Manapság egyre jobban terjednek el a beépített GPS vevővel szerelt mobiltelefonok, és saját szememmel úgy látom a dolgokat, hogy nagyon sok az emberek szemében a tévhit ezzel a technológiával kapcsolatban. Nem szeretnék előadást tartani ezen rendszer működésével kapcsolatban, és nem is tervezem ezen hiányt egy szakirodalom írásával pótolni, csak mindössze néhány alapvető tévhitet igyekszek korrigálni, ezáltal remélvén hogy az átlagember mindenféle szaktudás nélkül is jobban képben lesz a rendszer működésével.

Hölgyeim és uraim, chipset és kólát bekészíteni, vagy egészséges életmód hívői asózatlan és fűszerezetlen párolt zöldséget és a szénsavmentes ásványvizet előkészíteni, ugyais terjedelmes írás lesz, tessék felkészülni!

Először is ha ma valaki egy átlagos hétköznapi beszélgetés folyamán kiejti a “gépées” szót a száján, akkor sajnos a legtöbb ember fejében a “műholdas autós navigáció” jut eszébe – tévesen. Ezt a tévhitet elsősorban az utóbbi időkben nagyon olcsóvá vált PNA készülékek elterjedésének tulajdonítom, hiszen ezt veszik és viszik a legtöbben (már szinte minden 20. autóban látni ilyen készüléket, vagy legalább a tartókart, és ez közel se tükrözi a valós PNA-val rendelkező tulajdonosok számát), és mivel ezek az eszközök szinte kizárólag autós navigációra használhatóak sajnos a két fogalom a hétköznapok folyamán összefolyt.

Pedig a valóságban a GPS sokkal, sokkal többre is képes, mint egyszerű, mezei autós navigáció, és itt most ne elsősorban a gyalogos navigációra gondoljunk. GPS-t használnak még például a repülőgépeken, vagy a megfigyelt teherautókon. Most gondolom sokak fejében megfordult a “GPS adók” fogalma, röviden és tömören szeretném tisztázni, hogy a szó szoros értelemben vett GPS adó ezekben a járművekben nem létezik. Ha egy ilyen járművet “GPS adóval” szerelnek fel, az a gyakorlatban annyit jelent, hogy ellátják a járművet egy GPS vevővel, ami vagy rögzíti az útvonalat és ezt később letöltik róla, vagy pedig valamilyen adatátviteli módszerrel (itt elsősorban én a GPRS adatátvitelre, kvázi mobilinternetre gondolok) továbbítják a központ felé. A szó szoros értelemben vett GPS adók kizárólag az űrben van, lásd a cikk eleji képet példának. Itt szeretném leszögezni, hogy sok mobiltulajdonos első kérdése, hogy a GPS ingyenes-e. Röviden igen, teljesen ingyenes, ugyanis nincsen rá mód, hogy kimutatni lehessen, hogy éppen használtban van-e vagy sem, hasonlóképpen, mint a jelenlegi rádió technológia, ott se lehet tudni, hogy mennyien hallgatják az adást.

Most hogy belejöttünk tisztázzuk akkor, a GPS, mint szó valódi jelentését: GPS (Global Positioning System) azaz Globális Helymeghatározási Rendszer, amit nagyon egyszerűen úgy kell felfogni, hogy a GPS nem tesz mást, minthogy megmondja, hogy a Föld melyik pontján vagy éppen jelen pillanatban, és semmi más. Azaz a GPS önmagában nem fog téged elnavigálni sehová, sőt a GPS önmagában nem tartalmaz térképet, ugyanis a rendszer azt se tudja (alapból) megmondani, hogy te most éppen a földön jársz, vagy az óceánt szeled át netán hegyet mászol, ezeket az információkat az általad használt GPS program mondja meg, azaz autós navigáció esetén a navigációs program tartalmazza a térképeket, és ez a program kalkulálja ki az ajánlott útvonalat, a GPS csak ezen az úton “húz téged végig”.

Most hogy röviden, tömören letisztáztuk mi az a GPS, térjünk ki annak extra szolgáltatásaira is, ugyanis a GPS egy picivel többet tud minthogy megmondja hol vagy.

Rendelkezik a rendszer még egy időkóddal is (gyakorlatilag erre épül az egész GPS működése, de ezt most hanyagoljuk), magyarul a GPS mindig meg tudja mondani a hajszálpontos időt, és teszi ezt mindössze tipikusan 100ns (azaz egyszáz nanoszekundum) pontossággal, de mivel mi elsősorban a másodpercek világában élünk ezért számszerűsítem, hogy kb. 0,0000000001 másodperc a GPS pontatlansága. A hétköznapokban ez számunkra annyi előnyt jelent, hogy jobb forrást nem is találhatnánk a pontos idő lekérésére, illetve telefonunk idejének szinkronizálására. S60v3 és S60v5 telefonokra a “FreeTimeBox” program tudja nyújtani számunkra ezt a szolgáltatást, így a GPS segítségével nem csak térben, de még időben is képben lehetünk.

Rendelkezik még a rendszer sok-sok egyéb hasznos szolgáltatással, csak sajnos a többi finomsághoz csak az Amerikai Egyesült Államok Hadserege férhet hozzá, gondolom magától értetődő okokból.

Természetesen ne ragadjunk le a GPS mint “csak navigáció” fogalmánál. A mai okostelefonokba egyre több mütyürkét építenek bele mint WLAN, bluetooth, nagyfelbontású kamera, kiváló minőségű zenelejátszó képességek, tárhely bővítés, stb, stb, stb. De sajnos sok alkalommal nem kombinálták össze ezeket a funkciókat egymással, és csak az utóbbi időkben kezdett megnyílni az emberek szeme, hogy a GPS mennyi mindenre használható még.

Szinte minden telefonban van bluetooth, és ha már ott a beépített GPS vevő is, akkor miért ne használhatnánk telefonunkat, mint szabványos, külső BT GPS vevő? Az ExtGPS programmal bárki átalakíthatja telefonját GPS vevővé, és hogy ennek mi értelme lenne? Ha rendelkezel laptoppal, vagy bármi más nagy képernyős hordozható eszközzel, akkor sokkal kényelmesebb navigálni a hatalmas kijelzős laptopon, mintsem a telefon kis kijelzőjén “nyomorogni”. Természetesen a nagy méretnek hátrányai is vannak, de erre nem térnék ki, mindenkinek a saját ötletére bízom, hogy mire tudná a külső GPS vevő funkcióját is ellátó telefonját használni.

A másik nagyszerű ötlet amire úgyszintén csak nemrég jöttek rá, de az emberek úgyszintén elvétve használják az a mobillal történő kép-, vagy videó felvételekbe történő GPS koordináták rögzítése, így egy ezt támogató PC-s programmal (pl. XNview) bármikor visszanézhetjük, hogy az adott kép hol készült. Ennek a funkciónak nem csak privát haszna lehet (hiszen így láthatjuk, hogy a kiránduláson készült képek pontosan hol történtek), hanem egyre többen töltenek fel a Google Maps oldalra és szolgáltatásra képeket, ezáltal bemutatván vizuálisan a tájat, nekik ez is nagy hasznukra lehet. Természetesen ezt is nyitottan hagyom a kedves olvasó számára, amennyiben a fent leírtak bármelyikére kíváncsi, a kereső a rendelkezésére áll, és mélyebben elmerülhet a témában, cikkemet nem ennek a kielemzésére szentelném.

A harmadik hasznos dolog amire a GPS használható az a már korábban említett nyomkövetés és nyomrögzítés civil megfelelője. Amatőr és profi sportolók is előszeretettel használják a GPS-t erre a célra, bevallom magam is ide tartozom. A GPS segítségével a sportolók megtekinthetik megtett távjukat, kielemezhetik teljesítményeiket, vagy azt meg is oszthatják a nagyközönséggel, ha szeretnék. Erre a célra már több ilyen programot is bemutatott oldalunk, és külön aloldalt is fenntartunk erre a célra mozgó (és nem csak gép előtt punnyadó) olvasóinknak. Jómagam túrák rögzítésére is használom így a rendszert, például a 2009 -es Gerecse20 nyomvonalát is rögzítettem, és azon kollégáimnak is tudtam információkkal és képekkel szolgálni, akik nem voltak jelen a túrán.

Természetesen ezzel a GPS felhasználási területeinek nincs vége, csupán pár hétköznapokban is használható példával szerettem volna bemutatni hogy ez több, mint pusztán autós navigáció.

Térjünk rá egy picit a GPS működésére. Nos mindenki tudja, hogy a GPS egyszerűen fogalmazva műholdakból áll, fent vannak az űrben, és onnan néznek le ránk, miközben jelet sugároznak, amiből a vevőink tudják, hol vagyunk. Pedig amire sokszor nem gondolunk az a rendszer pontatlansága, és az hogy ez a pontatlanság sosem állandó, hanem változó. Gondoljunk csak a felhős égboltra, mint tipikus, szemmel látható példára. Ha tetszik ha nem, de a GPS vétel is picit olyan, mint az időjárás, azaz nincs mindig “jó idő”.

Menjünk is szép sorjában, kezdjük fentről, és haladjunk szépen lefelé.

Legfelül ott vannak a műholdak, sugározzák lefelé a jelet. Ezek a műholdak egy fix, kör alakú pályán forognak a Föld körül.

Egy műhold naponta tipikusan 2 alkalommal látható, bár nem vagyok valami nagy matematikus, de nem nehéz kiszámolni, hogy 6 órás ciklusokban váltják egymást, és hogy 12 óra alatt kerülik meg egyszer Földünket.

Ne ragadjunk le a matematikánál, egy embert ez alig fogja érdekelni, azt azonban mindenképpen fontos kiemelni, hogy ezek a pályák sosem tökéletes alakú körök! A műholdakat a Föld gravitációja tartja (elméletileg) szabályos pályájukon, na de van nekünk ugye egy holdunk is ami kering, és elég nagy ahhoz, hogy a Hold gravitációs tere módosítsa ezt a pályát. Ott van még a Napunk is, ami ugye alkalmanként napkitöréseket produkál, amik azon felül, hogy látványos színprodukciót adnak sarki fény formájában sajnos a műholdak pályáját is módosítsa, sőt 1-1 erősebb napkitörés esetén az egész rendszert működésképtelenné teheti, azaz senki se lepődjön meg, ha a híradóban azt hallja, hogy erős lesz a sarki fény (tudtommal pár éve volt olyan erős, hogy még Észak-Németországban is lehetett látni) és közben a GPS leáll.

Ugyanakkor szeretnék mindenkit megnyugtatni, nem kell világvégére gondolni azonnal, ezen tényezők csak roppantul minimális mértékben módosítsák a műholdak pályáját, de mint korábban említettem, nanoszekundum pontos a rendszer, így a milliméter törtrésze szintű pályamódolsulás is jelentős pontatlanságot eredményezhet. Természetesen a műholdak 2óránként frissítik a pályainformációjukat, de ez csak a pontatlanság első jele volt.

Lépjünk tovább. Tehát jön jön a GPS jel lefelé a Föld felé, majd egyszer csak találkozik az ionoszféra nevű réteggel. Nem kell agyzseninek lenni hogy megállapítsuk, ez a réteg ionokból áll, magyarul elektromos töltéssel rendelkező réteg, parasztosan fogalmazva áram a légkörben. (Nini csak nem ettől vannak a viharok is?) Aki rádiósugárzásban picit is jártas, ő tudhatja hogy egy elektromos tér valódi rádiófrekvencia-gyilkos, de saját magunk is tapasztalhatunk hasonlót amikor például a rádiónkat hallgatva a kocsiban magasfeszültségű vezetékek alatt vagy környékén haladunk át. Az ionoszféra is hasonló hatással van a GPS jelre, és egyúttal ez az a réteg, ami a legtöbb zajt és pontatlanságot viszi a rendszerbe! Mivel az ionoszféra állandóan változik így állandóan zavaró hatással van a GPS pontosságára is, és ami a legrosszabb benne, hogy emberi szem nem látja! Magyarul napfényes időben, sehol egy felhő az égen, és mégis az ember vakarja a fejét, hogy a GPS miért pontatlan, miért rakja állandóan 1 utcával odébb a járművet, pedig máskor ilyet nem csinál, és még szép napos idő is van… hát ezért!

Tovább haladván lefelé jön a párát tartalmazó légkör, avagy a felhőzet. Ehhez nem szeretnék túl sokmindent fűzni, a sűrű vízcseppek rontják a GPS jel pontosságát. Mindenki látja, mindenki tapasztalja, és értelemszerűen a legrosszabb viharban.

Következő lépésben megérkezik a jel a talajra. Hurrá, eljutott a vevőhöz, kapott hideget, meleget és innentől már semmi sem zavarhatja a jelünk minőségét! Vagy mégse? Pedig mégis! Ugyanis mint minden hullám ha ütközőrétegnek érkezik (akárcsak a vízhullámok) visszaverődnek, és bizony ez további zajt okoz nekünk, hiszen a talajról is érkezik még némi visszavert GPS jel. Ha ez nem lenne elég, akkor ott van még a nagyvárosi környezet, rengeteg szinte szabályosan kiálló jeltükröző tornyok, amik újabb zajt produkálnak (hiszen nem csak a talajról tud visszatükröződni a jel), kell ezt még tovább fokozni?

Remélem mindenki számára sikerült valamennyire világossá tenni, hogy a GPS vevője néha miért “szárnyal” és néha miért találja meg olyan kínkeservesen a helyes utat, akkor is ha éppen szép időnk van, és valamennyire pontosabb kép alakult így ki a rendszer működéséről, és remélem ezek után már nem lesz a GPS szó egyenlő az autós navigációval a hétköznapok folyamán a kedves olvasó számára.

Ha valakit komolyabban is érdekli a téma, az alábbi linkeken pontosabb információkat találhat:

Wikipedia – GPS

GPS útikalauz kezdőknek ábrákkal, animációkkal – angolul

WikiMedia képek, ábrák, vizuális segédanyagok