|
Comunitate
Evenimente
Vă recomandăm
Marathon Piatra Craiului
Marathon 7500
Bike marathon 4 Mountains
Cazare Predeal
Cazare, Pensiuni, Hoteluri
Parteneri
 
|
Arhiva articolelor Alpinet - ALPINinfo mai-iunie 2001
G P S
Introducere
Acest articol se vrea o îmbinare a unor:
1. informatii generale despre GPS;
2. informatii avansate (mai putin documentate);
3. un fel de ghid de folosire a unui GPS (scris cu scopul pricipal de a lămuri cititorul
asupra posibilitătilor actuale ale aparatelor de acest gen)
Pentru numere am folosit notatia engleză: virgula ca separator de mii si punctul
ca separator zecimal.
Generalităti
GPS (Global Positioning System) este un sistem de navigare (orientare)
prin satelit proiectat să furnizeze pozitia, viteza, timpul aproape oriunde pe glob,
în orice moment de timp si în orice fel de conditii meteorologice. Acest proiect este
finantat si controlat de "U.S. Department of Defense" în primul rând în scopuri
militare, dar si pentru serviciul public. Câteva exemple de aplicatii tipice GPS: sistemele
de orientare de pe vapoare si avioane (mai nou si pentru masini), măsuratori în constructii,
cartare, agrement, excursii, etc
Sistemul GPS este format dintr-o "constelatie" de 24 de sateliti ce orbitează
în jurul Pamîntului, pe mai multe orbite, la înăltimi în jur de 20,000km, si din câteva
statii (la sol) de comanda si control împrăstiate pe glob, cu rolul de a urmări, actualiza,
sincroniza informatiile de ceas si efemeride din sateliti. De remarcat că acesti sateliti
nu sunt geostationari (precum cei de televiziune sau de tramsmisii de date) ci ei
"răsar" si "apun", parcurgând cerul în aproximativ 5 ore, având o
perioada de rotatie de circa 12 ore.
Acesta este sistemul american; mai există si alte "constelatii" de sateliti folositi
pentru navigare, de exemplu sistemul rusesc GLONASS, dar care din lipsa fondurilor
nu este întretinut cum trebuie (satelitii defecti nu sunt înlocuiti) si suferă de o
degradare a preciziei.
Functionare
Receptorul GPS
(atentie, după cum îi spune si numele este doar un simplu receptor, nu poate
să emită):
Pozitia este obtinută din calculul distantei de la receptorul
GPS la fiecare din satelitii de la care are semnal, această distantă la rîndul ei fiind
obtinută cu formula: distanta=viteza*timpul, unde: viteza este cunoscută (aproximativ
viteza luminii) iar timpul este calculat din informatiile de timp aflate de la fiecare
satelit (datorita faptului ca toti satelitii îsi încep emisia simultan). Este nevoie de
(semnalul de la) cel putin 4 sateliti pentru a obtine o pozitie în 4 dimensiuni (timp,x,y,z).
Limitări, acuratete
În primul rînd trebuie retinut că un GPS nu poate fi folosit decât în spatii deschise,
orice fel de obstacol de genul: acoperis, bloc, stâncă blocând complet semnalul de la
sateliti; pădurile foarte bogate diminuează din calitatea semnalului dar vremea proastă
si cerul acoperit nu au influente majore. Când (în mod normal) orbitează în jurul Pământului
24 de sateliti GPS (pot fi mai putini deoarece unii sunt în reparatie sau mai multi deoarece
sunt adăugati noi sateliti), în medie sunt vizibili 8 la un moment dat; probabilitatea să fie
vizibili mai putin de 5 sau mai mult de 11 este sub 0.04%; aceste date ne spun că dacă avem
vizibil tot cerul vom putea să obtinem o pozitie precisă a locului unde ne aflăm;
chiar dacă jumătate de cer este obturată de un obstacol, în majoritatea cazurilor vom putea
obtine pozitia; numărul maxim de sateliti pe care îi poate urmări un GPS (adică 12) se va
obtine rareori si numai pe vârfuri.
Surse de erori: zgomot în receptor, întârzieri (nemodelate) ale semnalului în ionosferă si
troposferă, reflexii ale semnalului în apropierea receptorului, dar toate acestea cumulate
nu generează erori decât de ordinul metrilor (până în 15m); cea mai mare sursă de erori a
fost până la 2 mai 2000: Selective Availability (SA), acesta fiind bruiajul pe care
Departament Of Defense îl suprapunea peste semnalul civil (din motive militare),
rezultând în medie erori de 30-60m cu maxime depăsind 100 de metri. Începând cu 2 Mai 2000
semnalul nu mai este bruiat, precizia obtinută acum cu receptoarele GPS obisnuite fiind
de ordinul 5-15m.
Precizia unei măsuratori cu GPS-ul depinde, pe lângă numărul de sateliti care sunt luati
în calcul, si de pozitia (geometria) lor; astfel, dacă satelitii sunt grupati strâns, precizia
va fi slabă, în schimb, dacă sunt împrăstiati în toate directiile, precizia e bună. Acest fenomen
se observă si atunci când jumătate de cer (sau mai mult) e obturată de un perete sau de un
munte, pentru calculul pozitiei rămânând numai satelitii din jumătatea vizibilă de cer,
rezultatul fiind mai putin precis.
 
Exemple cînd GPS-ul se poate folosi cu succes si când nu:
pozitia vârfurilor montane se poate măsura cu o precizie extraordinară deoarece tot
orizontul este vizibil (probabil singurele locuri în care se poate avea semnal de la 12
sateliti simultan);
pe teren drept (ex: pe platouri, cum ar fi cel al Bucegilor) orientarea cu GPS-ul se
face fără probleme;
pe văile largi, datorită numărului restrâns de sateliti vizibili si geometriei
defavorabile (în general toti grupati deasupra si putin spre vale) precizia nu este prea bună;
prin vâlcelele foarte înguste si adânci sau prin formatiunile de tip canion, GPS-ul nu mai
este de nici un folos deoarece semnalul de la majoritatea satelitilor este obturat de pereti
(si, chiar dacă din întâmplare sunt 3 sau 4 sateliti vizibili, precizia va fi foarte slabă).
Alte limitări provin (nu de la sistemul GPS ci) de la constructia aparatelor (depind de
firma constructoare); de exemplu:
la multe aparate numele unui punct poate avea maxim 6 caractere ceea poate duce la
confuzii si nume neintuitive;
pentru a introduce un nume trebuie pentru fiecare caracter parcurs alfabetul cu
ajutorul cursoarelor ceea ce e o operatie mare consumatoare de timp; de multe ori mult
mai rapidă e lăsarea numelui implicit care-l genereaza GPS-ul si notarea lui separat
într-un carnetel urmând ca numele complete să fie trecute acasă cînd GPS-ul va fi
conectat la un PC.
DGPS
(Differential GPS) este un sistem cu ajutorul căruia (împreună cu aparate
sofisticate) se pot obtine precizii de ordinul milimetrilor. Sistemul DGPS asigură
precizii de circa 2m. La modul simplu DGPS presupune folosirea a două
receptoare GPS (unul fix si unul mobil) ce pot comunica între ele. În mod normal DGPS
se foloseste astfel:
1. o retea de statii fixe amplasate la sol din loc în loc (similar celor de la
telefonia mobilă). Aceste statii receptionează semnalele GPS de la sateliti, calculează
erorile de pozitie (datorită faptului că sunt statii fixe si-si cunosc cu exactitate pozitia),
si mai departe transmit aceste corectii prin unde radio.
2. utilizatorul trebuie să aibă conectat cu GPS-ul un receptor de DGPS (ca un fel
de radio) ce receptionează corectiile (transmise de către statiile fixe) si le transmite
GPS-ului pentru a corecta pozitia.
Nu cred ca la noi în tară să existe astfel de statii de DGPS, probabil cu câteva exceptii
în unele porturi unde să fie folosite pentru navigatia vapoarelor.
| Autor: CA Galati
Înscris de: Clubul Alpin Galati
Vizualizări: 18192, Ultima actualizare: Joi, 10 Oct 2002 |
| Comentariu |  Stefan Militaru, Duminică, 26 Ian 2003, 7:58
Cum se poate procura revista?
| | Comentarii pentru acest articol |
|
Stefan Militaru, Duminică, 26 Ian 2003, 7:58 