Když mapy nestačí — Úžasný globální navigační systém

Když mapy nestačí — Úžasný globální navigační systém

OD NAŠEHO DOPISOVATELE V AUSTRÁLII

OBLIČEJ mladé turistky se leskl potem. A není divu, když se namáhala v tak horkém dni. Dívka pohybovala rameny ve snaze nadlehčit si těžký batoh, ve kterém měla výbavu pro přežití. Pečlivě rozložila a prostudovala svou turistickou mapu, ale k jejímu zděšení nebylo v okolním terénu nic povědomého. Zanedlouho začal hluboko v ní hlodat zoufalý pocit strachu. „Snad jsem se neztratila,“ bědovala.

Náhle se však uklidnila. Sáhla do batohu, vytáhla přístroj uložený v ochranném pouzdru a naťukala do něj nějaké informace. Za chvilku se začala usmívat. V rychlosti si upravila ranec a s jistotou člověka, který přesně ví, kam jde, vykročila.

Jak to, že tato turistka byla schopna ve zdánlivě beznadějné situaci najít cestu tak rychle a snadno? Protože využila pozoruhodné pomůcky známé jako Globální navigační systém (z anglického Global Positioning System, GPS). Díky němu věděla, kde přesně se nachází a poznala, kudy má jít dál. Co přesně je tento úžasný systém nazvaný GPS?

Plný název zní Globální navigační systém Navstar. Navstar je zkratka pro Navigation Satellite Time and Ranging System. GPS byl nejdříve vyvinut pro potřeby americké armády, nyní je však k dispozici pro každého, ať už se nachází kdekoli na světě. První družice potřebná pro provoz GPS byla vypuštěna v roce 1978. Celý systém nyní využívá jednadvaceti družic Navstar a třech náhradních sond, které již jsou na oběžné dráze. Tato tělesa jsou vyslána na oběžnou dráhu do výše 20 196 metrů a každá oběžná dráha je posunuta o pětapadesát stupňů od rovníku. V tomto uspořádání jsou z jakéhokoli místa na zemském povrchu vždy dostupné alespoň čtyři družice.

Měření času s přesností na zlomek vteřiny je nezbytné

Družice vysílají v určitý stanovený čas radiové signály a díky tomu, že přijímač Navstar změří přesný čas, kdy signál zachytí, může určit, jak je družice vzdálena. Signálu trvá asi jedenáctinu sekundy, než dorazí k zemi. Přijímač pak toto číslo vynásobí rychlostí světla, a tak s překvapivou přesností zjistí vzdálenost k družici. Naměřený čas musí být opravdu přesný, protože rozdíl pouhé jediné miliontiny sekundy způsobí odchylku více než 300 metrů!

Jak je možné dosáhnout tak neuvěřitelně přesného času? Je to možné díky tomu, že družice používají důmyslné atomové hodiny. Tom Logsdon ve své knize The Navstar Global Positioning System (Globální navigační systém Navstar) vysvětluje: „Družice Block II . . . nesou čtvery velmi přesné hodiny — dvoje cesiové a dvoje rubidiové atomové hodiny. Tyto hodiny měří čas s takovou stálostí a přesností, že kdyby zpomalily nebo zrychlily, pak pouze o jedinou sekundu za 160 000 let!“

Přijímač — například ten, který používala turistka zmíněná v úvodu — přijímá signály ze čtyř nebo více družic a spočítá vzdálenost ke každé z nich. Vzdálenosti se pak použijí k určení zeměpisné šířky, délky a nadmořské výšky přenosného přijímače. Výsledek se pak zobrazí na GPS přijímači. K přesnému zaměření pozice jsou potřeba nejméně čtyři družice. Přenosné přijímače jsou lehké a cenově dostupné, jejich cena a velikost jsou přibližně srovnatelné s přenosným telefonem.

Lepší než klasické mapy?

Pokud jsou vloženy správné údaje o požadovaném cíli, přijímače GPS určí nejen přesnou polohu vlastníka, ale také správný směr. V tomto ohledu jsou zařízení typu GPS lepší než nejpřesnější mapy v klasické podobě. Například když hledáte cestu na mapě, mohou vám v tom bránit takové okolnosti jako vysoké stromy nebo hustá vegetace. Nevýrazný terén (zvláště oceány a pouště), tma a mlha patří jen mezi některé skutečnosti, které mohou využití mapy ztížit, nebo dokonce naprosto znemožnit. Je jisté, že přijímač GPS neudělá tečku za používáním map — naopak ve spojení s mapami pracuje velmi dobře. Může být velmi výhodně použit při navádění lodí do přístavů, které jsou v mlze, při sledování kontejnerů v rušných přístavech a také pro mnohé jiné komerční účely.

S postupujícím rozvojem GPS přibývají další možnosti jeho využití, z nichž uvádíme následující.

● Určování polohy nebezpečných ledovců.

● Předpověď počasí.

● Hladké přistávání letadel.

● Vypátrávání potopených lodí.

● Systém určování polohy a navádění automobilů.

● Hnojení v přesných dávkách.

Naše turistka byla tedy naváděna tímto jedinečným družicovým systémem, a proto mohla přesně zjistit, kde se nachází, a měla tyto údaje k dispozici tehdy, když je nejvíce potřebovala. Navíc obdržela pokyny ohledně správného cíle cesty, do kterého nakonec bezpečně dorazila. Ano, právě když si myslela, že se ztratila, pomohl jí úžasný Globální navigační systém Navstar!

[Rámeček a obrázek na straně 22]

Ron Frates, podnikatel z Oklahomy, lokalizoval v roce 1984 s pomocí Globálního navigačního systému (GPS) zbytky starověkého mayského osídlení, které byly ukryty pod hustou vegetací džungle v Guatemale a Belize. Frates zkombinoval snímky z družice Landsat a přesné navádění GPS. Ron Frates spolu s kolegy poznamenal: „Dokázali jsme zmapovat rozsah Mayské civilizace na Yucatanu asi za pět dní. Kdybychom to měli zjišťovat pěšky, trvalo by to přinejmenším sto let.“

[Nákres a obrázky na straně 22 a 23]

(Úplný, upravený text — viz publikaci)

CO MŮŽE GPS UKÁZAT

Vaše přesná poloha

Displej zobrazí souřadnice zeměpisné délky a šířky

Čas a datum

Kompas

Nadmořská výška

Výsek mapy

Měřítko mapy je možné zvětšit nebo zmenšit. Pokud cestujete autem, může vám displej vyznačit cestu do místa, kde jste nikdy předtím nebyli

Váš kurs

Naváděcí zařízení a střelka kompasu vás mohou dovést zpět domů a zobrazují vzdálenost, kterou ještě musíte urazit

Poloha družic

Na tomto zobrazení oblohy je vidět, které ze čtyřiadvaceti družic může váš přijímač „vidět“

Intenzita signálu

Pokud se některé družice dostanou mimo signál (označený sloupec), přijímač využije ke stanovení vaší pozice náhradních družic

Anténa

Skutečná velikost

[Podpisek obrázku na straně 22]