Utcán nem, mezőn pontosabb lett a GPS

2009.10.05. 12:48

Csütörtökön indult hivatalosan útjára az EGNOS, az európaiak megoldása az amerikai GPS-rendszer pontosabbá tételére. Két méteres precizitást ígér, ezt azonban csak a tetőn, optimális vétel mellett tudtuk elérni, a belváros szűk utcáin hiába is próbálkozunk hasonlóval. Viszont kis reptereken segíthet a repülők automatikus leszállításában, és precíziósan lehet vele permetezni modern mezőgazdasági gépekkel.

Az EGNOS egy európai fejlesztésű kiegészítő rendszer, amellyel a jelenleg világszerte használt, amerikai üzemeltetésű GPS nagyjából tíz-tizenöt méteres pontosságra alkalmas helymeghatározási képességét lehet egy-két méter körülire feljavítani. Bár a technológia tesztelése évek óta folyt, a szolgáltatás - igaz, nem teljes - startja különösebb előzetes kampány nélkül történt. Körkérdésünkből kiderült, indulása meglepetésként érte az ezzel foglalkozó cégeket is. Ez valószínűleg annak köszönhető, hogy már évek óta ígérgették a rendszer startját, és bár a tesztüzemben sugárzott jeleket már korábban is fogni lehetett, ezeket eddig nem feltétlenül lehetett megbízhatóan alkalmazni, mivel sokszor fals adatokat tartalmaztak, amelyek nem javítottak, hanem rontottak a meghatározás pontosságán. Hivatalos indulását követően azonban már kockázatok nélkül aktiválni lehet a navigációs eszközök menüjében, problémát biztosan nem fog okozni. A technológiát az utóbbi időben boltokba került GPS-ek zöme (pl. a SiRFstar III-as vevőt tartalmazó modellek) támogatja, a pontos információkért, beállítási lehetőségért azonban érdemes felkeresni a gyártók honlapját.

A tetőn szuper a pontosság, az utcán nem

Amint megtörtént az EGNOS bejelentése, rögtön autóba pattantunk, hogy kipróbáljuk a szolgáltatást, ám legjobb vétel mellett is csupán 5-6 méteres pontosságot tudtunk elérni. Takács Bence, a BME Általános- és Felsőgeodézia Tanszékének adjunktusa volt segítségünkre tanácsával, javaslatára felmentünk irodaházunk tetejére, és vártunk nyolc-tíz percet. A teszthez használt Garmin navigátoron külön menüben kellett bekapcsolni azt, hogy a készülék keresse a GPS-adatokat pontosító korrekciós értékeket is, ezt követően azt kellett még figyelnünk, hogy a ketyere a 32-esnél magasabb sorszámú műholdakat is kezdje keresni, ezek szolgáltatják ugyanis a pontosabb meghatározáshoz szükséges extra információkat.

Ezen a készüléken a korrekció használata a WAAS menüpont alatt volt elérhető, Amerikában ugyanis ezen a néven üzemel egy hasonló szolgáltatás, de ez szerencsére ugyanolyan formátumot használ, mint az EGNOS, ezért kontinensünkön is működik a funkció. További néhány perc várakozás után a kezdeti 8 méteres pontosság fokozatosan javult, a korrekciós értékek letöltődését követően pedig elérte a bűvös 2 métert is - bár ez is csak hozzávetőleges adat, mivel nem profi eszközzel mértük.  Érsek Ákos, a professzionális GPS-szolgáltatásokkal foglalkozó GPSCom cég szakértője kérdésünkre elmondta, egy komoly, nem átlagembereknek szánt mérőeszközzel jellemzően egy méteres pontosságot is el tudtak érni idehaza az EGNOS segítségével.

Két tesztelőnk egész hétvégén GPS-szel a műszerfalon közlekedett, de a két méteres pontosságot egyiküknek sem sikerült elérnie az utcákon. Szerencsés esetben a 4-5 méteres precíziót biztosítottak a ketyerék, de EGNOS ide vagy oda, a magas házfalak továbbra is gondot jelentenek a navigációs eszközöknek: ezeknél ugyanúgy elmegy a vétel, mint korábban, és az sem ritka, hogy a rendszer csupán 10-15 méteres pontosságot kínál rossz vételi viszonyok miatt. Autópályán 3 méter körüli pontosságot is el tudott érni az egyik tesztelőnk, de az EGNOS beindítása nyomán valószínűleg a városokban közlekedők nem fognak drasztikus változásokat észlelni a navigáció során.

Forrás: [origo]
2 méteres pontosság: sajnos csak a tetőn értük el



Így határozzák meg pozíciónkat a műholdak

Arról, hogy az EGNOS miként működik, az iGO My way navigációs szoftvereket fejlesztő Nav N Go Kft. szakértőjét, Mohos Zoltánt kérdeztük meg - hangját a program hangnavigáció funkciójából (Moha bá néven) ismerhetik a hazai felhasználók. Moha bá elmagyarázta, hogy a GPS-rendszer esetében 24-32 darab, a Föld körül keringő, az égboltot nagyjából egyenletesen betöltő műhold, valamint néhány, az Egyenlítő közelében lévő földi követő állomás segítségével biztosítják a helymeghatározást. A műholdak közül egyszerre 9-12 látható a bolygó egy pontjáról, amik közül legalább három, kedvező geometriai helyzetben lévő műhold jelét kell befogni ahhoz, hogy horizontálisan meghatározzák a felhasználó pozícióját. Négy szatellit jeleinek vételével viszont már háromdimenzióban is be lehet határolni a tartózkodási helyet, ilyenkor már az is kiderül, hogy valaki milyen magasságban tartózkodik.

Miért nem pontos eleve a GPS?

A rendszeren kereszül a GPS-vevőkhöz eljutnak a műholdak pályaadatai, és a holdak belsejében levő atomórák segítségével a pontos időt is elküldik jeleikben a Föld felé. A navigációs eszközök az alapján képesek megállapítani saját távolságukat a szatellitektől, hogy milyen késleltetéssel érkezik meg a körülbelül húszezer kilométeres távolságból az adat.

Mi okozza a pontatlanságot? Egyrészt az atomórák által sugárzott idő még az alkalmazott speciális megoldások, korrekciók ellenére sem tökéletesen pontos, pedig ez kulcsfontosságú a távolság meghatározásához. A műholdak pályaadatai sem mindig elég pontosak, ráadásul a kibocsátott rádióhullámok terjedési sebességét valamelyest befolyásolja a légkör is. A különböző irányokban látható műholdaktól más-más levegőrétegen keresztül érkezik a jel, ami rontja a helymeghatározás pontosságát - mondta el a szakember.

Forrás: Norhfoto
Műholdas navigáció egy helikopterben

Hogyan javítják a GPS pontosságát?

Bár a fent említett pontatlanságok egy részét az amerikai GPS-rendszer a saját földi állomásain keresztül képes korrigálni, ez a legjobb vétel mellett is csak vízszintesen 5-6 méteres, térben (azaz magassággal együtt) pedig 15 méter körüli pontosságot tud biztosítani. Továbbá nincs megoldva a rendszer önellenőrző képessége sem: a tapasztalatok szerint egy-egy műhold meghibásodását a korábban már említett földi követő állomások esetenként csak órák elteltével észlelik, így a felhasználók is csak ezután értesülnek a hibáról. Ez azt jelenti, hogy egy szatellit kiesése nyomán órákig téves adatokkal történhet a helymeghatározás. 

Mindez kiküszöbölhető megfelelően sűrűn telepített monitorállomások segítségével, az ezeken meghatározott korrekciók segítségével a pontosság is javítható. A korrekciós adatokat a felhasználókhoz a földön sugározva vagy műholdon keresztül is lehet továbbítani - az EGNOS esetében az utóbbi megoldást alkalmazzák.

A technológia kontinensünk területén szolgáltat a pontosságot javító kiegészítő információkat a GPS-rendszertől kapott adatok mellé. Többek között azt közli, hogy Európa egy-egy pontján a légkör hogyan módosítja a rádióhullámok terjedési sebességét, de azt is tudatja a navigációs eszközökkel, hogy melyik műhold betegeskedik éppen. Ezen adatok birtokában a navigációs eszközök megtudhatják, melyik szatellitről érkező jelet szabad figyelembe venni, és milyen mértékben szükséges korrigálni a valós távolság előállításához. A megoldás hátránya, hogy induláskor a teljes adathalmaz letöltése a kis sávszélesség miatt viszont időbe telik, ezért kellett tesztelőnknek is percekig várakoznia arra, hogy az extra információk letöltődjenek a készülékébe. A rendszer negyven földi monitorállomással és három, az Egyenlítő felett, bolygónkkal szinkronban keringő - vagyis a tévés műholdakhoz hasonlóan a Földről nézve mindig ugyanott látszó - műhold alkalmazásával működik.

Forrás: [origo]

Mire jó az EGNOS, és mire nem?

A pontosságjavító technológia egyik komoly gyengéje a magyar autósok és kirándulók szemében, hogy használatához rálátás kell az Egyenlítő felett viszonylag alacsony szögben látszó műholdakra, vagyis dél felé. Ha valaki mondjuk egy hegy északi oldalán halad, ez aligha megvalósítható, hasonlóan a zsúfolt belvároshoz, ahol néha nemhogy tíz méteres pontosságot, de még GPS-jelet sem lehet fogni. Moha bá szerint az EGNOS a hétköznapi felhasználók által használt navigációs eszközökön, a szoftverekben már alkalmazott korrekciós eljárások - például a pozíció útraillesztése - miatt nem igazán hoz áttörést. Legfeljebb arra lesz jó, hogy például egymás mellett párhuzamosan haladó utak esetén a navigációs eszköz nem helyezi rossz útra a járművet jelző ikont, esetleg az éppen használt sáv ismeretében a besorolást segítő sávválasztó funkciót lehet majd hatékonyabbá tenni vele.

Nem az utca emberének szánják

Az összes általunk megkeresett szakértő egyetértett abban, hogy az EGNOS elsősorban professzionális felhasználók számára biztosít előnyöket: hiszen repülőről vagy hajóról sokkal hatékonyabban lehet befogni a rendszer korrekciós jeleit, illetve a professzionális, érzékeny vevővel szerelt mérőeszközök a harmincezer forintos autós GPS-nél hatékonyabban tudják fogni a korrekciós adatokat. Elsősorban a repülőgépek leszállítását  teheti biztonságosabbá az EGNOS, bár a rendszer megbízható üzemet nyújtó szolgáltatásai - amelyek mindennemű meghibásodást nem órák, hanem másodpercek alatt képesek jelezni -, csak jövőre startolnak majd el. Itt persze nem a Ferihegyhez hasonló, saját leszállító rendszerekkel rendelkező nagy légikikötőkre, hanem kis, vidéki repterekre kell gondolni - Amerikában a navigációt pontosító szolgáltatás segítségével több ezer kis repülőteret tudtak az év nagyobb részében használhatóvá tenni  a korábbinál, rosszabb időjárási viszonyok között is biztosítva a leszállásokat.

A gépesített mezőgazdaságokban elsősorban pénzt spórolhatnak majd meg az új technológiával, amely a permetezést, de akár az aratást is hatékonyabbá teheti. A prezíc pozícionálás ezen a területen ugyan már eddig is elérhető volt, de jellemzően fizetős szolgáltatás keretében lehetett használni. Bár a deciméteres pontosság továbbra is csak pénzért férhető hozzá, kisebb gazdaságokban, ahol a két méteres precizitás is elegendő, ehhez ingyen férhetnek hozzá - ráadásul a legtöbb szántóföldről általában a műholdakra is jó rálátás nyílik.