Pozitionare GPS este un cuvant care se foloseste cand se discuta despre sistemele de pozitionare globala care folosesc retele de sateliti in orbita medie a Pamantului, insa GPS este de fapt un acronim pentru sistemul Global Positioning System controlat de SUA.
Cea mai buna analogie este cuvantul Xerox, care a intrat in vorbirea curenta definind conceptul de copie pe hartie, chiar daca echipamentul pentru copiere nu este produs de compania Xerox. Similar GPS este folosit pentru a defini orice sistem care foloseste o retea de sateliti pentru determinarea pozitiei exacte pe Pamant (longitudine si latitudine).
Cu greu ma pot gandi in clipa de fata la domenii in care nu se foloseste pozitionarea precisa oferite de aceste sisteme. Pozitionarea prin satelit este utilizata de militari, agricultori, piloti, soferi, pescari, sportivi, oameni de stiinta, curieri si in multe alte domenii, aplicatiile fiind deci militare, comerciale si recreative.
De ce exista mai multe sisteme de pozitionare?
Chiar daca GPS este cel mai vechi sistem de pozitionare globala, fiind pus in functiune in 1978, in ultimele decenii mai multe tari si-au pus la punct sau lucreaza la propriile sisteme de pozitionare, pentru a scapa e dependenta de sistemul GPS, ce este controlat si ce poate fi oricand oprit de armata americana, daca situatia o cere.
Multe din receptoarele GPS din ziua de azi sunt capabile sa primeasca si sa interpreteze date de la mai multe astfel de sistemele. Astfel, cand vorbim de pozitionare globala cel mai corect ar fi sa folosim termenul GNSS (Global Navigation Satellite System).
Important este sa verifici fisa de specificatii a telefonului, smartwatch-ului sau device-ului ca sa afli care sunt sistemele de pozitionare cu care este compatibil receptorul GPS respectiv.
Cum functioneaza sistemele de pozitionare globala?
Desi folosesc un numar diferit de sateliti, frecvente de comunicare si protocoale diferite, precum si alte orbite principiale toate sistemele functioneaza aproximativ la fel. Un numar de peste 20 – 30 de sateliti sunt amplasati la o inaltime de aproximativ 20.000 km pe orbite care inconjoara Pamantul in aproximativ 12 ore.
Acesti sateliti folosesc ceasuri atomice foarte precise, sincronizate intre ele si transmit periodic pozitia pe orbita si ora la care s-a facut transmisiunea. Receptoarele capteaza informatia de la diferiti sateliti si determina pozitia aplicand diverse corectii care tin cont de faptul ca undele radio sunt influentate de strabaterea atmosferei si de unghiul dintre receptor si transmitator.
De ce sa folosesti mai multe sisteme de pozitionare?
Bun, exista mai multe sisteme GNSS, dar de ce ar trebui sa ma intereseze acest lucru? Intrebarea este buna si cel mai simplue raspuns este acoperirea in zonele cu obstacole inalte. Sistemul GPS consista din aproximativ 30 si ceva de sateliti, din care doar cativa sunt vizibili la un moment dat, deci daca te afli intre blocuri, de exemplu, este foarte posibil sa nu poti recepta semnalul de pozitionare de la minimul de 4 sateliti (din acelasi sistem) cati sunt necesari pentru determinarea pozitiei.
Astfel, daca receptorul este compatibil cu mai multe sisteme diferite ai sanse mai mari sa poti calcula pozitia (calculele se fac bineinteles de catre receptor, in mod automat, de multe ori transparent chiar si pentru software).
Nu doar atat, dar cu cat mai multi sateliti din acelasi sistem sunt vizibili la un moment dat cu atat mai repede se face determinarea initiala a pozitiei, care este si mai precisa, pastrandu-se in timp, in special data receptorul se misca cu viteza (cum ar fi intr-o masina).
Nu strica niciodata sa ai optiuni de siguranta, chiar si in cazul unui sistem precum GPS, care s-a dovedit foarte fiabil in timp.
In continuare iti propun sa vedem pe scurt care sunt cele mai importante sisteme de pozitionare functionale in clipa actuala, cele aflate in faza avansata de dezvoltare sau de planificare.
GPS
Este cel mai utilizat sistem de pozitionare din lume. A fost introdus in 1978, insa utilizarea publica a fost posibila doar din 1994, pe principiul accesului selectiv. Incepand cu anul 2000 sistemul poate fi accesat de catre oricine. Precizia sistemului GPS variaza intre 30 centimetri si 5 metri. Momentan sistemul are 31 de sateliti in orbita.
A-GPS sau Assisted-GPS este o tehnologie companion, care foloseste retelele de telefonie mobila sau cele WiFi pentru o conexiune initiala (GPS lock) mult mai rapida, de cateva secunde in loc de cateva zeci de secunde. A-GPS permite chiar si determinarea pozitiei cand receptorul se afla in cladiri, departe de geamurile care ofera acces la transmisiile satelitilor.
Incepand cu 2023 va fi operational GPS III, sistem imbunatatit care aduce o longevitate mai mare a fiecarui nou satelit (15 ani vs 7.5 cat rezista initial un satelit), o precizie mai buna de aproximativ 3 ori (se estimeaza erori de 1 – 3 metri fata de 5 – 10 metri in prezent), un semnal mai puternic care se va degrada mai putin si, foarte important, interoperabilitatea cu sistemele Galileo, QZSS si Beidou, ce va permite receptoarelor sa preia semnal simultan de la sateliti din sisteme diferite.
Vor exista bineinteles si imbunatatiri de ordin militar odata cu venirea GPS III, insa cele mai importante modificari sunt secrete, cum probabil te astepti.
Glonass
Desi a fost dezvoltat in acelasi timp cu sistemul GPS, sistemul rusesc Glonass (GLObal NAvigation Satellite System) a suferit de probleme de acoperire globala pana in anul 2011, cand cei 24 de sateliti au completat constelatia orbitala.
Sistemul Glonass acopera foarte bine latitudinile inalte, in ambele emisfere. Precizia sistemului variaza intre 2.8 si 7.48 metri, ceva mai slab ca GPS. Similar cu A-GPS, sistemul rusesc poate fi accelerat in faza de pozitionare initiala folosind A-Glonass care utilizeaza retelele de telefonie pentru determinarea initiala a zonei in care se afla receptorul.
Galileo
Printre cele mai ambitioase sisteme trebuie mentionat Galileo, un proiect al Uniunii Europene care foloseste 22 de sateliti operationali si care se lauda cu o precizie de un metru pentru accesul public si doar un centimetrul pentru clientii platitori.
BeiDou (BDS)
Cum ii sade bine unei superputeri, si China si-a construit propriul sistem de pozitionare, care utilizeaza 33 de sateliti in orbita. Sistemul BeiDou, prescurtat BDS, ofera o precizie publica de 10 metri sau 10 cm pentru clientii care au acces la fluxul criptat de transmisie.
Alte sisteme GNSS
Costurile asociate cu dezvoltarea si intretinerea unui sistem de pozitionare globala nu sunt chiar la indemana oricui, motiv si pentru care tari precum India si Japonia vor sa recurga la solutii de acoperire partiala pentru regiunea din apropierea granitelor propriului teritoriu. Astfel este posibil sa folosesti mai putini sateliti, pe o orbita mai inalta cu o perioada dubla fata de celelalte sisteme. Cele doua sisteme de care vorbesc acum sunt NAVIC (NAVigation with Indian Consteallation – India) si QZSS (Quasi-Zenith Satellite System – Japonia).
La final, ca o curiozitate, printre tehnologiile care doresc sa inlocuiasca sistemele de pozitionare globala ce folosesc sateliti orbitali se numara si cea care se foloseste de impulsurile radio (radiounde) transmise de quasari din afara galaxiei noastre. Astfel de tehnologii vor permite determinarea exacta a pozitiei in spatiu, nu doar pe suprafata Pamantului. Dar mai este mult pana atunci.
