Når et landkort ikke er nok — Det forbløffende Global Positioning System

Når et landkort ikke er nok — Det forbløffende Global Positioning System

AF VÅGN OP!-KORRESPONDENT I AUSTRALIEN

DEN unge vandrers ansigt var drivvådt af sved efter strabadserne i dagens hede. Hendes skuldre værkede under vægten af den tunge rygsæk, der var fyldt med alt hvad hun behøvede for at overleve. Hun foldede omhyggeligt sit landkort ud og granskede det nøje, men til hendes forfærdelse var det omliggende terræn uigenkendeligt. Inden længe fornemmede hun at desperationen begyndte at melde sig. „Sig ikke at jeg er faret vild,“ stønnede hun.

Men pludselig lyste hun op. Frem af rygsækken hentede hun et instrument og indtastede nogle oplysninger. Kort efter bredte smilet sig over hendes ansigt. Hurtigt regulerede hun remmene på oppakningen og travede målbevidst af sted, forvisset om at hun gik i den rigtige retning.

Hvordan kunne denne vandrer så hurtigt og ubesværet finde vej ud af en tilsyneladende håbløs situation? Det kunne hun ved hjælp af et bemærkelsesværdigt hjælpemiddel ved navn Global Positioning System, forkortet GPS. Det kunne angive hendes position nøjagtigt og vise hende hvilken vej hun skulle gå. Hvordan fungerer dette forbløffende system?

Systemets fulde navn på engelsk er Navstar Global Positioning System. Navstar er en forkortelse for Navigation System with Time and Ranging. GPS blev oprindelig udviklet for det amerikanske militær, men er nu tilgængeligt for alle. Den første af de satellitter der er nødvendige for driften af GPS, blev sendt op i 1978. Det fuldt udbyggede system benytter 21 Navstar-satellitter med yderligere 3 reservesatellitter i kredsløb. Satellitterne kredser i 20.183 kilometers højde, og deres bane hælder 55 grader i forhold til ækvator. På den måde er man fra en hvilken som helst position på jorden til enhver tid dækket ind af mindst fire satellitter.

Ultranøjagtig tidsmåling har vital betydning

Satellitterne udsender radiosignaler på forud fastlagte og kendte tidspunkter. Ved at tidsfæste nøjagtigt hvornår en Navstar-modtager opfanger et signal, kan man fastslå afstanden til hver enkelt satellit ved at gange tidsforskellen med lysets hastighed. Signalet er cirka en ellevtedel af et sekund om at nå jorden, men tiden må beregnes langt mere præcist, for en fejlmåling på så lidt som en milliontedel af et sekund medfører en fejlplacering på cirka 300 meter.

Hvordan kan man måle tiden med en så utrolig nøjagtighed? Det kan man takket være de avancerede atomure som er monteret i satellitterne. Forfatteren Tom Logsdon skriver i sin bog The Navstar Global Positioning System: „Block II satellitterne . . . har hver især fire yderst nøjagtige atomure om bord — to cæsium-atomure og to rubidium-atomure. Disse ure er så stabile og præcise at de højst vinder eller taber et sekund på 160.000 år.“

I praksis opfanger en modtager som den der blev nævnt i indledningen, signaler fra fire eller flere satellitter og beregner afstanden til hver enkelt af dem. På grundlag af disse afstande beregnes den aktuelle breddegrad, længdegrad og højde, og oplysningerne vises på GPS-modtageren. En nøjagtig positionsbestemmelse kræver at modtageren kan nås af signalerne fra mindst fire satellitter. Den bærbare modtager vejer og fylder ikke stort mere end en mobiltelefon og koster ikke væsentligt mere.

Bedre end landkort?

GPS-modtagere angiver ikke kun den nøjagtige position, men også den rigtige retning hvis man indtaster de nødvendige detaljerede oplysninger om sit bestemmelsessted korrekt. I den henseende overgår GPS-systemet selv de mest nøjagtige landkort. For eksempel kan højden og tætheden af en bevoksning gøre det svært at finde vej ved hjælp af et landkort. Konturløst terræn, især åbent hav og ørkener, samt mørke og tåge er andre faktorer som kan gøre det vanskeligt eller helt umuligt at bruge et kort. GPS-systemet har naturligvis ikke gjort land- og søkort overflødige, men er et værdifuldt supplement til dem. Ved hjælp af det kan man navigere skibe gennem tågeindhyllede havneindløb, holde styr på containere i travle havne og meget andet.

Efterhånden som GPS udvikles, finder det mange andre anvendelsesmuligheder. Her følger nogle af dem:

● Sporing af farlige isbjerge.

● Forudsigelse af vejret.

● Præcisionslanding af fly.

● Opsporing af sunkne skibe.

● Opsporing af og rutevejledning for biler.

● Nøjagtig dosering af gødning på markerne.

Den vandrer vi nævnte i indledningen, kunne i det kritiske øjeblik hvor hun havde hårdt brug for hjælp, benytte dette fænomenale system til præcist at stedfæste hvor hun befandt sig. I tilgift fik hun angivet i hvilken retning hun skulle gå, og hun nåede velbeholdent frem til bestemmelsesstedet. Bedst som hun troede at hun var faret vild, blev hun hjulpet af det forbløffende Navstar Global Positioning System.

[Ramme/illustration på side 22]

I 1984 fandt Oklahoma-forretningsmanden Ron Frates ved hjælp af GPS frem til de tilgroede ruiner af fortidige mayabygninger i Guatemalas og Belizes jungle. Frates kombinerede fotografier fra Landsat-satellitten med præcisionsnavigering ved hjælp af GPS. „Vi kunne kortlægge mayacivilisationens udstrækning på [halvøen] Yucatan i løbet af en fem dages tid,“ oplyser Frates og hans kolleger. „Til fods ville det have taget mindst hundrede år.“

[Diagram/illustrationer på side 22, 23]

(Tekstens opstilling ses i den trykte publikation)

HVAD GPS KAN VISE

Din nøjagtige position

Angivet i bredde- og længdegrader

Dato og klokkeslæt

Kompas

Din højde

Din position på et kort

Kortet har variabel målestok. I trafikken kan man blive ført til bestemmelsesstedet selv om man ikke kender vejnettet

Bevægelsesretning

En kompasnål kan hjælpe én til at finde hjem igen og angive den resterende afstand

Antenne

Vist i naturlig størrelse

Satellitstatus

Dette „himmelpanorama“ viser hvilke af de 24 satellitter modtageren har i sigte

Signalstyrke

Hvis nogle satellitter bliver blokeret (angivet med skyggestribe), henter modtageren positionsdata fra alternative satellitter

[Kildeangivelse på side 22]