COMPUMAP ismertetőDokumentációk letöltéseA programcsomag funkcióiVegye fel velünk a kapcsolatotProgramcsomagok, kiegészítőkMagyar nyelvEnglish language

GPS és navigáció

A navigáció egyidős a hajózással, tulajdonképpen a navigáció szó a latin navigare=hajózni kifejezésből ered. Mivel legnagyobbat tévedni és bukni egy navigációs hiba miatt a nyílt tengeren lehet, a navigáció tudományának fő mozgatója mindig a hajózás volt. De ott is látszottak meg leginkább a korlátai is. A navigáció legelső eszközei a korábbi hajózások - féltve őrzött - hajónaplói voltak, annak összes hibájával, korlátjával együtt. Azután az iránytű, a kronométer, az astrolábium, és modern utódja a szextáns együttesen megteremtették, a viszonylag precíz és főleg reprodukálható helymeghatározás lehetőségét. De ha belegondolunk, hogy a hosszúsági koordinátát, de kényelmesen a szélességit is csak a Nap helyi delelésekor, azaz naponta egyszer meghatározni, akkor rájövünk: ez nem a bonyolult viszonyok között viszonylag nagy sebességgel való közlekedés optimális eszköze.

Bár a léghajókon és a nagyobb távolságra repülő gépeken is a szextáns és a kronométer volt a helymeghatározás eszköze, már viszonylag korán, a harmincas években megjelentek a rádiótechnikai eszközökkel elvégzett távolság és iránymérések.

 NYITÓOLDAL: Mi a COMPUMAP ?



 A programcsomag funkciói
 Működési feltételek
 Programcsomagok, kiegészítők
 Dokumentációk
 TÉRKÉPDEMO Letöltés

A mai legkorszerűbb eszközök, mint a GPS (Global Positioning System) is lényegében ezen alapulnak, még ha az iránymérő pontok helye és távolsága időközben nagymértékben megváltozott is. A kezdeti rádiónavigációs eszközök alapját a földfelszín ismert pontjain elhelyezkedő rádióállomások jelentették. Ha meg tudtuk mérni járművünktől legalább két ilyen irányadó szögét, a térképen ún. visszametszéssel meg tudtuk állapítani a saját pozíciónkat. (a repülős szaknyelvben ez a VOR és NDB navigáció) Ha az irányadók az útvonalunkhoz közel voltak, akkor ún. előremetszéssel az általunk követendő útvonalat is ki tudtuk jelölni. (ARK navigáció) Ha egy irányadónak adott pillanatban az irányszögét és távolságát is meg tudtuk mérni, (VOR/DME navigáció), akkor már elég volt egyetlen rádió-irányadót "hallani". A távolság mérésére különböző trükkös megoldásokat dolgoztak ki, késleltetési idők és fázisszögek kimérésével. (pl. a LORAN rendszerben.). De a földi irányadókra épülő rendszerek mindegyikének meg volt a közös problémája, a rádióadók vételi körzete és vételi lehetőségei korlátozottak és esetlegesek és lényegében a mérő és mért pontok egy vízszintes síkban való elhelyezkedését vették alapul. (Egy VOR/NDB adótól 4 kilométerre 3000 méter magasságban szálló repülőn ugyanazt az adatot mérjük, mint a vele egy szinten 5 kilométerre levő járművön.) Ez a hajózásban még elmegy, de a repülésben már nem.

A globális helymeghatározás igénye hozta létre a műholdra telepített rádiónavigációs eszközök rendszereit. Ez végül is irány és távolságmérésen alapuló rádiónavigáció, csak az irányadó "kicsit" messzebb és térben helyezkedik el, ami bonyolultabb térgeometriai számításokat igényelt. Néhány egyedi műholdas kísérlet után végül mindkét szuperhatalom a nagyobb számú, az égen egymást váltó sarkköri (poláris) pályán keringő műholdra alapozta rendszerét. Az amerikai rendszert Navstar-nak, a szovjetet Glonassz-nak hívják. Több-kevesebb hibával az utóbbi is működik még, mert a 20 000 kilométeres magasságban keringő műholdak lefékeződésétől nem, csak berendezéseik meghibásodásától kell tartani. Ezzel együtt a mindinkább kommercionalizálódó GPS helymeghatározó rendszerek kizárólag az amerikai rendszert használják, a Glonassz rendszernek nincsenek civil alkalmazásai.

A GPS rendszerek elvi alapja borzasztó egyszerű. Néminemű egyszerűsítéssel a földi és a műholdas berendezéseken is pontos órák vannak. Ha a műhold kisugározza pillanatnyi helyzetét egy földközépponti koordinátarendszerben és a fedélzeti időt, az utóbbi még a fénysebességgel száguldó rádióhullámokat meglovagolva is némi késéssel érkezik meg a földi vevőkészülékünkbe. (Már a 20 000 kilométeres magasság is okoz 0,06 másodperc késést és ehhez jön még a ferde távolság). Így a késésből származó távolságértéket a vevőkészülék beépített számítóegysége egy képzeletbeli körző nyílásába fogja. Ha négy "kirajzolt", ismert középpontú gömböt elhelyezünk a térben, lesz a térnek egy pontja, ahol a négy gömb metszi egymást. Ez a térbeli helyzetünk a föld középpontjára felvett koordinátarendszerben. Ha négy gömb közül egy a földgolyó elméleti felszíne, akkor három műhold távolságát és helyzetét kell a kezünkben tartott GPS vevőnek meghatározni a pozíciónk kijelöléséhez. Ha ennél, általában, több műholdról tudunk jó minőségben jeleket venni, akkor a földközéppontú gömbfelületre nincs szükségünk a számításhoz, pontosabban a térbeli pozícióból a földfelszín feletti magasságot is meg tudjuk kapni. ((3D navigáció).

A térbeli pozíciónk ismeretéből úgy lesz földi navigáció, hogy meghatározzuk a pozíciónak megfelelő pontot a földfelszínen. Ez egy földgömb esetében triviális dolog, síkban ábrázolt térképeknél már bonyolultabb, de ez nem a navigátor gondja, hanem a térkép készítőjévé, akinek egy térbeli, három dimenziós alakzatot, a földfelszínt kell két dimenzióban ábrázolni. Ez természetesen csak megfelelő kompromisszumok árán lehetséges, ami főképpen abban nyilvánul meg, hogy nem lehet az egész földfelszínre egybefüggő és pontos térképet csinálni, a térképek vetületi rendszere csak korlátozott körben érvényes és még egy területre is különböző vetületi rendszerben készült térképeket lehet fellelni. Köztük a különbség leginkább abban nyilvánul meg, hogy azonos(nak tűnő) rajzolat mellett is a térkép szélére írt koordinátákban eltérő értékeket tudunk leolvasni egy adott pontról. A különböző vetületi és koordináta ábrázolási rendszerek különbségét bizonyos széles körben elterjedt rendszerek esetében a GPS vevő már a kijelzés pillanatában figyelembe tudja venni. Az előre programozott beállításokon kívül a jobb GPS vevők helyi rendszerekhez való alkalmazkodásra is képesek, de ez esetben a térképre jellemző beállítási értékekkel rendelkezni kell és be kell adni a készüléknek.

Ha fentieket tekintve minden rendben van, akkor semmi akadálya, hogy a pozíciónkat a térképen megjelöljük, illetve egy másik, a térképről leolvasott koordinátájú helyhez vezető útirányunkat ki tudjuk jelölni. Utóbbi a legtöbb GPS készüléknek beépített funkciója, a térképekkel azonban bonyolultabb a helyzet. A drágább GPS készülékek képernyőjén a számszerű pozíció és útirányadatok mellett térképek is megjelennek, illetve a követendő út térképen is ábrázolva van. Habár a beépített erőforrások fejlődésével a GPS-vevőkben megjelenő térképek minősége (részletessége, szemléletessége) egyre javul, még mindig sok kívánnivalót hagy maga után, elsősorban a képernyő kis mérete miatt. (Ezzel kell fizetni a készülék kézben tarthatóságáért.) Jó minőségű, a nyomtatott térképekkel összevethetően részletes és vizualizálható térképet csak a különböző kategóriájú személyi számítógépek képernyőjén láthatunk.A kisméretű tenyérszámítógépek hasonló problémával küzdenek, mint a GPS-ek, de mégis jelentősebb hardver és szoftver erőforrásokkal rendelkeznek. Igazán attraktív megoldásokat azonban a hagyományos PC-k nyújtanak.

A PC-k képernyőjén két fő típusú térképek jelennek meg. Az egyik feljövőben levő irányzat a vektorgrafikus térképeké, amik a képi rajzolatot számszerű és szöveges adatok formájában tárolják. Ez kisebb tárigényt és változatos, a célhoz alkalmazkodó megjelenítést tesz lehetővé, emellett az egyszer már bevitt adatok könnyen frissíthetők. Hátrányuk, hogy az első adatbevitel nagyon munkaigényes és ezzel még csak bizonyos távolságból követi a régóta létező, nagyon részletes nyomtatott térképeket.

A másik típusban a nyomtatott térképeket, (amiknek a naprakészsége és pontossága jelenthet problémát,) képi (bitképes) formában tároljuk a számítógépben. Ezt egyébként a vektoros térképek képbe rögzítésével is meg lehet tenni. Ez utóbbi lehetőség jelentősen csökkentheti a bitképes térképek problémáit, miközben megmarad a még nem digitalizált hagyományos térképek használati lehetősége is. Ezt a technikát használja a COMPUMAP számítógépes atlasz, mozgótérkép és navigációs rendszer.

További információ és megrendelés:
POLITEXT BT. 4026 Debrecen, Bethlen u. 29. X. 37.
Telefon: (52) 340-113 ; (20) 371-2472
E-mail: compumap@compumap.hu

(c) POLITEXT Bt. , 2002.