Jak działa lokalizator GPS?
Wbudowana nawigacja samochodowa, nawigacja montowana na szybie, nawigacja w telefonie… Bez tych rozwiązań większość kierowców nie wyobraża sobie życia. Coraz częściej stawiają też na nadajniki GPS pozwalające ustalić pozycję pojazdu. Po co? By ograniczyć ból głowy w przypadku kradzieży auta oraz móc sprawniej zarządzać flotą.
Zimna woja. To jej owocem są systemy satelitarne wykorzystywane dzisiaj powszechnie w rolnictwie, archeologii, budownictwie, ochronie mienia, ratownictwie czy motoryzacji. A zaczęło się od rozwiązań na potrzeby marynarki wojennej – Amerykanie mieli Transit, a Rosjanie Parus. W latach 70. w USA ruszyły prace nad systemem GPS, a w ZSRR nad GLONASS-em. Samochodowe systemy służące lokalizacji i prowadzeniu do celu z wykorzystaniem danych satelitarnych wprowadzono pod koniec lat 80. Dziś większość z nas doskonale wie, że istnieje coś takiego, jak nadajnik GPS do samochodu czy nadajnik GPS do telefonu. Rośnie też popularność urządzeń GPS do śledzenia pojazdów.
Mały moduł z dużymi możliwościami
Lokalizatory GPS pozwalają nie tylko na określanie pozycji samochodów czy jednośladów, w których zostały zainstalowane. Ta ich pierwotna funkcja, umożliwiająca chociażby ustalenie, gdzie w danej chwili znajduje się osoba dysponująca służbowym autem, wzbogacona została m.in. o optymalne planowanie tras na mapie, generowanie raportów pozwalających na określenie efektywności pracowników, określanie dozwolonych stref poruszania się pojazdu oraz alarmowanie o każdym ich naruszeniu, a także kontrolę zużytego paliwa. Do tego dochodzą rozwiązania z zakresu eco-drivingu, czyli zbierania informacji o stylu jazdy kierowców (przyspieszanie, płynność jazdy, gwałtowne hamowania) czy ewidencja różnego rodzaju kosztów.
Chociaż większość funkcjonalności tworzona jest z myślą o firmach dysponujących flotami, to część doskonale sprawdza się w przypadku zwykłego Kowalskiego. Dzięki modułom GPS ma on realne szanse na odnalezienie pojazdu po kradzieży oraz namierzenie swojego samochodu pozostawionego na ogromnym parkingu pod hipermarketem. Lokalizator to również forma kontroli rodzicielskiej w aucie. Rzecz nie w inwigilowaniu dzieci, ale w trosce o ich bezpieczeństwo. Możliwość błyskawicznej reakcji w przypadku zagrożenia i szansa udzielenia natychmiastowej pomocy dzięki precyzyjnym danym o lokalizacji pojazdu to argumenty, które przemawiają nad zastosowaniem monitoringu w samochodzie, z którego korzysta dziecko.
Jak w nawigacji
Zasada działania lokalizatora GPS jest praktycznie identyczna jak w przypadku nawigacji samochodowej, przy czym zwykle wykorzystuje on kilka istniejących systemów satelitarnych: amerykański GPS (najpopularniejszy, od którego zresztą wziął nazwę), rosyjski GLONASS i europejski GALILEO (wciąż w budowie). Każdy z nich dysponuje swoimi satelitami wysyłającymi sygnał rozpoznawczy, aktualną pozycję na orbicie i dokładny czas. W przypadku GPS-u funkcjonuje obecnie 31 satelitów, GLONASS ma ich 23, a GALILEO 22.
Zegary atomowe w akcji
Sygnał emitowany z każdego satelity jest radiową falą mikrofalową, zawierającą informację o czasie, w którym została ona przesłana (opuściła satelitę), oraz aktualną pozycję orbitalną satelity.
Obliczając różnicę między czasem wysłania sygnału a jego dotarcia do odbiornika, uzyskuje się dokładną odległość pomiędzy nimi (odbiornik musi uwzględnić przy tym m.in. zmniejszenie prędkości sygnału spowodowane przez jonosferę i troposferę). Jak wskazuje Europejska Agencja Kosmiczna, bardzo precyzyjna nawigacja satelitarna bazuje na tej samej zasadzie, jak liczenie sekund po błyskawicy, zanim usłyszy się towarzyszące grzmoty, w celu oszacowania oddalenia burzy: wartość czasu jest przekształcana w przelicznik odległości.
Do określenia pozycji konieczne jest pozostawanie modułu GPS w zasięgu co najmniej czterech satelitów. Trzy odpowiadają za długość i szerokość geograficzną oraz wysokość znajdowania się lokalizatora, a czwarty do określenia przesunięcia czasowego pomiędzy (precyzyjnym, bo atomowym) zegarem satelitarnym a (mniej precyzyjnym) zegarem wbudowanym w odbiornik. Aby system mógł działać, konieczne jest zsynchronizowane wszystkich satelitów – transmisję swoich sygnałów muszą bowiem rozpoczynać dokładnie w tym samym momencie. Osiąga się to przez ciągłą synchronizację wbudowanych zegarów atomowych z zegarem głównym na ziemi. Te „czasomierze” mają dokładność sprawiającą, że spóźniają się zaledwie o jedną sekundę na trzech miliony lat.
Generalnie im więcej satelitów w zasięgu odbiornika GPS, tym większa dokładność pozycjonowania.
Informacja o pozycji modułu zainstalowanego w pojeździe przesyłana jest za pomocą sieci GSM do centrali firmy oferującej system monitoringu GPS i/lub bezpośrednio do użytkownika, o ile dysponuje on stosowną aplikacją. Naniesiona na mapę umożliwia zlokalizowanie samochodu czy motocykla i śledzenie trasy, jaką się porusza.
