Коли самих карт недостатньо. Дивовижна глобальна система позиціонування

ВІД НАШОГО КОРЕСПОНДЕНТА В АВСТРАЛІЇ

МОЛОДА дівчина пішла в похід. Через великі фізичні навантаження у такий гарячий день її обличчя вкрили крапельки поту. Рюкзак, наповнений необхідною провізією, обтяжував плечі. Ось вона витягла туристичну карту й акуратно розгорнула її, але на свій жах зовсім не впізнала навколишньої місцевості. Невдовзі почало підкрадатися тривожне почуття відчаю. «Не вистачало тільки заблукати»,— простогнала дівчина.

Але раптом її обличчя просяяло. Покопирсавшись у рюкзаку, вона витягла якийсь прилад у захисному футлярі і ввела в нього певну інформацію. За мить на обличчі дівчини розплилася усмішка. Тепер вона швидко поправила рюкзак і попростувала з упевненістю людини, яка добре знає дорогу.

Чому вона змогла так швидко і легко знайти вихід з нібито безнадійної ситуації? Тому що скористалася дивовижним засобом, відомим під назвою Глобальна система позиціонування (GPS). Це дозволило їй точно визначити своє місцеперебування і зрозуміти, куди йти. Що ж це за дивовижна система?

Її повна назва — Глобальна система позиціонування «Навстар». «Навстар» — це абревіатура англійської назви системи супутникової навігації (Navigation Satellite Time and Ranging System). Система GPS була спершу створена для армії США, але тепер нею може користуватись будь-хто в будь-якій місцевості на землі. Перший супутник, необхідний для функціонування системи, був запущений у 1978 році. Тепер у завершеній системі використовується 21 супутник «Навстар», а також 3 запасні, постійно діючі супутники. Вони перебувають на орбітах на висоті 20 196 кілометрів, нахилені до площини екватора під кутом 55 градусів. За такої конфігурації принаймні чотири супутники завжди «видимі» з будь-якої точки земної поверхні.

Необхідна точність до долі секунди

Ці супутники передають радіосигнали у конкретно визначені моменти. Приймач «Навстар» реєструє точний час надходження сигналу і може визначити відстань до супутника. Сигнал летить до поверхні Землі близько одної одинадцятої долі секунди. Приймач множить це число на швидкість світла, і добуток з вражаючою точністю показує відстань до супутника. Однак при цьому вимір часу мусить бути точним, тому що різниця навіть в одну мільйонну долю секунди спричинить похибку в 300 метрів!

Як можна вести такий неймовірно точний відлік часу? За допомогою складних атомних годинників, вмонтованих усередині супутників. У книжці «Глобальна система позиціонування «Навстар» Том Лоґздон пояснює: «Супутники 2-го блоку... мають чотири високоточні атомні годинники — два цезієві і два рубідієві. Ці годинники настільки надійні й точні, що їхня похибка становить 1 секунду на 160 000 років»!

На практиці приймач, подібний до згаданого на початку статті, отримує сигнали від чотирьох або більше супутників і вираховує відстань до кожного з них. На основі цих даних визначається широта, довгота й висота над рівнем моря того місця, в якому перебуває портативний приймач. Результати висвітлюються на дисплеї приймача. Для точного позиціонування необхідні принаймні чотири супутники. Портативні приймачі легкі й недорогі: розмірами й ціною їх можна порівняти з мобільними телефонами.

Щось ліпше за традиційні карти?

Приймачі системи GPS показують не лише точне місцезнаходження, але й напрям руху за умови, що подробиці про кінцевий пункт подорожі введені правильно. З цього погляду такі пристрої ліпші від більшості точних традиційних карт. Наприклад, коли ви шукаєте дорогу за допомогою карти, перешкодою можуть бути високі дерева і навіть густа рослинність. У місцевостях без орієнтирів (особливо в морі й пустелі), а також у темряві і тумані орієнтуватися за допомогою карт може бути дуже важко або зовсім неможливо. Звичайно, приймачі GPS не можуть цілком витіснити карт, але вони дуже корисні у поєднанні з картами та схемами. З їхньою допомогою можна успішно заводити кораблі у вкриту туманом гавань, стежити за пересуванням вантажних контейнерів у метушливих портах, а також виконувати багато інших комерційних завдань.

Система GPS розвивається далі, і є багато інших способів її використання. Ось кілька прикладів.

● Стеження за небезпечними айсбергами.

● Прогноз погоди.

● Точна посадка літаків.

● Пошуки затонулих кораблів.

● Навігаційні системи для автомобілів.

● Правильний розподіл добрив.

Так наша туристка отримала від унікальної супутникової системи відомості про своє точне місцезнаходження саме в той момент, коли вона цього найбільше потребувала. До того ж вона отримала точні вказівки про те, в якому напрямку їй тепер слід іти, і зрештою добралася до безпечного місця. Саме тоді, коли вона вже думала, що загубилась, їй допомогла дивовижна Глобальна система позиціонування «Навстар»!

[Рамка/Ілюстрація на сторінці 22]

У 1984 році бізнесмен Рон Фрейтс з Оклахоми використав Глобальну систему позиціонування, щоб знайти руїни стародавніх поселень майя, захованих у густих джунглях Гватемали та Белізу. Фрейтс використав фотографії супутникової системи «Ландсат» і навігаційні послуги Глобальної системи позиціонування. «Приблизно за п’ять днів ми змогли нанести на карту межі поширення цивілізації майя на півострові Юкатан,— повідомляють Фрейтс та його колеги.— Щоб зробити це, ходячи пішки, нам потрібно було б принаймні сто років».

[Схема/Ілюстрації на сторінках 22, 23]

(Повністю форматований текст дивіться в публікації)

ЩО МОЖЕ ПОКАЗАТИ СИСТЕМА GPS

Ваше точне місцезнаходження

Координати довготи й широти.

Час і дата

Компас

Висота над рівнем моря

Зображення карти

Його можна збільшувати чи зменшувати. Під час їзди автомобілем за його допомогою можна знайти місце, в якому ви ніколи не були раніше.

Ваш азимут

Компас і покажчик напрямку можуть довести вас додому і вказати відстань, яку вам залишилось подолати.

Антена

Приймач в натуральну величину.

Супутниковий статус

Ця функція показує, котрі з 24 супутників ваш приймач «бачить» у даний момент.

Сила сигналу

Якщо деякі супутники заблоковані (сірий стовпчик), то приймач використовує альтернативні супутники, щоб зберегти дані про ваше місцеположення.

[Відомості про ілюстрацію, сторінка 22]

Зображення Землі на сторінках 21—23: Mountain High Maps® Copyright © 1997 Digital Wisdom, Inc.