KAJ JE GPS?

Globalni sistem za določanje položaja (GPS) je satelitski navigacijski sistem vlade Združenih držav, ki ga trenutno sestavlja vsaj 24 delujočih satelitov. GPS deluje po vsem svetu v vsakem vremenu, 24 ur na dan, ne da bi morali plačevati naročnino ali stroške nastavitve. Ameriško ministrstvo za obrambo (USDOD) je satelite prvotno poslalo v orbito v vojaške namene, v 80. letih prejšnjega stoletja pa so jih začeli uporabljati tudi v civilne namene.

Sateliti GPS dvakrat dnevno obkrožijo Zemljo v natančni orbiti. Vsak satelit oddaja edinstven signal in orbitalne parametre, ki napravam GPS omogočajo dekodiranje in izračunavanje natančne lokacije satelita. Sprejemniki GPS uporabljajo te informacije in trilateracijo, da izračunajo natančno lokacijo uporabnika. To v bistvu pomeni, da sprejemnik GPS izmeri razdaljo do vsakega satelita, in sicer na osnovi tega, koliko časa preteče, preden prejme oddani signal. S pomočjo meritev razdalj iz še nekaj satelitov lahko sprejemnik določi uporabnikov položaj in ga elektronsko prikaže ter tako izmeri vašo tekaško progo, preslika igrišče za golf, poišče pot domov ali povsod najde pustolovščino.

Danes je GPS vgrajen v vse vrste naprav, kot so pametne ure, naprave za satelitsko komunikacijo, avtomobili, plovila in številne druge naprave. Da lahko izračuna vaš 2D-položaj (zemljepisna širina in dolžina) in sledi vašemu gibanju, mora biti sprejemnik GPS zaklenjen na signal vsaj treh satelitov. Če so na vizualnem dosegu štirje ali več satelitov, lahko sprejemnik določi vaš 3D-položaj (zemljepisna širina in dolžina ter nadmorska višina). Na splošno sprejemnik GPS sledi osmim ali več satelitom, kar pa je odvisno od časa dneva in lokacije na Zemlji. Nekatere naprave zmorejo vse to z vašega zapestja.

Ko je vaš položaj določen, lahko enota GPS izračuna druge informacije, kot so:

• hitrost,
• smer cilja,
• sled,
• razdalja potovanja,
• razdalja do cilja,
• časi sončnega vzhoda in zahoda
• in številne druge podrobnosti.

KAJ JE SIGNAL?

Ko satelitski signali GPS dosežejo površje Zemlje, so izjemno šibki. Signali potujejo po vidni črti, kar pomeni, da prehajajo skozi oblake, steklo in plastiko, ne pa tudi skozi večino trdnih predmetov, kot so stavbe in gore. Za sodobne sprejemnike je značilno, da so občutljivejši in običajno omogočajo sledenje tudi skozi stavbe.

V zadnjih letih je GPS satelite, ki se pošljejo v orbito, opremil z dodatno frekvenco, imenovano L5. Ta napredni signal ima večjo moč in boljše lastnosti sledenja kot prvotni signal L1. Zadnji Garminovi sprejemniki GPS sedaj uporabljajo signal L5 ter na ta način izboljšajo natančnost in zanesljivost. Ta večpasovna rešitev ( (L1 in L5) zagotavlja izboljšave pod drevesnimi krošnjami ali v ozkih ulicah.

Signal GPS vsebuje tri različne vrste informacij:

• Psevdonaključna koda je identifikacijska koda, ki določa, kateri satelit oddaja informacije. Na strani vaše naprave s sateliti si lahko ogledate, iz katerih satelitov sprejemate signale.
• Podatki iz efemerid so potrebni za določanje položaja satelita in vključujejo pomembne informacije o ustreznosti stanja satelita ter trenutnem datumu in uri.
• Podatki almanahov sprejemniku GPS povejo, kje približno naj bi se vsak satelit GPS nahajal v določenem trenutku v več mesecih, ter prikažejo orbitalne informacije za ta satelit in vse druge satelite v sistemu.
  
  

VIRI NAPAK SIGNALA GPS

Med dejavnike, ki lahko vplivajo na signal GPS in natančnost, štejemo naslednje:

• Zamude v ionosferi in troposferi: satelitski signali se upočasnijo, ko prehajajo skozi atmosfero. Za delno odpravljanje tovrstne napake sistem GPS uporablja vgrajen model.
• Več poti signala: preden signal GPS doseže sprejemnik, se lahko odbije od objektov, kot so visoke stavbe ali velike kamnite površine, kar podaljša čas potovanja signala in povzroči napake. Zaradi signala L5 lahko sprejemnik bolje loči, kateri signali so odsevi in kateri sodijo k vidni črti.
• Napake ure sprejemnika: ura, ki je vgrajena v sprejemnik, lahko ima majhne časovne napake, saj ni tako natančna kot so atomske ure na satelitih GPS.
• Orbitalne napake: sporočena lokacija satelita morda ni točna.
• Število vidnih satelitov: več satelitov, ki jih lahko sprejemnik GPS "vidi", pomeni boljšo natančnost. V primeru blokiranega signala lahko pride do napak pri določanju položaja ali pa določanje položaja sploh ni mogoče. Naprave GPS običajno ne delujejo pod vodo ali pod zemljo, kar pa ne velja nujno za visoko občutljive sprejemnike, ki lahko tudi znotraj stavb in pod drevesnimi krošnjami sledijo nekaterim signalom.
• Geometrija satelitov/senčenje: učinkovitost satelitskih signalov je večja, ko so sateliti med seboj razporejeni pod širokimi koti ter niso v vrsti ali združeni v tesni skupini. To je razlog, zakaj nadmorska višina na splošno ni tako natančna kot vodoravni položaj.
• Selektivna razpoložljivost (SA): ameriško ministrstvo za obrambo je v preteklosti pri satelitih uporabilo selektivno razpoložljivost, da bi zmanjšalo natančnost signalov in posledično "sovražnikom" onemogočilo uporabo visoko natančnih signalov GPS. Maja 2000 je vlada izklopila selektivno razpoložljivost, kar je izboljšalo natančnost civilnih sprejemnikov GPS.