Wykorzystanie odbiornika GPS
Przez wieki żeglarze i podróżnicy radzili sobie bez odbiorników GPS. W wielu sytuacjach i my jesteśmy w stanie odnaleźć swoją pozycje na mapie bez pomocy systemu GPS. Wystarczy uważne obserwowanie otoczenia i bieżące porównywanie mijanych obiektów z informacjami zawartymi na mapie. Na morzu, nocą, przy złej widoczności lub w terenie, w którym trudno o charakterystyczne elementy (las, pustynia,…), pomoc odbiornika GPS jest nieodzowna. W takich sytuacjach, odbiornik GPS to podstawowe źródło informacji o naszym aktualnym położeniu na Ziemi. Urządzenie to wymaga jednak choćby podstawowej wiedzy na temat systemu GPS i kartografii.
Nasz odbiornik
Od wielu lat korzystamy z jednego, starego odbiornika – Garmin 12XL. Jest to “klasyka” produkowana do dziś przez amerykańską firmę GARMIN. W Polsce odbiornik ten dostępny jest poprzez firmę EXCEL. Odbiornik nie ma możliwości ładowania map i nie zamienianie go na nowszy, to mój świadomy wybór. Cyfrowe mapy dostępne są ciągle tylko dla najbardziej uprzemysłowionych regionów Ziemi. Poza tym, mój sposób wykorzystania odbiornika GPS w samochodzie nie wymaga ładowania doń map.
Wszystkie funkcje związane z planowaniem trasy i śledzeniem swojej aktualnej pozycji na mapie realizujemy, albo na mapie papierowej, albo z wykorzystaniem notebooka i odpowiedniego oprogramowania. Zazwyczaj jednak, właśnie GPS jest dla nas podstawowym źródłem informacji o aktualnych współrzędnych geograficznych, wysokości, czy prędkości z którą się poruszamy.
Odbiornik GPS z mapami?
Jest kilka powodów, dla których nie jestem zainteresowany posiadaniem odbiornika GPS do którego mógł bym wczytać mapy cyfrowe:
- Nie ma map cyfrowych większości interesujących mnie terenów.
- Mapy cyfrowe są zazwyczaj bardzo ubogie w informacje topograficzne, np. poziomice.
- Mimo, że jest możliwe przygotowanie wersji cyfrowych skanowanych map papierowych, proces ten jest bardzo czasochłonny i pracochłonny, a ostateczny wynik – by był czytelny w samochodzie – wymaga zakupienia dużego odbiornika GPS z barwnym wyświetlaczem. Cena takich odbiorników sięga nawet 10 tys. PLN.
Notebook z drugiej ręki kosztuje powiedzmy 1500 PLN, OziExplorer – ok. 80$, skaner – kilkaset PLN, prosty odbiornik GPS – kilkaset PLN.
Wniosek? Niema o co walczyć. Bardzo bogato wyposażony Odbiornik GPS, jest zdecydowanie droższy niż komplet: odbiornik GPS i Notebook, a wynikowa funkcjonalność zestawu w samochodzie jest zdecydowanie większa.
Zasilanie odbiornika GPS w samochodzie
Odbiornik GPS powinien mieć możliwość podłączenia kabla zasilającego z instalacji elektrycznej samochodu (12V). Często jest to ten sam kabel, którym łączymy odbiornik GPS z Notebookiem. Taką sytuacje mamy w przypadku naszego Garmina 12XL. Zasilanie Garmina 12XL z instalacji elektrycznej samochodu ma jeszcze jedna zaletę. Odbiorniki te i nie tylko te, miewają kłopoty z rozładowywaniem się wewnętrznego akumulatorka podtrzymującego pamięć odbiornika. Pozostawienie 12XL na kilka godzin, kilkakrotnie w ciągu roku, z zasilaniem zewnętrznym doskonale doładowuje wewnętrzny akumulator.
W czasie naszego wyjazdu do Rumunii w 2004 roku, okazało się nagle, że mimo podłączenia kabla zasilającego, odbiornik GPS zgłaszał niski poziom baterii. Po kilkudniowych poszukiwaniach przyczyny takiego zachowania się odbiornika, o kazało się, że jest to jedynie problem styku pomiędzy gniazdem w odbiorniku, a wtyczką kabla. Po dogięciu styków problem ustąpił. Wniosek jest prosty, mimo zasilania odbiornika GPS w samochodzie z instalacji 12V, zdecydowanie warto mieć zapas baterii na cały czas trwania wyprawy.
Antena zewnętrzna
Dokładność obliczanej przez odbiornik GPS pozycji zależna jest między i nnymi od liczby satelitów, z których odbiornik może odczytywać sygnał. Odbiornik umieszczony w samochodzie, gdzie metalowe nadwozie zasłania niebo, ma małe szanse na poprawne działanie. Można go oczywiście umieścić na desce rozdzielczej, tuż przed przednią szybą samochodu, ale i tak większosć nieba będzie dla niego zasłonięta. Ideałem jest sytuacja w której do odbiornika podpianmy zewnętrzną, całkowicie odporną na warunki atmosferyczne antenę i umieszczamy ją na dachu samochodu.
W samochodzie ekspedycyjnym, problemem jest “brak dachu”, czyli zasłonięcie go przez bagażnik dachowy. Antenę trzeba więc tak umieszczać, by “widziała” całe niebo nad samochodem, a jednocześnie nie przeszkadzała w rozkładaniu dachowego namiotu czy otwieraniu skrzyń umieszczonych na bagażniku i nie była narażona na uszkodzenie gałęziami.
Zasada działania systemu GPS
Global Positioning System składa się z 24 satelitów i naziemnych stacji wspomagających ich działanie. Rozmieszczenie satelitów nad powierzchnią Ziemi jest stałe i takie, by z każdego jej miejsca kilka z nich było “widocznych na niebie”. Sygnały nadawane z satelitów to paczki danych zawierające w uproszczeniu jedynie numer satelity i aktualny czas, czas wysłania paczki.
Odbiornik GPS to wielopasmowy odbiornik radiowy odbierający jednocześnie sygnału z wielu satelitów. Do odbiorników sygnały te docierają z opóźnieniem zależnym od odległości odbiornika od satelity. Proces obliczania przez odbiornik swojej pozycji geograficznej, składa się w uproszczeniu z dwóch podstawowych kroków:
- Obliczenie odległości od satelitów, z których odbierane są paczki danych. Odległość ta obliczana jest na podstawie czasu, który był potrzebny, by paczka danych dotarła z satelity do odbiornika. Zawarty w paczce czas jej wysłania z satelity porównywany jest w chwili jej odebrania z czasem aktualnym odbiornika.
- Znalezienie położenia odbiornika na lub nad powierzchnią Ziemi. Znając odległość od kilku widocznych satelitów i znając wzajemne położenie tych satelitów, możliwe jest obliczenie miejsca w przestrzeni wyznaczonej przez te satelity. W przestrzeni tej, znane jest też położenie Ziemi, możliwe jest więc obliczenie wysokości odbiornika nad powierzchnią morza.
Przy analizowaniu szeregu kolejnych obliczeń pozycji, możliwe staje się obliczenie prędkości z którą porusza się odbiornik, czy kierunku jego ruchu.
