Keď mapy nestačia — úžasný globálny polohový systém

OD DOPISOVATEĽA PREBUĎTE SA! V AUSTRÁLII

TVÁR mladej turistky bola v ten horúci deň celá spotená od námahy. Turistka narovnáva plecia, aby zmiernila ťarchu plecniaka plného zásob potrebných na prežitie. Starostlivo rozprestiera turistickú mapu a pozorne ju skúma; s hrôzou však zisťuje, že nič z okolitého terénu nespoznáva. Zakrátko sa jej začína zmocňovať zúfalý pocit tiesne. „To snáď nie, zablúdila som,“ bedáka.

Náhle sa však jej tvár vyjasňuje. Siaha do plecniaka, vyberá akýsi prístroj v ochrannom puzdre, vkladá doň nejaké informácie a o chvíľu sa začína usmievať. Nato si rýchlo upravuje plecniak a vyráža vpred s istotou človeka, ktorý presne vie, kam ide.

Ako to, že táto turistka bola schopná tak rýchlo a ľahko nájsť východisko zo zdanlivo bezvýchodiskovej situácie? Lebo využila pozoruhodnú pomôcku, ktorá je známa ako globálny polohový systém (GPS). Tento systém jej umožnil presne zistiť, kde je, a ukázal jej, ktorou cestou ísť. Čo presne je tento úžasný systém, tento GPS?

Celý názov je globálny polohový systém Navstar. Navstar je skratka z anglického Navigation Satellite Time and Ranging System (satelitný časový a vyhľadávací systém navigácie). GPS bol spočiatku vyvinutý pre potreby armády Spojených štátov, ale teraz je už sprístupnený všetkým ľuďom kdekoľvek na svete. Prvý satelit potrebný na činnosť GPS bol vypustený v roku 1978. Celý systém teraz využíva 21 satelitov Navstar a 3 pohyblivé rezervné satelity letiace po obežnej dráhe. Tie boli vypustené na obežnú dráhu vo výške 20 196 metrov a každá obežná dráha je odchýlená od rovníka o 55 stupňov. V takomto usporiadaní sa vždy na každom mieste zemského povrchu dajú zachytiť rádiové impulzy najmenej zo štyroch satelitov.

Dôležitý je veľmi presný čas

Tieto satelity vysielajú rádiové impulzy v určitých známych intervaloch a meraním presného času, v ktorom impulz prichádza, dokáže prijímač Navstar určiť vzdialenosť od satelitu. Cesta na zem trvá takému impulzu približne jednu jedenástinu sekundy. Prijímač potom vynásobí toto číslo rýchlosťou svetla, čím sa s prekvapujúcou presnosťou zistí vzdialenosť od satelitu. Meranie času však musí byť presné, lebo už aj veľmi malá odchýlka, napríklad jedna milióntina sekundy, má za následok odklon okolo 300 metrov.

Ako možno udržať taký neuveriteľne presný čas? Zabezpečuje sa to pomocou zložitých atómových hodín vnútri satelitov. Tom Logsdon, autor knihy The Navstar Global Positioning System, to v tejto knihe vysvetľuje: „Satelity Block II... majú štvoro veľmi presných hodín — dvoje céziové atómové hodiny a dvoje rubídiové atómové hodiny. Tieto hodiny sú také stabilné a presné, že meškať alebo nadbiehať by mali približne len jednu sekundu za 160 000 rokov“!

Prijímač — napríklad taký, aký použila naša turistka opísaná v úvode — v praxi zbiera signály zo štyroch či viacerých satelitov a počíta vzdialenosť od každého z nich. Tieto vzdialenosti sa potom použijú na určenie aktuálnej zemepisnej šírky, zemepisnej dĺžky a nadmorskej výšky prenosného prijímača. Výsledok sa potom zobrazí na prijímači GPS. Na presné určenie polohy sú potrebné prinajmenšom štyri satelity. Prenosné prijímače sú ľahké, lacné a veľkosťou a cenou sa dajú zhruba prirovnať k prenosnému telefónu.

Lepší ako bežné mapy?

Prijímače GPS neukazujú len presnú polohu prijímača, ale ak sa správne zadajú podrobné údaje o želanom cieli, ukazujú aj smer, ktorým treba ísť. V tomto ohľade sú teda také zariadenia ako GPS nadradené aj tým najpresnejším bežne používaným mapám. Napríklad keď hľadáte cestu pomocou mapy, môžu vám prekážať také rôzne veci, ako sú vysoké stromy alebo aj hustá vegetácia. Jednotvárny terén (zvlášť oceány a púšte), tma a hmla, to sú len niektoré z ďalších vecí, ktoré môžu používanie mapy sťažiť alebo aj úplne znemožniť. Prijímač GPS, prirodzene, mapy nenahradzuje, ale je veľmi účinný, keď sa používa spolu s nimi. Veľmi výhodne ho možno využiť pri navádzaní lodí do prístavov zahalených hmlou a pri sledovaní lodných kontajnerov v rušných prístavoch, ako aj na mnohé ďalšie komerčné účely.

Ako vývoj GPS postupuje, nachádzajú sa ďalšie spôsoby jeho využitia. Tu sú niektoré z nich:

● Sledovanie nebezpečných ľadovcov.

● Predpovedanie počasia.

● Presná distribúcia umelých hnojív.

● Veľmi presné pristávanie lietadiel.

● Hľadanie potopených lodí.

● Sledovacie a navigačné systémy do automobilov.

Naša turistka bola teda vedená týmto jedinečným satelitným systémom a ten jej ukázal, kde sa presne nachádza, a poskytol jej presné informácie, keď to najviac potrebovala. Navyše dostala pokyny o správnom smere, ktorým sa treba vydať, a napokon sa dostala do bezpečia. Áno, vo chvíli, keď si myslela, že zablúdila, jej pomohol tento úžasný globálny polohový systém Navstar.

[Rámček/obrázok na strane 22]

V roku 1984 použil oklahomský obchodník Ron Frates globálny polohový systém (GPS), aby mu pomohol nájsť polohu pozostatkov starovekých mayských osád ukrytých pod hustým lístím džungle v Guatemale a Belize. Frates skombinoval skúmanie družicových snímok s presnou navigáciou pomocou GPS. „Túto oblasť mayskej civilizácie na Yucatáne sme dokázali zmapovať asi za päť dní,“ uviedli vo svojej správe Frates a jeho kolegovia. „Keby sme to mali urobiť pešo, zabralo by nám to aspoň sto rokov.“

[Nákres/obrázky na stranách 22, 23]

(Úplný, upravený text — pozri publikáciu)

ČO DOKÁŽE ZOBRAZIŤ GPS

Vašu presnú polohu

V súradniciach zemepisnej dĺžky a šírky

Čas a dátum

Kompas ukazujúci na cieľ

Vašu nadmorskú výšku

Pohľad do mapy

Ten sa dá zväčšiť alebo zmenšiť. Počas jazdy ho môžete použiť, aby vás viedol na miesto, kde ste predtým ešte nikdy neboli

Váš smer

Informácie na displeji vás môžu viesť späť domov a zobraziť vzdialenosť, ktorú ešte musíte prejsť

Anténa

Skutočná veľkosť

Postavenie jednotlivých satelitov

Tento pohľad na oblohu ukazuje, ktoré z 24 satelitov váš prijímač „vidí“

Silu signálu

Ak sú niektoré satelity blokované (tieňový pás), prijímač použije iné, aby ste stále presne vedeli, kde sa nachádzate

[Prameň ilustrácie na strane 22]

Zemeguľa na stranách 21–23: Mountain High Maps® Copyright © 1997 Digital Wisdom, Inc.