GPS (ang. Global Positioning System) - zaprojektowany na potrzeby wojska Stanów Zjednoczonych system globalnego pozycjonowania. Został stworzony został w celu dokładnego ustalania pozycji niezależnie od pogody czy pory dnia w latach 60-tych XX wieku. Dostępny w początkowym okresie tylko dla armii, z czasem został udostępniony także użytkownikom cywilnym. Na początku sygnał dla użytkowników cywilnych był zakłócany. Funkcja zakłócania została nazwana selektywną dostępnością (ang. Selective Availability – S.A.) i oferowała dokładność na poziomie 100 metrów. Obecnie sygnał jest ogólnie dostępny, bezpłatny i od 2000 roku decyzją prezydenta USA nie jest już zakłócany. Dzięki temu dokładność dostępnych odbiorników wynosi poniżej 3 metry.
Najważniejsze elementy systemu GPS:
- system satelitów krążących po stałych orbitach wokół ziemi
- system stacji pomiarowych znajdujących się na ziemi
- odbiornik sygnału GPS użytkownika
Czym jest odbiornik GPS?
Pierwsze odbiorniki sygnału GPS ważyły kilkanaście kilogramów, a ich wymiary absolutnie nie pozwalały na wykorzystywanie w nawigacji rowerowej lub tym bardziej pieszej. Obecnie produkowane urządzenia mieszczą się w dłonie, gwarantując wysoką jakość w przystępnej cenie.
Odbiornik GPS to urządzenie o wymiarach porównywalnych do paczki zapałek, którego zadaniem jest odebranie sygnałów nadawanych z satelitów krążących wokół ziemi, wyliczenie dokładnej pozycji, a następnie przesłanie do zewnętrznego urządzenia. W praktyce najczęściej odbiorniki GPS wykorzystuje się w zespole z telefonem komórkowym lub palmtopem – odbiornik ustala pozycje i przekazuje do telefonu a telefon z zainstalowaną mapą wyświetla na cyfrowej mapie aktualne położenie. Oczywiście pokazanie pozycji to nie wszystko! Dane z odbiornika są aktualizowane co sekundę i za pomocą tych danych uzyskanie informacji na temat prędkości, przyśpieszenia czy chociażby czasu potrzebnego do dojechania do celu nie stanowi problemu.
Komu i dlaczego przydaje się GPS?
Każdemu, kto potrzebuje określić pozycję, w jakiej się znajduje i wybrać jak najlepszą i najkrótszą drogę do celu.
W podróżach samochodem i transporcie: potrzebne są urządzenia do nawigacji samochodowej z wyświetlaczem np. PENTAGRAM Nomad
Do monitorowania pojazdów i pracowników: klasyczne systemy do nawigacji samochodowej takie, jak Nomad, ale również rejestratory trasy, które nie tylko wskazują pozycję, ale ją również rejestrują zapis przebytej przez pracownika trasy np. PENTAGRAM PathFinder Logger
W turystyce (do wypraw pieszych, górskich, rowerowych) – do wskazywania trasy, określania prędkości, informacji o przebytej drodze, czasie podróży, obliczania czasu dojścia do celu, o aktualnej wysokości, prędkości wznoszenia się itd. wszystkie odbiorniki z grupy PENTAGRAM PathFinder, ze szczególnym uwzględnieniem Loggera, który dodatkowo zarejestruje trasę (bez użycia zewnętrznych urządzeń – ma wbudowaną pamięć flash 32 MB), a docelowo pozwoli zapisaną trasę połączyć ze zdjęciami z aparatu cyfrowego, dzięki czemu można zaprezentować przebytą trasę na Google Earth, Google Maps i pokazać znajomym relację z podróży. Przykładowa prezentacja trasy znajduje się tutaj
Gps-y potrzebne są również na jachtach, w geodezji, rolnictwie, kartografii itd.
Co jest ważne przy wyborze GPS-u?
- precyzja nawigacji – najlepsze urządzenia ustalają pozycję z dokładnością do 2,5 metra, im więcej kanałów (satelitów) śledzi odbiornik, tym dokładniejsza określenie pozycji
- częstotliwość odświeżania pozycji, najlepsza ok. 0,1 s – parametr ten określa, jak często są aktualizowane informacje o miejscu, w którym znajduje się odbiornik
- czułość odbiornika – świadczy o tym, czy odbiornik może pracować zamknięty w schowku samochodu, plecaku, albo torbie, czy nie zakłócaja jego działania chmury, deszcz, śnieg, o czułości odbiornika GPS decyduje zastosowany chipset, najlepszy to MTK lub SiRF Star III
- długość działania i energooszczędność, zastosowanie systemu oszczędzania energii – to ważna cecha zwłaszcza w przypadku GPS-ów przenośnych, dobrym parametrem jest 25 godzin nawigacji i 300 godzin czuwania np. PathFinder Logger
- w przypadku gps-ów współpracujących z telefonami komórkowymi, palmtopami i smartofonami ważne jest, czy odbiornik będzie kompatybilny z posiadanym urządzeniem, w przypadku GPS-ów PENTAGRAM, w opisie każdego z nich podana jest dokładna lista modeli
- wbudowane funkcje dodatkowe: odtwarzacz plików MP3, MP4, JPG, TXT
Dodatkowo w przypadku odbiorników do nawigacji samochodowej ważne są następujące cechy:
- wielkość ekranu, optymalna to 4,3”
- rozdzielczość ekranu, wyrazistość kolorów
- panel dotykowy
- czy jest wbudowana mapa
- jakość oferowanej mapy
Te wszystkie wymagania spełnia odbiornik do nawigacji samochodowej PENTAGRAM Nomad
Słowniczek
Wielokrotnie nagradzany program do nawigacji satelitarnej, najdokładniejsza obecnie mapa Polski. Oferuje dokładną bazę adresową oraz niemalże całkowite pokrycie powierzchni Polski. AutoMapa 5 jest wbudowana w system nawigacji PENTAGRAM Nomad.
Technologia bezprzewodowej komunikacji pomiędzy urządzeniami elektronicznymi. Pozwala na podłączenie bez użycia okablowania np. odbiorniki PathFinder z telefonami.
Czułość odbiornika
Czyli jego zdolność uzyskania użytecznych informacji nawet z bardzo słabego sygnału. Przełomowym chipsetem, oferującym niespotykaną wcześniej czułość był SiRF Star III – wykorzystywany w PathFinderze P3100. Nowocześniejszy chipset MTK (zastosowany w PathFinder P3105) oferuje porównywalną czułość przy jednocześnie mniejszym zapotrzebowaniu na energię.
DGPS (ang. Diffrential GPS)
Technologia zwiększenia dokładności odbiorników GPS. Polega na wprowadzeniu poprawki pochodzącej ze stacji referencyjnej do obliczeń przeprowadzanych przez odbiornik. Zastosowanie poprawki powoduje zwiększenie dokładności do 3-5 metrów.
Dokładność wyznaczania pozycji oraz prędkości
Najnowocześniejsze urządzenia, potrafiące wykorzystać poprawki różnicowe WAAS/EGNOS/MSAS oferują dokładność poniżej trzech metrów. Prawidłowo wyznaczają pozycję, jeżeli prędkość nie przekracza 1665 km/h oraz odbiornik nie znajduje się na wysokości powyżej 18 km n.p.m. Ograniczenia wynikają z wymogów USA w stosunku do odbiorników komercyjnych.
EGNOS
Europejski system satelitarny wspomagający pracę systemów GPS oraz GLONASS. Odbiorniki GPS potrafiące korzystać z tego systemu uzyskują większą dokładność pozycji.
GALILEO
Europejski system nawigacji obecnie w budowie. Planowana data uruchomiania systemu – 2012 rok.
Geotagging
Łączenie danych geograficznycznych (długość, szerokość geograficzna) z innymi danymi, np zdjęciami. Najlepszym przykładem zastosowanie jest oprogramowanie dołączone do odbiornika GPS PENTAGRAM PathFinder Logger. Program Photo Tagger potrafi połączyć zdjęcia z miejsciem ich zrobienia na podstawie daty zrobienia zdjęcia.
GLONASS
Rosyjski system nawigacyjny. Obejmuje swoim zasięgiem niemalże całą kulę ziemską.
Gorący start (ang. Hot Start)
Czas potrzebny do ustalenia pozycji po chwilowej utracie sygnały GPS. Najlepiej działanie tego parametru ilustruje sytuacja, w której samochód wyposażony w nawigację GPS wjeżdża do tunelu. "Hot start" to czas niezbędny do ponownego ustalenia pozycji po wyjechaniu z tunelu.
Ilość kanałów
Nowoczesne odbiorniki są w stanie odbierać i przetwarzać sygnał z więcej niż 4 satelitów. Bardzo ważną zaletą GPS-ów jest dokładność ustalania pozycji oraz stabilność nawigacji w przypadku utrudnionych warunkach. Odbiornik przetwarzający sygnał jednocześnie z kilkunastu satelitów nie zgubi pozycji, jeśli któregoś satelitę zasłoni np. wieżowiec lub drzewa. Sygnał z pozostałych umożliwi mu nadal dokładne pozycjonowanie. Legendarny chipset SiRF Star III potrafi wykorzystać sygnał z 20 satelitów jednocześnie. Najnowsze modele PENTAGRAM PathFinder potrafią korzystać z 51 źródeł jednocześnie.
MMCX
Uniwersalne złącze anteny zewnętrznej dla urządzeń GPS. Przydatne w starszych odbiornikach, aktualnie coraz rzadziej wykorzystywane.
NMEA
Standard komunikacji pomiędzy urządzeniami elektronicznymi, powszechnie wykorzystywany w urządzeniach nawigacyjnych GPS.
Pamięć wbudowana Flash
Obszar pamięci w urządzeniu wykorzystywana do zapisywania danych. W przypadku PENTAGRAM Logger sluży jako nośnik do rejestrowania trasy. PENTAGRAM Nomad posiada aż 1GB wbudowanej pamięci Flash – doskonałe miejsce na przechowywanie plików, programów.
SiRF Star III
Legendarny chipset GPS. Rewolucyjny pod względem oferowanej jakość w krótkim czasie stał się standardowym układem GPS na świecie. Dwudziesto kanałowy odbiornik przez dłuższy okres czasu uznawany był za wzorcowy. Aktualnie jego gwiazda lekko przygasła. Nowe chipsety marki MTK oferują wyższą czułość i dokładność.
TIFF (ang. Time to First Fix)
To czas potrzebny do pierwszego ustalenia pozycji po uruchomieniu odbiornika. Wysokiej jakości odbiorniki PENTAGRAM ustalają swoją pozycję w niecałą minutę. Im krótszy czas potrzebny na ustalenie pozycji, tym lepiej.
TMC (ang. Traffic Message Channel)
Technologia informująca o aktualnej sytuacji na drogach. Pozwala na sprawniejsze wytaczanie trasy przez programy nawigacyjne - z uwzględnieniem wypadków, korków na drogach.
WAAS
Amerykański system satelitarny wspomagający system GPS, odpowiednik europejskiego EGNOS. Zapewnia większą dokładność dla urządzeń potrafiących z niego korzystać.
Windows CE 5.0
System operacyjny firmy MicroSoft z pierwotnym zastosowaniem dla przenośnych urządzeń typu PDA. Aktualnie przeżywa drugą młodość dzięki systemom nawigacji satelitarnej. Instalowany na większości urządzeń może się pochwalić szerokim wachlarzem współpracującego oprogramowania.
Zimny start (Cold Start)
Czas potrzebny do ustalenia pozycji tuż po włączeniu. Urządzenie nie mając danych na temat ostatniego położenia satelitów (np. w przypadku „Ciepłego Startu”) potrzebuje więcej czasu na ustalenia swojego położenia.
