Nyakunkon a GPS-rendszerek új korszaka

Az események a színfalak mögött zajlanak, ám a jólértesültek már tudják, hogy rohamosan közeleg az idő, amikor az amerikai műholdas navigációs rendszer, a Navstar egyeduralma megszűnik. Ki lesz a következő, aki globális helymeghatározó rendszerrel rukkol elő? Európa, az oroszok, netán Kína? Kinek milyen szisztémájú a rendszere, és hány navigációs műholdja kering jelenleg? Ha kiépül egy új rendszer, használható lesz-e a már megvásárolt GPS vevőinkkel? Ezekkel az izgalmas kérdésekkel fordultunk az ELTE első Tudományos Sajtóklubján Kovács Bélához, az Informatika Kar Térképtudományi és Geoinformatikai Tanszékének munkatársához.

Napjainkban a piacon kapható GPS készülékek 99%-ban az amerikai Navstar rendszert használják. De vajon jó-e ez nekünk, szólt első kérdésünk Kovács Bélához. "Egyfelől jó, mert létezik egy rendszer, amely működik és ingyenes. Megvásárolom a GPS vevőt, ami attól kezdve használható, és nem kerül semmilyen plusz pénzbe. Másfelől nem szabad elfelejteni, hogy a Navstar valójában egy katonai rendszer. Az USA elnöke bármelyik pillanatban korlátozhatja vagy megszüntetheti a jelek sugárzását a civil tartományban."

NAVSTAR - meddig tart még az amerikai egyeduralom?

Talán kevesen tudják, hogy a Navstarnak volt egy elődje, az USA haditengerészete számára kifejlesztett TRANSIT névre hallgató műholdas rendszer, amely 1967-ben kezdte meg nyilvános szolgáltatásait. Az 1100 km magasságban, poláris pályán keringő holdjaival kb. 50-200 méteres pontosságú helymeghatározást lehetett végezni, ám óránként általában csak egyszer. Ez elegendő volt a tengerészet számára, de a repülők, rakéták pozícionálására már nem, így a gyorsabb helymeghatározás érdekében új fejlesztést indítottak Navstar/GPS kódnéven. Az új rendszer minősége minden várakozást felülmúlt, hiszen a tervezett 100 helyett 30-40 méteres pontossággal működött. Talán ez a túl nagy pontosság is közrejátszott abban, hogy a Navstar életében felváltva követték egymást a nyilvános és kódolt periódusok. A kezdetben szupertitkos rendszer a '80-as évek közepén hirtelen szabaddá vált a civilek számára, de biztonsági okok miatt életbe léptették az SA (Selective Availability) kódolást. Természetesen a katonák P(Y) kódolású vevőikkel továbbra is precíz helymeghatározást végezhettek, de a civilek számára az SA kódolás egy egész nagyságrenddel csökkentette a rendszer pontosságát (± 30-40 méterről ±300-400 méterre).

Az öbölháború idején, 1991-ben, amikor nem volt elegendő GPS vevője az USA hadseregének, "civil/hobby" készülékeket adtak a katonáknak is, és néhány hónapra felfüggesztették az SA-t, ám a háborút követően visszakapcsolták. A Navstar életében az újabb fordulatot 2000. május másodika hozta, amikor is egy elnöki rendelet ismét megszüntette az SA kódolását. Ettől a pillanattól fogva rohamosan terjedtek a civil felhasználású GPS készülékek az egész világon.

NAVSTAR műhold

Jelenleg a Navstar garantált pontossága ± 30 m-nél nem rosszabb az esetek 95%-ban. Az eredeti tervek szerint a rendszer 24 navigációs műholdból állt volna, ami elegendő mennyiség a Föld teljes lefedéséhez, ám ma a tartalékokkal együtt már 31 hold kering. A hat különböző pályasíkon, 20200 km magasságban mozgó holdak 12 óra alatt kerülik meg a Földet.

Kovács Béla szerint egy nagy negatívum említhető a Navstarral kapcsolatban: nincs megfelelő, időben észlelhető integritási adata. Az integritási adat hiánya azt jelenti, hogy nincs mód annak ellenőrzésére, hogy a mérés pillanatában egy adott műhold jó-e vagy esetleg meghibásodott. "Bármi megtörténhet: ütközik egy űreszközzel, vagy jön egy napkitörés, ami megzavarja a pályáját, esetleg űrpor telepszik a napelemeire, vagy elromlik a fedélzeti számítógépe. Ezt a Földről nem tudom meg. Extrém esetben hat óra is eltelhet, mire kiderül, hogy a hold rossz adatot küldött." Átlagos felhasználónak ijedelemre persze nincs oka, hiszen többnyire van viszonyítási lehetősége, amiből észreveheti, hogy hibás a műszere. Probléma inkább speciális helyzetekben adódhat, például amikor egy sivatag közepén állva, egyedül a GPS vevőnkre hagyatkozva kell vizet keresnünk. Ezen okból nem bízhatják a repülőgépek irányítói sem magukat teljesen egészében a GPS-es helymeghatározásra.

GPS

Bár a mindennapi szóhasználatban a globális helymeghatározó rendszerek elnevezésére a GPS (Global Positioning System) betűszó terjedt el, ez valójában egyetlen rendszer, az amerikai Navstar kódneve. Helyesen GNSS-nek kellene hívni ezeket a rendszereket, ami a Global Navigation Satellite System rövidítése.