Patříte ke skautům, kteří se dokážou spolehlivě orientovat podle lišejníků a noční oblohy? Co takhle nahlédnutí do technologie GPS s návodem využití při turistice v přírodě?
Přestože se Bill Clinton do historie už zřejmě navždy zapsal skandálem s Monikou Lewinsky, jednu věc mu a jeho vládě nemůžeme upřít. Zasadila se o to, že o půlnoci z prvního na druhého května 2000 přestala fungovat záměrná odchylka, která zkreslovala měření navigačních přístrojů GPS až o sto metrů. Ve svém prohlášení Clinton jako jeden z důvodů uvedl snahu zpřístupnit systém GPS civilnímu použití běžných občanů. Občany rovněž uklidnil, že současná generace družic dokáže znepřesnit určování polohy lokálně, na místě válečného konfliktu nebo v oblasti ohrožené teroristy.
Počátky měření
Systém GPS spustila americká vláda v sedmdesátých letech, tehdy měl sloužit armádě. V osmdesátých letech bylo však rozhodnuto o uvolnění navigačního systému pro civilní účely, aby se však předešlo možnému vojenskému nebo teroristickému zneužití, byla přesnost signálu záměrně snížena. Od května 2000 ovšem GPS přístroje navigují s maximální možnou přesností, což je zhruba tři až sedm metrů. Zrušení odchylky chyby s sebou přineslo nejen smysluplnější a kvalitnější využití satelitní navigace, ale otevřelo i možnosti rozvoje řady her postavených na principu fungování GPS. Jak vlastně GPS funguje a jaký je hlavní proud jeho využití? Globální polohový systém (Global Positioning System) tvoří 24 družic obíhajících kolem Země ve výšce dvacet tisíc kilometrů a přijímací zařízení. Každá družice je vybavena přijímačem, vysílačem, atomovými hodinami a řadou přístrojů sloužících pro navigaci. Družice na Zemi neustále vysílají signál, přijímací zařízení jej přijímá a automaticky vypočítává vzdálenost k družicím. Vzdálenost se vypočítává podle superpřesného změření časového rozdílu mezi okamžikem vyslání signálu družicí a okamžikem příjmu signálu přijímačem. Přijímací zařízení v sobě má velmi přesné hodiny, které se navíc synchronizují s atomovými hodinami družice. Přijímač by měl teoreticky vidět dvanáct družic (dalších dvanáct je nad protilehlou stranou Země). Ve skutečnosti jich je však nad každým místem na Zemi k vidění maximálně osm, což však zcela stačí, protože pro určení polohy stačí tři družice. Ovšem čím víc družic přijímač vidí, tím je měření přesnější. Vzhledem k tomu, že GPS přístroje jsou pasivními přijímači, dokážou data přijímat, samy o sobě ovšem žádné informace nevysílají. Nehrozí tedy, že by někdo mohl určit, kde se vy a vaše GPSka právě nacházíte.
Kde se GPS uplatňuje
Nejméně poetickou oblastí je asi geodézie (vyhledání trigonometrických bodů), geologie či ropné vrty. Ovšem v námořní navigaci znamenal systém GPS zvrat. Po elektronickém kompasu sáhli mořští vlci jako jedni z prvních a magnetické kompasy z plachetnic pomalu vytlačují. Námořní mapa načtená v GPS plotru značí všechno potřebné pro bezpečnou plavbu: bóje, jednosměrky, vraky lodí a kapitán si může trasu předem v klidu připravit doma na počítači. A na moři pak už jen spokojeně čekat na vítr. Displej džípíesek pro námořní navigaci je pochopitelně daleko větší, než u ruční přístrojů a určování polohy dokonce ještě přesnější než na pevnině, protože na široširém moři nic neruší signál. Také GPS přístroje pro navigaci v autě mají větší displej, uzpůsobený tak, aby byl čitelný i na přímém slunci, a kromě grafického znázornění trasy udávají řidiči i hlasové pokyny. Aby GPSka viděla na oblohu, je vhodné ji umístit na desku pod přední okénko. Pro navigaci do auta se dají použít i ruční mapové přístroje s routingem doplněné speciálním stojánkem. Do přístroje zadáte bod (waypoint), či adresu, kam se potřebujete dostat a pak jen posloucháte jeho pokyny. Například v GPSkách Garmin, které se u nás používají nejčastěji, je už předem uložená mapa Evropy podrobná natolik, že z ní vyčtete silnice první třídy a obce nad tisíc obyvatel. Když se pak chcete vydat někam dál na cestu, stáhnete si do přístroje mapy měst, jimiž budete projíždět. V nich už najdete i tak praktické věci, jako restaurace nebo jednosměrky. Někde v Mnichově pak jen poručíte, že chcete k nejbližšímu občerstvení a necháte se spletí ulic dovést až na místo. Po měsíci používání GPS v autě se vám může stát, že úplně zapomenete cestu, kterou jste dřív znal nazpaměť. Zvyknete si totiž na pohodlí, jaké vám skýtá možnost zapnout přístroj a vypnout hlavu, nestarat se o to, kudy pojedete a přemýšlet si o daleko důležitějších věcech. GPS vám může posloužit i jako hlídací pes. GPS modul ve spojení s mobilem ukrytý ve voze dokáže auto sledovat tak, že vám na mobil posílá zprávy se souřadnicemi nebo informace o BTS buňce, hlásí vám, jestli se auto pohybuje a jestli běží motor. Tento vynález vám poslouží dokonce ještě předtím, než dostane příležitost při krádeži: získáte díky němu slevu na pojistném.
Při turistice a cyklistice
Na to, aby vám navigační přístroj jednou někde na Sibiři zachránil život, budete si s ním muset chvíli pohrát v oblastech, kde největším hrozícím nebezpečím je, že dorazíte do hospody, kde právě došlo pivo. Ruční navigační přístroj se pro použití na kole uchytí do speciálního stojánku, v němž drží tak pevně, že se i při tom nejkrkolomnější sešupu přes trčící kameny a mozolnaté kořeny můžete klidně dál bát jen o své staré kosti, a ne o drahou hračku na řidítkách. Vzhledem k tomu, jak zajímavé informace prohlížení jednotlivých stránek nabízí, je zpočátku největším problémem při používání GPS na kole nespadnout z něj. Sledovat cestu je dost nezáživné, oproti tomu, co vám nabízí displej: mapa s aktuální polohou, trasový počítač, který udává směr pohybu, vaši maximální rychlost, průměrnou rychlost či nadmořskou výšku, kompas, vzdálenost k příštímu vyznačenému bodu, výškový profil trasy nebo počet dostupných družic. Například vzhledem k tomu, že přesně víte, na kterém bodě na mapě se právě nacházíte, bez přemýšlení víte, že kopec Cukrák máte po pravé ruce a před vámi za lesem je Jíloviště. GPSka je neocenitelná pro vyznačení míst, kam se chcete vrátit – ať už jde o sběr brusinek nebo o rybaření – když si místo, kde zaručeně berou, označíte bójí, hrozí vám, že u ní příště najdete kolegu, který se dovtípil, co měla bóje označovat. Lokalita přesně zanesená do GPS přístroje zůstane všem ostatním utajena.
Kde se GPS využívá
Vesmírné lety
Vedle citlivých gyroskopů a detektorů kosmického záření je Mezinárodní vesmírná stanice ISS vybavena i družicovým navigačním systémem. Ten pomáhá určovat její polohu v prostoru s přesností několika málo metrů.
Malá sportovní letadla
Speciální GPS přístroje určené do letadel jsou odolné proti vibracím, o něž není na palubě nouze. Piloti využívají i sdružené přístroje – GPS spojené svysílačkou. Na leteckých mapách je pro snadnější orientaci vyznačeno to, co je i z výšky snadno rozpoznatelné: vodní plochy, železnice, dálnice, a kromě toho samozřejmě letiště, majáky a vzušné prostory, do nichž se nesmí.
Geodézie
K vytváření takzvaných bodových polí a při vytyčování pozemků potřebují GPS přístroj zeměměřiči. A ne jeden, ale hned dva najednou. Vzhledem k tomu, že v geodézii se měří s milimetrovou přesností, je potřeba, aby pracovaly dvě GPSky současně. Jeden takový přístroj přitom dnes přijde na půl milionu korun, z čehož zhruba polovinu stojí software. Z GPSky získá geodet jen surová data, největší díl práce pro něj začíná v okamžiku, kdy změřené souřadnice převede do počítače.
Bezpečnost automobilů
Kromě zmíněné možnosti hlídání auta GPS modulem spojeným s mobilem se chystá spuštění systému, který v případě nehody odešle smsku s přesnou polohou havarovaného auta na nouzové číslo. Paraglidistovi na závodech ukazuje GPS, kolik kilometrů mu zbývá do cíle, jakou má výšku, jakou rychlostí letí. Takhle bezpečně ví, jestli má vyklesat a naplno si doletět pro vítězství.
Armáda
Pro armádu je GPS nástrojem, jak zjistit co nejpřesnější informace o situaci na bojišti a protivníkově území. Americká armáda dnes začleňuje do GPS speciální vojenský software pro GIS (geografický informační systém) zvaný Force Battle Command Brigade and Below. Jde o systém, který prostřednictvím GIS a GPS a za pomoci komunikačního zařízení pořizuje a vysílá taktické informace o stavu bitevního pole.
