vplyv na za¥a₧enie systΘmu , preto₧e je jedno Φi signßl prijφma 1 prijφmaΦ alebo 1 000000 prijφmaΦov. InΘ to je samozrejme pri GSM lokalizßcii kde ide o obojsmern· komunikßciu.

Samotn² systΘm GPS rozliÜuje Autorizovan²ch a Neautorizovan²ch u₧φvate╛ov. Je len logickΘ, ₧e neautorizovan²m u₧φvate╛om (cel² civiln² sektor) nebude poskytnutß takß presnos¥ ako u₧φvate╛om autorizovan²m (US armßda + zmluvnφ partneri). Ako funguje diferencißcia u₧φvate╛ov?

Ka₧d² prijφmaΦ (autorizovan² aj neautorizovan²) prijφma signßl z dru₧φc a navigaΦn· sprßvu. Tieto ·daje s· ale zßmerne skreslenΘ a teda aj v²slednΘ urΦenie polohy je nepresnΘ. V neautorizovanom sektore sa pri turistick²ch navigßtoroch zaruΦuje horizontßlna presnos¥ s chybou do 100 m (v prφpade bezpeΦnostn²ch zßujmov US sa m⌠₧e presnos¥ zmenÜi¥). Je to dos¥, ale na tento ·Φel postaΦuje. V s·Φasnosti je presnos¥ vyÜÜia kv⌠li zmenÜeniu skres╛ovania signßlu a nov²m met≤dam spracovania.

Skreslen² signßl prijφma aj Autorizovan² prijφmaΦ, no tento obsahuje kryptografick² k╛·Φ, ktor²m eliminuje skreslenia a dostßva sa tak k Φist²m dßtam z dru₧φc, z ktor²ch urΦuje presnejÜiu polohu s chybou do 21 m. Ke∩₧e vlastnφkom a prevßdzkovate╛om systΘmu je US armßda, cel² systΘm je podriaden² jej zßujmom. To znamenß, ₧e nemusφ nikoho upozor≥ova¥ na nßhle zmeny v konfigurßcii dru₧φc, Φi umelej degradßcii signßlu. Preto maj· aj vÜetky dopravnΘ lietadlß zßkaz pou₧φva¥ GPS ako primßrny navigaΦn² systΘm a m⌠₧u ho pou₧φva¥ len ako doplnkovΘ a orientaΦnΘ zariadenie.

PoΦas vojny v Perzskom Zßlive boli drßhy dru₧φc upravenΘ vzh╛adom k Φo najhustejÜiemu pokrytiu konfliktnej oblasti za ·Φelom spresnenia navigßcie pre noΦnΘ ·toky. V naÜich zemepisn²ch Üφrkach sa v tom obdobφ vykonßvali pomerne ¥a₧ko presnejÜie geodetickΘ merania s aparat·rami GPS, preto₧e nad horizontom prelietavalo menej dru₧φc.

PoΦas Juhoslßvskeho konfliktu, ke∩ bolo zostrelenΘ americkΘ Üpionß₧ne lietadlo bol systΘm GPS na dve hodiny umelo vyraden² z Φinnosti, aby sa AmerickΘ vrtu╛nφky dostali sk⌠r na miesto havßrie ne₧ Juhoslßvske jednotky.

Kv⌠li podobn²m prφpadom sa civiln² sektor nem⌠₧e v₧dy stopercentne spolieha¥ na sprßvnu funkΦnos¥. A prßve preto sa vyvφjaj· iniciatφvy na zavedenie novΘho navigaΦnΘho systΘmu s dru₧icami na ni₧Üφch orbitßlnych drßhach pre dosiahnutie vyÜÜej presnosti.
Spomenutß pomerne malß presnos¥ pre neautorizovan²ch u₧φvate╛ov sa dß ΦiastoΦne eliminova¥ pomocou DGPS - diferencißlneho GPS.

Ide o jednoduch² princφp, ktor² sa pou₧φva aj pri presn²ch geodetick²ch meraniach, pri ktor²ch sa dß dosiahnu¥ presnos¥ urΦenia polohy a₧ v mm (vzh╛adom k ve╛kosti Zeme je to mal² zßzrak, no meranie na stanovisku trvß dos¥ dlho). Met≤da vy₧aduje dve GPS stanice, priΦom jedna z nich je umiestnenß na pevnom bode so zmßmymi s·radnicami a s druhou aparat·rou sa vykonßvaj· merania na urΦovan²ch bodoch.
Pevnß stanica sa naprφklad nachßdza na bode so znßmymi s·radnicami (2D) X = 220,20 ; Y = 540,30 a nepretr₧ite urΦuje svoju polohu, ktorß je vplyvom skreslenia signßlu odliÜnß od skutoΦnej, naprφklad Xs = 245,20 a Ys = 512,30. Zo znßmej a nameranej hodnoty sa pre prφsluÜn² Φas urΦφ vektor opravy a tento sa pou₧ije na opravu dßt nameran²ch druhou aparat·rou, ktorß sa pohybovala v terΘne. Tento princφp sa vyu₧φva aj pri spresnenej navigßcii, ke∩ na urΦit· oblas¥ pripadß pevnß GPS aparat·ra, ktorß neustßle urΦuje vektor oprßv a tento je nßsledne vysielan² prostrednφctvom rßdiov²ch vσn do okolia. PrφsluÜnΘ GPS prijφmaΦe (naprφklad v autßch) tieto opravy zahα≥aj· do procesov v²poΦtu polohy a dostan· tak presnejÜie v²sledky.
V predaji s· dve zßkladnΘ kateg≤rie neautorizovan²ch GPS prφstrojov : GeodetickΘ a NavigaΦnΘ

GeodetickΘ sl·₧ia na presnΘ urΦovanie polohy bodov na Zemi s presnos¥ou cm-mm (!) v zßvislosti od dσ₧ky merania na stanovisku. Ich cena sa pohybuje v nßsobkoch 100 000 Sk.

NavigaΦnΘ prφstroje sa vyu₧φvaj· v lodiach, autßch a ako turistickΘ navigßtory. Ich presnos¥ je zßvislß od mo₧nosti prijφma¥ signßl DGPS a od poΦtu kanßlov. Cena najlacnejÜφch turistick²ch navigßtorov sa pohybuje od 7000 Sk vyÜÜie. Cena prφstrojov so zabudovanou digitßlnou mapou je od 14 000 vyÜÜie (u nßs). Samozrejme cena je predovÜetk²m otßzkou rozÜφrenosti a trendy ukazuj· rast zßujmu o tieto prφstroje, tak₧e ceny bud· pravdepodobne klesa¥.

D⌠le₧itΘ je vedie¥, ₧e pou₧φvanie GPS systΘmu nie je spoplat≥ovanΘ. Z ka₧dΘho predanΘho kusu GPS prijφmaΦa odvßdza v²robca jednorazov² poplatok prevßdzkovate╛ovi systΘmu.


Z t²ch lacnejÜφch prφstrojov s· v predaji :

Blazer 12
 ColorTRAK SP24XC Plus eMAP Deluxe GPS12 Map eTrex Summit
 GlobalNav 12 SP24 Plus GPS III Plus

Display eMAP Deluxe :




Na trhu s· aj prijφmaΦe GPS kombinovanΘ s mobiln²mi telef≤nmi. Stßle ale ide o urΦovanie polohy systΘmom GPS. Naprφklad ÜpediΦnΘ firmy maj· v ka₧dom kami≤ne GPS prijφmaΦ a mobiln² telef≤n (+ roaming). GPS prijφmaΦ urΦuje v urΦit²ch intervaloch polohu kami≤na a s·radnice s· pomocou mobilnej siete zaslanΘ do dispeΦingu. Tam maj· preh╛ad o vÜetk²ch svojich vozidlßch. JedinΘ poplatky s· za posielanie SMS v medzinßrodn²ch sie¥ach GSM. Na trhu s· mobilnΘ telef≤ny kombinovanΘ s GPS prijφmaΦom. Ich ve╛kos¥ je len o nieΦo vΣΦÜia ako klasickΘ prφstroje GSM.





LBS lokalizßcia pracuje na podobnom princφpe ako lokalizßcia GPS ale namiesto satelitov sa vyu₧φvaj· siete GSM/UMTS. Ka₧d² mobiln² telef≤n v sieti je identifikovan² prostrednφctvom Φφsla SIM karty. VysielaΦe si ·Φastnφkov siete odovzdßvaj· pod╛a intenzity signßlu. To znamenß, ₧e sa dß urΦi¥ vysielaΦ pod ktor² v danom okamihu spadß poloha ka₧dej aktφvnej SIM karty v sieti. Samozrejme tßto presnos¥ je nepostaΦuj·ca (vlastne sa ani o presnosti nedß hovori¥). Napriek tomu, ₧e s mobiln²m telef≤nom komunikuje naraz len jeden (najbli₧Üφ) vysielaΦ, okolitΘ vysielaΦe s· vΣcÜinou taktie₧ schopnΘ uskutoΦni¥ minimum komunikßcie (sie¥ovΘ dßta). Podobne ako sa meraj· vzdialenosti zo satelitu k prijφmaΦu sa v sieti GSM urΦuj· vzdialenosti od vysielaΦa k mobilnΘmu telef≤nu.

Presnos¥ urΦenia polohy je pribli₧ne 100 m, no tß sa dß so Üpecializovan²m software upresni¥. Technol≤gia LBS lokalizßcie nie je podmienenß prestavbou existuj·cej siete.

AkΘ v²hody mß LBS lokalizßcia oproti GPS? Pri systΘme GPS je podmienkou urΦenia polohy priama vidite╛nos¥ v smere prijφmaΦ-dru₧ica, Φo je v mestßch s vysokou zßstavbou problΘm. Taktie₧ v budovßch a podzemn²ch garß₧ach nie je mo₧nΘ systΘm GPS pou₧i¥. A prßve tento problΘm rieÜi LBS lokalizßcia, ktorß umo₧≥uje lokalizßciu takmer vÜade, kde je k dispozφcii signßl GSM. Ideßlny prφpad je spojenie LBS a GPS lokalizßcie. LBS- v mestßch, GPS - v otvorenej krajine.

Oproti systΘmu GPS, kde nikto okrem u₧φvate╛a nepoznß jeho polohu, pri LBS lokalizßcii sa tßto poloha urΦuje na centrßlnom serveri a teda vybran²m ╛u∩om (sprßvca sytΘmu...) je prφstupnß poloha u₧φvate╛ov siete s aktφvnymi GSM telef≤nmi. Naprφklad Americkß firma CellPOINT umo₧≥uje u₧φvate╛om siete povoli¥ zobrazovanie ich polohy cez internet. Po pripojenφ sa na strßnku a zadanφ Φφsla mobilu sa jeho poloha zobrazφ na mape (samozrejme iba ak u₧φvate╛ telef≤nu povolil svoju lokalizßciu).

Je to len otßzka nieko╛k²ch rokov, kedy sa tieto slu₧by zaΦn· v plnom meradle vyu₧φva¥.

- vzßjomnß lokalizßcia u₧φvate╛ov siete spolu s plnografick²mi displejmi a zobrazenφm mßp
- navigßcia k h╛adanej lokalite
- v²mena polohov²ch dßt, lokalφt a trßs medzi u₧φvate╛mi GSM siete
- upozor≥ovanie formou SMS na udalosti v okolφ (u₧φvate╛ sa prihlßsi do kateg≤rie napr. z╛avy na vybran² tovar a pri ceste okolo predajne mu mobil oznßmi prφsluÜn· akciu)


- EOP -