Ugrás a tartalomhoz

Geodézia 7., Térbeli helymeghatározás navigációs műholdrendszerrelTarsoly

Tarsoly Péter (2010)

Nyugat-magyarországi Egyetem

7.6 Navigációs vevőkészülékek

7.6 Navigációs vevőkészülékek

Napjainkban a GPS segítségével végzett navigáció a legtöbb ember számára elérhető. Egy felső kategóriás mobiltelefon áráért bárki vásárolhat olyan navigációs eszközt, amely a műholdak jeleit véve a világ bármely helyén meghatározza a felhasználó pontos helyzetét. A helymeghatározás a GPS saját vonatkozási rendszerében, a WGS84 rendszerben történik, azonban előre beépített transzformáció programok segítségével a felhasználó ezeket a koordinátákat más, beépített vetületi rendszerbe transzformálhatja. Természetesen a koordináták önmagukban csekély információ-értékűek a navigációban, ezért a legtöbb vevő előre rátöltött szoftvereket is tartalmaz, amelyek a navigációs számítások elvégzésén túl térképeket is tartalmaznak a könnyebb tájékozódás érdekében. Ezek a térképek bővíthetőek, kiegészíthetőek a felhasználó saját és más felhasználók adataival is, cserélhetőek és frissíthetőek, ezzel lehetővé téve a naprakész navigációt.

A navigációs készülékek működési elve azonos: GPS-műholdakra végzett távolságméréssel és a pont térbeli koordinátáinak kiszámításával meghatározza a felhasználó térbeli pozícióját. Az abszolút helymeghatározás pontossága mindösszesen ±10 méter vízszintes értelemben, magassági értelemben pedig ±15 méter. Figyelembe véve, hogy az esetek többségében járműnavigációról van szó, az autó, repülőgép vagy hajó pozíciójában jelentkező ekkora bizonytalanság elhanyagolható hatást okoz. A koordináta meghatározás bizonytalanságának magyarázata abban rejlik, hogy a műholdakról kibocsátott rádiójelek nem egy homogén közegen keresztül jutnak el a vevőkig, hanem a légkörön keresztül, amely szennyezettsége és függőleges rétegzettségének eltérő tulajdonságai (pl. troposzféra, ionoszféra stb.) miatt az egyes rétegeiben különbözőképpen befolyásolja a rádiójelek terjedését, de szerepet játszik benne a műholdak helyzetének nem pontos ismerete is. Emiatt a pontos futási idő meghatározása nehézségekbe ütközik. Léteznek már olyan navigációs készülékek is, amelyek képesek különböző kiegészítő műholdas alrendszerek jeleinek (pl. EGNOS) a vételére, ezzel javítva a pozíciómeghatározás pontosságát. A készülékek szinte minden esetben méter élességgel szolgáltatják a koordinátákat a térbeli derékszögű koordináta-rendszerben, azonban ez megtévesztő, hiszen ennél jóval kisebb a koordináták megbízhatósága. A koordináta-bizonytalanság az abszolút helymeghatározás bizonytalanságából ered, és a méter élességgel kijelzett koordináta is csak ±10 méteres koordináta megbízhatóságot takar.

A navigációs készülékek csoportosítása felhasználásuk célja szerint lehetséges, de fontos kihangsúlyoznunk, hogy ezek a készülékek működési elvükben nem, csak szolgáltatásaikban, a rajtuk lévő térképi adatbázisban különböznek. A csoportosítás a következő (7-9. ábra):

  • turisztikai célú navigációs vevők

  • gépjárműnavigációs vevők

  • vízi járművek navigálására alkalmas vevők

  • légi járművek navigálására alkalmas vevők

  • speciális, egyedi alkalmazási területen végrehajtott navigációs célokra kifejlesztett vevők.

7-9. Különböző típusú navigációs készülékek

A GPS navigációs készülékek alapszolgáltatásai a következőek:

  • pillanatnyi pozíció meghatározása és eltárolása ±10 méteres pontossággal vízszintes értelemben

  • a keresett pont iránya, távolsága, annak megközelítésének sebessége és a megérkezés várható időpontjának meghatározásával

  • pillanatnyi sebesség meghatározása (tizedesjegy pontossággal)

  • pontos idő meghatározása (atomórák alapján, műholdas kalibrációval)

  • ellipszoid feletti magasság meghatározása

  • mozgás közben az égtájak meghatározása

  • magányos pontok illetve vonalba szervezett pontok, útvonalak (track) helyzetének rögzítése (track log)

  • előre megadott célpontokra (waypoint) illetve útvonalakra (routes) navigálás.

A GPS-navigációs készülékek navigálás közbeni általános szolgáltatásai:

  • álló helyzetben égtájak meghatározása

  • magasság barometrikus meghatározása

  • térképek és pontadatbázisok tárolása és megjelenítése

  • a GPS által mért adatok szoftveres feldolgozása és megjelenítése

  • a mért pozíció kijelzése az aktuális ország vetületi rendszerében (pl. Magyarországon az egységes országos vetületi rendszer, EOV)

  • útvonaltervezés (leggyorsabb, legrövidebb, autópálya prioritás, autópálya mellőzés, közlekedési szabályok figyelembe vétele stb.)

  • hőmérséklet és légnyomás kijelzése.

A geodéziai gyakorlatban a gépjárműnavigáción kívül a geodéziai alappontok felkeresésében jut fontos szerep a navigációs GPS-készülékeknek. A pontleírások esetén a helyszínrajz alapján sokszor jelent gondot a pont felkeresése, hiszen a pont környezete folyamatosan változik (talajművelés, növényzet stb.), emiatt a pont megtalálása időt- és energiát rabló folyamat. A navigációs készülékek lehetővé teszik, hogy a pontleírásról a pont koordinátáját a készülékbe víve, akár gépjárművel, akár gyalogosan a pont közelébe lehessen jutni, gyorsítva ezzel közvetlenül a helyszínelés munkáját, közvetve pedig a mérés időigényét.

A mai felhasználók számára a piacon a navigációs készülékek széles skálája érhető el. Az alábbi felsorolásban megadjuk - a teljesség igénye nélkül - néhány olyan weboldal címét, ahol az érdeklődök további, a gyártóktól függő navigációs megoldásnak tudnak utánanézni.

  • www.navigacio.lap.hu

  • www.gps.lap.hu

  • www.gpspont.hu

  • www.gpsnavigacio-kereso.hu

  • www.navngo.com

  • www.magellan.com

  • www.garmin.com

  • www.igo.hu

  • www.pdamania.hu

  • www.geocaching.hu.