Amikor a térkép már nem elég — A bámulatos Globális Helymeghatározó Rendszer
AZ ÉBREDJETEK! AUSZTRÁLIAI TUDÓSÍTÓJÁTÓL
A FIATAL turistalány arca csupa verejték volt az igen forró napon kifejtett erőfeszítéstől. Vállait jól megmozgatta, hogy ne fájjon annyira a nehéz hátizsáktól, melyben az életben maradáshoz szükséges dolgok voltak. Gondosan szétnyitotta turistatérképét, áttanulmányozta, de döbbenetére semmi sem volt ismerős a környező vidéken. Hamarosan egy kínos érzés, a reménytelenség érzése kezdte eltölteni belsőjét. „Hát ilyen nincs! Eltévedtem” — sóhajtozott.
De hirtelen felcsillant a szeme. Belenyúlt a hátizsákjába, előhúzott egy védődobozban lévő műszert, és néhány információt beleírt. Pillanatokon belül mosoly ült ki arcára. Gyorsan becsukta hátizsákját, és olyan biztonságérzettel fordult vissza, mint aki pontosan tudja, hova megy.
Miért volt képes ez a turista ilyen gyorsan és könnyen megtalálni, merre menjen, holott olyan reménytelennek látszott a helyzet? Azért, mert használta a Globális Helymeghatározó Rendszer (GPS) néven ismert rendkívüli segédeszközt. Ez a műszer lehetővé tette számára, hogy megtudja, hol van pontosan, és megmutatta neki, merre menjen. De mi is ez a bámulatos GPS-rendszer?
A szerkezet teljes neve Navstar Globális Helymeghatározó Rendszer. A Navstar az angol Navigation Satellite Time and Ranging System (vagyis navigációs műholdas idő és bemérő rendszer) kifejezésből alakult betűszó. A GPS-t először az amerikai hadsereg számára fejlesztették ki, de most már a világon bárhol, bárki használhatja ezt a műszert. A GPS működéséhez szükséges első műholdat 1978-ban bocsátották fel. Most az egész rendszert 21 Navstar műhold, valamint 3, aktívan keringő tartalékműhold alkotja. Mindegyiket 20 196 kilométer magasra, az Egyenlítővel 55°-os szöget bezáró pályára bocsátották fel. Ilyen alakzatban a Föld felszínének bármely pontjáról, bármikor legalább négy műhold elérhető.
Létfontosságú a hajszálpontos időmérés
A műholdak rádióhullámokat továbbítanak meghatározott, ismert időközönként, és megmérve egy hullám beérkezésének pontos idejét, a Navstar vevőkészüléke meg tudja határozni, hogy a műholdhoz képest az adott pont milyen távol van. A hullám körülbelül egy másodperc tizenegyed része alatt jut el a Földre. A vevőkészülék ezután ezt az adatot megszorozza a fény sebességével, mely meghökkentő pontossággal mutatja meg, milyen távol van a műhold. Az időmérésnek azonban pontosnak kell lennie, hiszen még a másodperc egymilliomod részének megfelelő eltérés is körülbelül 300 méteres pontatlanságot eredményez!
Hogyan lehetséges az ilyen hihetetlenül pontos időmérés? Ezt a műholdakba épített, bonyolultan kifinomult atomórákkal lehet megtenni. Tom Logsdon, a The Navstar Global Positioning System című könyv írója ezt mondja: „A Block II. műholdakon . . . négy nagyon pontos atomóra van — két céziumóra és két rubídiumóra. Ezek az órák olyan egyenletesen járnak, és olyan pontosak, hogy csak minden 160 000. évben késnek vagy sietnek úgy egy másodpercet.”
A gyakorlatban egy olyan vevőkészülék, amelyet például a bevezetőben említett turista is használt, négy vagy több műholdról érkező jeleket tud fogni, és kiszámítja, milyen távol van mindegyik a Földtől. Majd ezeknek a távolságoknak az ismeretében meg lehet állapítani, hogy hol van a hordozható vevőkészülék a földrajzi szélesség és hosszúság, illetve a tengerszint feletti magasság tekintetében. Az eredmény megjelenik a GPS-vevőkészüléken. Legalább négy műhold kell a pontos helymeghatározáshoz. A hordozható vevőkészülékek könnyűek és nem drágák — nagyjából akkorák, és annyiba kerülnek, mint egy hordozható telefon.
Jobbak, mint a hagyományos térképek?
A GPS-vevőkészülékek nemcsak a vevőkészülék pontos helyét mutatják meg, hanem az irányt is, amelyet a használónak követnie kell, ha a kívánt célállomás részleteit helyesen beleírja a készülékbe. Ebből a szempontból az olyan készülékek, mint például a GPS, jobbak még a legpontosabb hagyományos térképnél is. Például a térképpel való tájékozódást különféle dolgok akadályozhatják, többek között a magas fák, sőt még a sűrű növényzet is. A sík terep (különösen az óceánok és a sivatagok), a sötétség és a köd csak néhány további tényező, amely nehézzé, sőt teljesen sikertelenné teheti a térképpel való tájékozódást. Természetesen a GPS-vevőkészülék megjelenése még nem jelenti, hogy fel kellene hagynunk a térképek használatával, de ez a műszer nagyon jól működik, ha a térképekkel együtt használjuk. Jól lehet használni arra, hogy bevezessük vele a hajókat a ködbe burkolózott kikötőkbe; a forgalmas kikötőkben nyomon lehet követni, hol vannak a rakományok, valamint még sok egyéb módon lehet használni a kereskedelemben.
Folytatódik a GPS továbbfejlesztése, és a következőkben felsorolunk néhány más módot is, ahogyan használni lehet.
● Veszélyes jéghegyeket lehet megtalálni vele.
● Időjárás-előrejelzésre lehet használni.
● A repülőgépek pontosan tudnak leszállni a segítségével.
● Elsüllyedt hajókat lehet vele megtalálni.
● Gépkocsik számára gyártanak nyomon követő és vezérlőrendszereket.
● A trágyázás helyes elosztását tudják meghatározni vele.
Ez az egyedülálló műholdas rendszer vezette hát a turistánkat, melynek segítségével pontosan tudta, hol van, illetve pontos információval látta el, amikor arra a legnagyobb szüksége volt. Továbbá a helyes irányba igazította, és turistánk így végül biztonságban elérte célját. Igen, amikor már éppen azt gondolta, hogy eltévedt, ez a bámulatos Navstar Globális Helymeghatározó Rendszer a segítségére volt!
[Kiemelt rész/kép a 22. oldalon]
1984-ben egy oklahomai üzletember, Ron Frates arra használta a Globális Helymeghatározó Rendszert (GPS-t), hogy megállapítsa, hol vannak azoknak az ősi maja településeknek a romjai, amelyek a Guatemala és Belize területén lévő sűrű dzsungel növényzete alatt rejtőztek. Frates a Landsat nevű műholddal készített fényképeket és a GPS pontos vezérlését együttesen használta fel. „Körülbelül öt nap alatt fel tudtuk térképezni, meddig terjedt ki a Yucatán-félszigeten lévő maja civilizáció — számolt be róla Frates és munkatársai. — Ha ezt gyalog kellett volna megtennünk, legalább száz évig kellett volna dolgoznunk.”
[Ábra/képek a 22., 23. oldalon]
(A teljes beszerkesztett szöveget lásd a kiadványban.)
AMI MEGJELENIK A GPS-EN
Pontos tartózkodási helyed
Tartózkodási helyed földrajzi hosszúságának és szélességének koordinátái jelennek meg rajta
A pontos idő és a dátum
Irányhelyzeted
Egy iránytű
Egy térképtár
Ezzel rá lehet közelíteni egy pontra. Vezetés közben arra használhatod, hogy egy olyan célállomáshoz vezéreljen, amelyen még sosem jártál
Milyen magasan vagy
Egy iránytű meg tudja mutatni az irányt, és egy kis nyíl (kurzor) haza tud vezetni. Ezen kívül megmutatja, mennyi utat kell még megtenned
Antenna
Valódi méret
A műhold állása
Ez az eget ábrázoló kép megmutatja, hogy a 24 műhold közül a vevőkészüléked melyiket „látja”
Jelerősség
Ha valamelyik műholdat valami akadályozza (leárnyékolja), a vevőkészülék tartalék műholdakhoz „fordul”, nehogy elveszítse a rendszer a tartózkodási helyedet
[Kép forrásának jelzése a 22. oldalon]
A 21—23. oldalon látható földgolyók: Mountain High Maps® Copyright © 1997 Digital Wisdom, Inc.