Šta je GPS?

Od kamenčića do satelita

“Gde sam?” i “Kako stići do cilja?” pitanja su verovatno stara koliko i ljudski rod. Još je “rani” čovek koristio tehniku prepoznavanja i pamćenja objekata i struktura u prirodi koristeći ih kao putokaz. Ostavljanje kamenčića, označavanje drveća i posmatranje planina činili su najraniji oblik orjentacije koja je uz razvoj tehnike i instrumenata evoluirala do današnjih satelitskih sistema.

Šta je GPS?

GPS je satelitski radionavigaciski sistem namenjen globalnom pozicioniranju Razvilo ga je, i održava ga Ministarstvo odbrane S.A.D.-a (U.S. Department of Defence -DoD). GPS omogućuje korisnicima na moru, kopnu i u vazduhu određivanje 3D pozicije, brzine i tačnog vremena 24 sata dnevno bez obzira na atmosferske prilike, tačnošću većom nego bilo koji radionavigaciski sistem do sada.

Izgradnja Globalnog Pozicionog Sistema počela je 1973 godne, prvo lansiranje satelita usledilo je u februaru 1978. godine. Prvo proširenje sistema počelo je u februaru 1989. godine lansiranjem druge generacije satelita, a sistem je proglašen potpuno operativnim 17. 07.1995. godine.

GPS sistem čine tri osnovna segmenta:

· svemirski segment (24 satelita na visini od 20.200 km)

· kontrolni segment (serija kontrolnih stanica širom sveta i glavni kontrolni centar u Colorado Springsu, California, USA)

· korisnički segment (GPS prijemnik i antena)

Kako GPS prijemnik računa poziciju?

Izračunavanje pozicije zasniva se na određivanju pseudo-udaljenosti (pseudo-ranges). Udaljenost između satelita i prijemnika može biti izračunata merenjem proteklog vremena od trenutka odašiljanja signala sa satelita do trenutka prijema signala u prijemnik. Vremensko kašnjenje množi se brzinom svetlosti da bi se odredila udaljenost satelit-prijemnik.

Određivanje pozicije tačke najjednostavniji je način korištenja GPS sistema. Za određivanje trodomenzionalnih koordinata (geografske dužine j, širine i i visine h) prijemnika potrebni su podaci minimum tri satelita, i podaci još jednog satelita radi korekcije sata.

Jednostavnije rečeno, ako zamislimo da udaljenost između satelita i GPS prijemnika predstavlja radijus kugle opisane oko satelita, presek takve tri kugle tačno određuje nepoznatu poziciju.

Upotreba GPS-a

Razvoj globalnog satelitskog sistema za određivanje pozicije – GPS, prihvaćen je ne samo u navigaciji već i u raznim GEO-naukama. Mogućnost izračunavanja koordinata 24 sata dnevno bez obzira na meteorološke prilike i nepotrebnost dogledanja među tačkama, vrlo brzo su GPS prijemnike učinile korisnim i opšteprihvaćenim terenskim instrumentom.

Upotreba GPS prijemnika sve je češća, a iznenađuje raznolikost zadataka u kojima ovaj sistem daje pouzdane rezultate. Danas GPS prijemnike osim za vojne potrebe, što je bio osnoovni povod izrade sistema, koriste geodeti, šumari, geolozi, geofizičari, geografi, hidrografi, agronomi, ukratko sve struke kojima je neophodan terenski rad.

Osim stručne i profesionalne upotrebe u raznim naukama GPS je našao široku primenu i u svakidašnjem civilnom životu – razni oblici transporta (zemljom, vodom i vazduhom), sport (nautika, padobranstvo, planinarenje, …), pa sve do ugrađivanja GPS-a kao sistema za navigaciju u automobile.

Sve brže širenje upotrebe GPS-a prati i stalni razvoj prijemnika. Oni postaju sve manji, brži, pouzdaniji i jeftiniji, potencirajući time svoje korištenje. Današnji ručni GPS prijemnici veličine mobilnog telefona poseduju mogućnost simultanog praćenja do 12 satelita, omogućavajući time rad i u područjima slabijeg prijema signala, npr. u šumi, uskim kanjonima ili ulicama. Takvi uređaji prvu poziciju izračunavaju za svega 1-2 minuta, a zatim svake sekunde daju novo izračunate koordinate. Osim pozicije GPS prijemnik računa i brzinu (maksimalna, trenutna i srednja brzina), i smer kretanja. Skoro svi ručni uređaji omogućuju memorisanje od 500 i više tačaka s geografskom koordinatom, vremenom memorisanja podatka i komentarom (kuća, most, potok, i dr.) i 20-tak ruta od 30 tačaka. Memorisane tačke se mogu kablom prebaciti u računar za kasniju obradu.

Noviji ručni GPS uređaji imaju ugrađen i mapu određenog područja (eMAP, GPS III Plus, Street Pilot, eTrex Legend, eTrex Vista itd.). Ovi prikazi mogu varirati od jednostavne skice okoline, koja služi kao pomoć u orjentaciji, do vrlo detaljnog prikaza ulica u gradovima ili obale sa simbolima svetionika, kablova, marina, sidrišta i sl. Sve češće se u takvim prijemnicima nalaze i baze podataka gradova, mesta, ulica, muzeja, bolnica, restorana, itd. sortirane po određenoj tematici.

Služiti se takvim uređajem jednostavno je i gotovo automatizovano. Nakon uključivanja i prijema signala s četiri neophodna satelita uređaj računa prvu poziciju (FIX) nakon čega se možemo kretati po zamišljenoj ili planiranoj ruti.

Uporeba GPS-a ne završava samo određivanjem tačke. Zavisno od uređaja, tražena tačka može se odrediti i pronaći sutra ili za 10 godina s pouzdanošću od 10 m. Potrebno je samo upisati tražene koordinate i pokrenuti funkciju navođenja. Tog trenutka GPS prijemnik nas strelicom usmerava prema traženoj tački istovremeno računajući preostalu udaljenost, brzinu kretanja itd.

Budućnost GPS-a je zaista zadivljujuća. Ipak, razvoj događaja u sledećih deset godina teško je predvideti, međutim, sigurno je da GPS prijemnici ulaze u naš svakodnevni život poput telefona, radio prijemnika ili televizora.

Neven Čolić, dipl.ing.geod.