GPS - wprowadzenie

Autorem artykułu jest Krystian Wójcik

Technologie kosmiczne fascynują nas od początku swojego istnienia. Trudno się temu dziwić. Każdy z nas chyba pamięta filmy z Jamesem Bondem, kiedy to za pomocą satelitów brytyjski wywiad szukał "wrogów państwa". Co prawda takiej możliwości nie mają cywile, ale możemy poczuć „powiew kosmosu” dzięki GPS.

GPS to akronim słów Global Positioning System co w języku polskim oznacza Globalny System Pozycjonowania. Wyraz globalny nie jest żadnym stwierdzeniem na wyrost. GPS zapewnia praktycznie stuprocentowe pokrycie swoim zasięgiem Ziemi. Dokładniej, z prawdopodobieństwem 0,9996 z każdego miejsca na Ziemi widocznych jest co najmniej 5 satelitów, a jak wiadomo do prawidłowego działania wymagana są przynajmniej 4 satelity widoczne przez odbiornik w tym samym czasie (pozwala to określić pozycję w 3 wymiarach).  

 GPS nie jest jakąś specjalnie nową technologią. Początków systemu GPS, ale również innych systemów pozycjonowania satelitarnego, możemy dopatrzyć się już w latach 50. ubiegłego stulecia. Historia ta jest dosyć często przytaczana, kiedy mówimy o genezie GPS. Mianowicie był rok 1957. W roku tym grupa amerykańskich uczonych obserwowała radzieckiego satelitę Sputnik 1. Był to czas "zimnowojennego” napięcia pomiędzy USA, a ZSRR. Lata pięćdziesiąte były początkiem wyścigu zbrojeń, który przejawiał się między innymi w rozwoju technologii kosmicznych. Sputnik 1 był natomiast pierwszym sztucznym satelitą Ziemi. Amerykanie nie wiedzieli zbytnio z czym mają do czynienia, więc zlecili naukowcom, aby sprawdzili czy satelita ten jest jakimś zagrożeniem dla Stanów Zjednoczonych, bądź jego sojuszników. Uczeni odbierając sygnał radiowy, który był emitowany przez satelitę wpadli na pomysł, aby wykorzystać satelity, a w zasadzie sieć satelitów do wyznaczania pozycji na Ziemi.

 Zanim rozpoczęto właściwe prace nad GPS, opracowano inne systemy pozycjonowania o charakterze wojskowym. Był to między innymi system Transit, który opracowany był dla potrzeb marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych. Kolejnym systemem, który wykorzystywał satelity do pozycjonowania był TIMATION. Kolejne prace nad systemami pozycjonowania satelitarnego wiążą się już bezpośrednio z GPS, który jak i inne tego typu tworzony był z myślą o wojsku.

 GPS to wbrew pozorom jakie mogą wyniknąć z prostoty korzystania z urządzeń do pozycjonowania satelitarnego, bardzo zaawansowana technologia. Prace nad nim rozpoczęły się w roku 1973, a pełną operatywność GPS osiągnął dopiero w roku 1995. Jednak to nie oznaczało, że zakończyły się prace nad nim. Nic bardziej mylnego. GPS-Navstar wymaga ciągłej konserwacji i nadzorowania. Ciągle wystrzeliwane są nowe satelity, aby zastąpić stare i zużyte, bądź z powodu zaimplementowania jakichś nowych rozwiązań. Aby tak naprawdę uzmysłowić sobie z jak skomplikowanej technologii korzystamy warto przeczytać poniższy nagłówek.

 Struktura GPS sprawia, że każdy z nas fizyczny kontakt ma tylko z małą częścią tej technologii, a mianowicie z odbiornikiem sygnału radiowego. A tak naprawdę jest to ta najmniej zaawansowana część nawigacji satelitarnej, która posiada trójelementową strukturę, w której wyróżniamy segment kosmiczny, segment użytkownika oraz segment kontroli. Odbiorniki to urządzania tak zwanego segmentu użytkownika. Dużo ważniejszy jest segment kosmiczny, który tworzy złożona sieć satelitów nawigacyjnych, których zadaniem jest nieprzerwane emitowanie sygnału, który następnie odbierany jest przez poszczególne odbiorniki. Dla wyznaczania pozycji niezwykle istotny jest bardzo precyzyjny pomiar czasu, dlatego każdy satelita wyposażony jest w zegar atomowy. Ostaniem elementem GPS jest segment kontroli, który zwany jest również segmentem nadzoru. Zadaniem tego segmentu jest, jak sama nazwa wskazuje, ciągły nadzór pracy poszczególnych satelitów. Przede wszystkim chodzi tutaj o kontrolę orbit satelitów, jednak nie tylko.

---

Wójcik K. - więcej wiadomości o GPS, a także innych systemach pozycjonowania satelitarnego znajdziesz na > GPS - technologiagps.org.pl 

Artykuł pochodzi z serwisu www.Artelis.pl