Ma már teljesen természetesnek vesszük, hogy a telefonunk pillanatok alatt megmondja, hol vagyunk, merre menjünk, és mikor érünk oda. A GPS olyan része lett a mindennapjainknak, mint a villanykapcsoló, csak épp jóval bonyolultabb rendszerek dolgoznak mögötte. De hogyan is működik valójában? És hogyan fejlődött ez a technológia odáig, hogy egy parkolóhelyet is pontosan megtaláljunk vele?
Mi az a GPS?
A GPS a Global Positioning System, vagyis globális helymeghatározó rendszer rövidítése. Lényege, hogy műholdak segítségével meghatározza egy adott pont földrajzi helyzetét, vagyis a szélességi, hosszúsági és (egyre pontosabban) a tengerszint feletti magasságát is.
A rendszer eredetileg az Egyesült Államok hadseregének fejlesztése volt, de ma már világszerte elérhető a civil lakosság számára is, akár teljesen ingyenesen is, egy okostelefon segítségével.
Hogyan működik a GPS?
A GPS működése egy igazán elegáns tudományos trükk: háromszögelés (vagy pontosabban trilateráció) alapján számolja ki a pozíciódat.
-
Körülbelül 30 GPS műhold kering a Föld körül.
-
Egy GPS-képes eszköz (pl. telefon, autó navigáció, okosóra) egyszerre több műhold jelét is fogadja.
-
Minden műhold folyamatosan sugározza a saját pontos helyzetét és a pontos időt.
-
Az eszköz kiszámolja, milyen messze van az adott műholdtól (az alapján, hogy mennyi idő alatt érkezett meg a jel).
-
Ha legalább 3-4 műhold jelét látja, akkor már meg tudja határozni a helyzetedet a Föld felszínén, akár pár méteres pontossággal.
Az egész alapja a hihetetlenül pontos időzítés: egy nanomásodperces eltérés is métereket jelenthet a pozícióban, ezért a műholdak atomi órákat használnak.
Honnan indult a GPS története?
-
1978: fellőtték az első GPS-műholdat.
-
1983: egy koreai utasszállító repülőgép tragédiája után az USA engedélyezte a GPS civil használatát is (kezdetben kevésbé pontos változatban).
-
1990-es évek vége: a GPS elérte a teljes lefedettséget, vagyis mindig volt legalább 4 műhold a horizonton bárhol a Földön.
-
2000: az USA feloldotta a civil GPS „elhomályosítását”, így a helymeghatározás pontossága sokszorosára javult a hétköznapi felhasználók számára is.
Hol tart ma a GPS?
Ma már nemcsak az amerikai GPS létezik: más országok is kiépítették saját rendszereiket, például:
-
GLONASS – Oroszország rendszere
-
Galileo – Európai Unió rendszere
-
BeiDou – Kína rendszere
A legtöbb modern telefon és navigációs eszköz ezek kombinációját használja, így még pontosabb és gyorsabb a pozíció meghatározása, akár 1-2 méteres pontossággal is.
Ráadásul az újabb technológiák, például a GNSS (globális navigációs műholdrendszer) már nem csak vízszintes, hanem magassági helyzetet is precízen meghatároznak, ami például drónrepülésnél vagy hegymászásnál kifejezetten hasznos.
Mire használjuk a GPS-t a hétköznapokban?
-
Navigáció (autós, kerékpáros, gyalogos)
-
Futás, túrázás, sporttevékenységek nyomkövetése
-
Ételkiszállítás és taxiszolgáltatások
-
Helyalapú emlékeztetők („szólj, ha a bolt közelébe érek”)
-
Kincskereső játékok (pl. geocaching)
-
Okosórák, gyerekórák, háziállatkövetők működése
Mi várható a jövőben?
A GPS és társrendszerei egyre pontosabbak, gyorsabbak és megbízhatóbbak lesznek. A jövő GPS-e:
-
Centiméteres pontosságot is elérhet (pl. önvezető autókhoz)
-
Beltéri pozíciót is képes lesz meghatározni (pl. bevásárlóközpontokban)
-
Egyre jobb akkumulátor-hatékonysággal működik majd (kevesebb merülés)
És ami még érdekesebb: a helymeghatározást kiegészíthetik olyan alternatív módszerek is, mint a Wi-Fi-alapú pozíció, Bluetooth-jeladó vagy akár földi adótornyok segítsége.
A GPS nem csupán egy hasznos extra, ma már nélkülözhetetlen társunk
Bár gyakran csak háttérben működik, a GPS alapjaiban változtatta meg, ahogy a világban tájékozódunk. És nemcsak a térképeken: ma már szinte minden okoseszköz egy kicsit űrkutató, amikor megpróbálja kideríteni, pontosan hol tartózkodunk.
