[W MAGAZYNIE] Ewolucja nawigacji satelitarnej

W obecnych czasach trudno sobie wyobrazić, aby w smartfonie czy nowym samochodzie nie było systemu nawigacji satelitarnej. W końcu każdy chce korzystać z dobrodziejstw technologii, która jest na wyciągnięcie ręki. Jednak nie zawsze tak było. Kiedyś musieliśmy sobie radzić bez takich rozwiązań.

Aby zrozumieć, jak to wszystko się zaczęło, musimy przenieść się do 1957 r. To właśnie wtedy naukowcy z John Hopkins University w Baltimore pod kierownictwem dr. Richarda B. Kershnera stworzyli urządzenie znane po dziś dzień jako GPS. Można powiedzieć, że w tym przypadku pomysł wziął się dosłownie z kosmosu.

ZARYS HISTORYCZNY

Na pomysł stworzenia systemu nawigacyjnego wpadł niemiecki uczony Karl Hans Janke. Odkrył on, że dwa obiekty mogą wysyłać sygnały elektromagnetyczne w sposób ciągły, co w 1943 r. doprowadziło do opatentowania tej technologii. Jednak jako oficjalną datę rozpoczęcia prac nad tym układem przyjmuje się wspomniany 1957 r., kiedy to Amerykanie z obawy przed zagrożeniem ze strony radzieckiego Sputnika 1 zaczęli wykorzystywać sygnał satelitarny do określania położenia tego obiektu.

Pierwszym systemem pozycjonowania satelitarnego był TRANSIT. Prace nad nim trwały od 1958 do 1962 r., a jego zdolność operacyjna została osiągnięta w 1964 r. Był on tworzony z myślą o marynarce wojennej Stanów Zjednoczonych. System TRANSIT do określenia pozycji wykorzystywał efekt Dopplera, co znacząco wydłużało czas pomiaru – nawet do kilkunastu minut. Z tego względu możliwości jego wykorzystania były mocno ograniczone. W 1968 r. postanowiono więc rozpocząć prace nad nowymi systemami określającymi położenie. Tym razem program został nazwany TIMATION i miał być przeznaczony dla marynarki wojennej. Wdrożono prace również nad programem 621 B, który miał służyć wojskom powietrznym USA.

Przez 20 lat technologie te były wykorzystywane jedynie w celach wojskowych. Zmieniło się to dopiero 1 września 1983 r. Jest to ważna, a zarazem tragiczna data. Układ zwany popularnie GPS został udostępniony do zastosowań cywilnych dopiero wtedy, gdy koreański samolot, najprawdopodobniej z powodu złych warunków atmosferycznych, wleciał na terytorium Związku Radzieckiego i został zestrzelony.

KAMIENIE MILOWE GPS

W momencie udostępnienia systemu GPS do użytku cywilnego nastąpiło znaczne przyspieszenie prac rozwojowych nad tą technologią. W latach 1989-1990 wystrzelono na orbitę 9 satelitów bloku II (waga 1,5-2 t, czas pracy 7,5 r.).

Przez kolejne 6 lat na orbitę wystrzelono 19 satelitów bloku IIA. To pozwoliło na osiągnięcie 17 lipca 1995 r. pełnej sprawności systemu. Od tego czasu na orbicie sukcesywnie umieszczane są nowe satelity. Najlepszym tego przykładem są okresy pomiędzy 1997 a 2004 r., kiedy wystrzelono 12 satelitów bloku IIA, lata 2005-2009, kiedy wystrzelono kolejne 8 satelitów bloku IIR-M, oraz okres pomiędzy 2010 a 2016 r., gdy na orbicie znalazło się kolejnych 12 satelitów bloku IIF.

ROZWÓJ GPS

Duże znaczenie dla rozwoju systemów GPS miał 1971 r., kiedy to Sam Hurst skonstruował pierwszy sensor dotykowy. Ten wynalazek miał przełomowe znaczenie dla przyszłej struktury urządzeń GPS. Widać to zwłaszcza po tym, jakie możliwości oraz kompatybilne rozmiary mają współczesne odbiorniki i nadajniki lokalizacji. Obecnie za pośrednictwem jednego urządzenia możliwe jest zarówno określanie trasy przy jeździe samochodem, jak też śledzenie trasy oraz najważniejszych parametrów podczas treningów. Co więcej, GPS daje możliwość wyboru podglądu różnego rodzaju map. Można włączyć np. mapę topograficzną, satelitarną, wektorową albo drogową. Wszystko zależy od potrzeb w danym momencie.

Obecnie na rynku są też dostępne specjalne odmiany GPS, przystosowane do jazdy na motocyklu. W tym przypadku urządzenie jest przypinane do specjalnego zaczepu na kierownicy. Jego ekran dotykowy jest tak skonstruowany, aby reagował na dotyk przez rękawiczki, a samo urządzenie jest dość odporne na działanie wody.

Istotną kwestią w przypadku tych systemów było wprowadzenie modułu Blue-tooth. Dzięki niemu możliwe jest podłączenie się do zestawu słuchawkowego, co jest szczególnie istotne w przypadku motocyklistów.

Obecnie GPS jest już czymś więcej niż tylko nawigacją. W wielu przypadkach w tych urządzeniach można znaleźć dodatkowe funkcje, jak np. możliwość lokalizacji najciekawszych miejsc do odwiedzenia w danej okolicy. Pozwala to na wykorzystanie urządzeń zewnętrznych zarówno w przypadku jazdy samochodem, jak i turystycznych spacerów. Do tego, dzięki coraz większej pojemności baterii litowo-jonowych, urządzenia GPS mogą pracować nawet powyżej 8 godz. bez konieczności zasilania zewnętrznego.

PRZYSZŁOŚĆ POD KONTROLĄ

Systemy GPS są dostępne w bardzo wielu urządzeniach, które kupujemy. Bycie „śledzonym” w pewnym stopniu stało się trendy. Praktycznie każda aplikacja wykorzystuje sygnał GPS. Również pojazdy mają coraz bardziej złożoną technologię lokalizacji. Jest to do tego stopnia rozbudowany system, że za pośrednictwem GPS można nie tylko ustalić własne położenie, ale również zlokalizować stacje benzynowe, hotele, restauracje czy inne atrakcyjne i przydatne miejsca podczas podróży. To jednak nie koniec możliwości GPS. Większość systemów wykorzystywanych w pojazdach ma też możliwość określenia natężenia ruchu. Jest to możliwe dzięki wiadomościom TCM, które wysyłane są w dwojaki sposób: drogą radiową oraz przy wykorzystaniu internetu.

Biorąc pod uwagę rozwój technologii GPS, już niedługo będzie ona wykorzystywana w tzw. autonomicznej motoryzacji. Samochody poruszające się bez udziału kierowcy, poza dużą liczbą czujników i radarów, muszą być wyposażone w dokładne mapy terenowe oraz lokalizatory GPS.

System GPS przez lata był rozwijany. Największą bolączką podczas jego wprowadzania była niewielka liczba satelitów na orbicie. Teraz, kiedy ich liczba jest wystarczająca, można w pełni z nich korzystać i dalej rozwijać tę technologię. Bez wątpienia jest ona znacząca z punktu widzenia zarówno motoryzacji, jak i naszego codziennego życia. Czas pokaże, jakie będą kolejne kroki w rozwoju tej technologii. Jednak z pewnością będzie ona jeszcze częściej wykorzystywana w różnych dziedzinach naszego życia.

Artykuł pierwotnie ukazał się w magazynie Menadżer Floty: Forum Biznesowe, nr 6/2018

Wideo

III Międzynarodowe Targi EkoFlota: Innowacje, Ekologia, Mobilność – podsumowanie
The best of Poznań Motor Show 2018
[Genewa Motors Show 2018] Nissan IMx KURO i Nissan LEAF
The best of Geneva International Motor Show 2018
  •  image
  •  image
  •  image
  •  image
[Pierwsza jazda] Test Infiniti Q30
[Fotorelacja] Motor Show 2016

Aktualności