Når det trengs noe mer enn et kart — det imponerende GPS-systemet
AV VÅKN OPP!S MEDARBEIDER I AUSTRALIA
DEN unge fotturisten var blank i ansiktet av svette på grunn av den slitsomme vandringen denne varme dagen. Ved å vri på skuldrene prøvde hun å lette vekten av den tunge ryggsekken, som inneholdt de tingene hun måtte ha for å klare seg. Hun brettet ut kartet og studerte det grundig, men til sin forskrekkelse så hun ikke noe i terrenget rundt seg som virket kjent. Snart begynte hun å få en ubehagelig følelse av å være ille ute. «Kom ikke og si at jeg har gått meg vill,» stønnet hun.
Men plutselig lyste hun opp. Hun stakk hånden ned i ryggsekken, drog fram et instrument som lå i et beskyttende futteral, og tastet inn en del opplysninger. Et lite øyeblikk senere bredte det seg et smil over ansiktet hennes. Hun heiste raskt ryggsekken på plass og la i vei med bestemte skritt. Nå var hun tydeligvis sikker på retningen.
Hvordan greide denne fotturisten å komme seg ut av en tilsynelatende håpløs situasjon så raskt og lett? Fordi hun gjorde bruk av et bemerkelsesverdig hjelpemiddel som er kjent som GPS (fra engelsk: Global Positioning System). På den måten fikk hun vite nøyaktig hvor hun var, og i hvilken retning hun skulle gå. Hvordan fungerer egentlig dette imponerende navigasjonssystemet, GPS?
Det fulle navnet er Navstar/GPS. Navstar er et akronym som er dannet av de engelske ordene «Navigation Satellite Time and Ranging System» (navigasjonssatellitt med system for tids- og avstandsmåling). GPS ble opprinnelig utviklet for det amerikanske militæret, men er nå tilgjengelig for alle og enhver over hele verden. Den første satellitten som trengtes til driften av GPS, ble skutt opp i 1978. Nå gjør det fullstendige systemet bruk av 21 Navstar-satellitter pluss 3 reservesatellitter. Disse går i baner rundt jorden i en høyde av 20 200 kilometer, og hver bane har en vinkel på 55 grader i forhold til ekvator. Med en slik konfigurasjon er minst fire satellitter tilgjengelige til enhver tid fra et hvilket som helst sted på jordens overflate.
Viktig med nøyaktige tidsmålinger
Satellittene sender ut radiosignaler på bestemte, kjente tidspunkter, og ved å måle det nøyaktige tidspunktet for når et signal blir fanget opp, kan Navstar-mottakeren beregne avstanden til satellitten. Signalet bruker omkring et ellevtedels sekund på å nå jorden. Mottakeren multipliserer så dette tallet med lyshastigheten, og dermed kan avstanden til satellitten bli fastslått med forbausende nøyaktighet. Tidsmålingen må imidlertid være nøyaktig, for et avvik på så lite som et milliondels sekund gir en feil på omkring 300 meter.
Hvordan er det mulig å måle tiden så ekstremt nøyaktig? Det lar seg gjøre fordi satellittene er utstyrt med avanserte atomur. I en bok om GPS forklarer skribenten Tom Logsdon: «Block II-satellittene . . . har fire svært nøyaktige ur — to cesiumatomur og to rubidiumatomur. Disse urene er så stabile og nøyaktige at de bare ville gå ett sekund for fort eller for sakte i løpet av 160 000 år!» — The Navstar Global Positioning System.
En mottaker, slik som den som ble brukt av den fotturisten vi omtalte innledningsvis, fanger opp signaler fra fire eller flere satellitter og beregner avstanden til hver av dem. Verdiene blir så brukt til å fastslå hvilken breddegrad, lengdegrad og høyde over havet den bærbare mottakeren befinner seg på. Resultatet kan avleses på GPS-mottakerens display. Det trengs minst fire satellitter for at man skal finne den nøyaktige posisjonen. De bærbare mottakerne er lette og billige og kan sammenlignes med en mobiltelefon når det gjelder størrelse og pris.
Bedre enn ordinære kart?
GPS-mottakerne viser ikke bare mottakerens nøyaktige posisjon, men også i hvilken retning man skal bevege seg videre, hvis man har lagt inn korrekte opplysninger om det ønskede bestemmelsesstedet. I denne sammenhengen overgår altså GPS-instrumenter de mest nøyaktige ordinære kart. Når du skal finne veien ved hjelp av et kart, kan det for eksempel være at du blir hindret av høye trær og tett vegetasjon. Ensformig terreng (særlig hav og ørkener), mørke og tåke er bare noen av de andre faktorene som kan gjøre det vanskelig eller til og med fullstendig nytteløst å bruke et kart. GPS-mottakeren eliminerer selvfølgelig ikke behovet for kart, men den gjør svært god nytte for seg når den brukes sammen med kart av forskjellige typer. Den kan med stor fordel brukes for å lose fartøyer til tåkete havner og for å holde rede på containere i travle kaiområder, og dessuten til mange andre kommersielle formål.
Etter hvert som GPS-systemet utvikles videre, kan det blant annet brukes til disse formålene:
● Overvåking av farlige isfjell.
● Værvarsling.
● Presisjonslanding av fly.
● Søking etter sunkne skip.
● Sporfølgings- og navigasjonssystemer for biler.
● Nøyaktig gjødselspredning.
Den tidligere omtalte fotturisten ble altså hjulpet av dette enestående satellittsystemet, som viste henne nøyaktig hvor hun var, og gav henne presis informasjon da hun trengte det som mest. Hun fikk dessuten vite i hvilken retning hun skulle fortsette, og til slutt kom hun trygt fram. Ja, da hun trodde hun hadde gått seg vill, fikk hun hjelp av det imponerende Navstar/GPS-systemet.
[Ramme/bilde på side 22]
I 1984 brukte forretningsmannen Ron Frates i Oklahoma GPS-systemet for å få hjelp til å lokalisere ruinene av gamle mayabosetninger som lå gjemt under tett jungelvegetasjon i Guatemala og Belize. Frates kombinerte bruken av Landsat-fotografier med presis navigasjon ved hjelp av GPS. «Vi klarte å kartlegge mayasivilisasjonens utbredelse i Yucatán på fem dager,» meldte Frates og kollegene hans. «Hvis vi hadde arbeidet til fots, ville det ha tatt minst hundre år.»
[Bilde på sidene 22 og 23]
(Se den trykte publikasjonen)
HVA GPS KAN VISE
Din nøyaktige posisjon
Lengdegrad og breddegrad blir oppgitt
Klokkeslett og dato
Et kompass
Høyde over havet
En kartreferanse
Denne kan zoomes inn eller ut. Under en kjøretur kan den lede deg fram til et bestemmelsessted som du aldri tidligere har besøkt
Peiling
En kompassguide med en peker kan vise deg veien hjem og fortelle deg hvor langt du har igjen
Antenne
Naturlig størrelse
Satellittstatus
Denne oversikten over himmelen viser hvilke av de 24 satellittene mottakeren din kan «se»
Signalstyrke
Hvis noen satellitter blir blokkert (skyggelagt søyle), bruker mottakeren andre satellitter for å fastholde posisjonen din
[Bilderettigheter på side 22]
Jordklodene på sidene 21—23: Mountain High Maps® Copyright © 1997 Digital Wisdom, Inc.