Hirdetés

2022. január 21., péntek

Gyorskeresés

Útvonal

Cikkek » Az élet rovat

A navigáció rövid története

Ma már szinte minden mobiltelefonban ott van a GNSS modul, de hogy jutottunk el idáig?

[ ÚJ TESZT ]

A műholdak korszaka

A Szputnyik új korszakot nyitott a tudományban, ennek az egyik első áttörése az volt, hogy két tudós (William Guier és George Weiffenbach) a Marylandben található Applied Physics Laboratory-tól (APL) a Szputnyik-1 adásának doppler-hatását figyelve megállapította a műhold pontos pályáját 1957 októberében. Főnökük, Frank McClure, a következő év márciusában az eredmények ismeretében felvázolta, hogy fordított elven is működhet a dolog, ha ismerjük a műhold pontos helyzetét – vagyis a műholdas navigáció elméletével állt elő.

1958-ban elkezdődött tehát az új rendszer kifejlesztése, amely nem mellesleg a műhold-technológia kritikus fejlesztéseit is magába olvasztotta, hiszen alaposabban meg kellett ismerni a Föld gravitációs és mágneses mezejét, hogy a műholdak pályáját minél jobban előre lehessen jelezni. Szintén több információra volt szükség az ionoszféra jellemzőire és változásaira, hogy a rádiójelekre gyakorolt hatását jobban megismerjék. Mindezek mellett pedig a műholdak stabilizálását is meg kellett oldani a lehető legkisebb tömeg mellett. Az eredmények láttán az addig az ARPA (a DARPA elődje) által támogatott program átkerült az Amerikai Haditengerészethez, de a fejlesztés továbbra is az APL kezében volt.


A Transit-1B ellenőrzése a hordozórakétára való szerelése előtt

A kísérletek elég széles kört öleltek fel, például három közülük nukleáris energiaforrással, egész pontosan rádióizotópos termo-elektromos generátorral (RTG) készült (miután a harmadik nem állt pályára maradtak inkább a napelemeknél, látva, hogy azért az égből aláhulló radioaktív anyag bőven okozhat problémát). A Haditengerészet eközben a hajókra telepítendő számítógépek fejlesztésébe is belefogott – egyszerűen azért, mert egyik meglévő számítógép sem fért át a tengeralattjárók búvónyílásán. Erre már csak azért is komoly energiát fordítottak, mert az egész program célja a Polaris ballisztikus rakétákkal járőröző tengeralattjárók pontos helyzetének meghatározása, mégpedig az elvárás szerint 0,1 tengeri mérföld (181 méter) pontossággal, és 4 óránként legalább egyszer. A pontos helyzetre pedig azért volt szükség, mert a ballisztikus rakéták irányítórendszerét úgy lehetett a célpontra beállítani, ha ismerjük, pontosan honnan is indítjuk. A műholdas pontosítások között az INS navigációval volt képes a helyzetének meghatározására, tehát effektíve a műholdas rendszer az inerciális navigáció korrekciójára szolgált.

A Transit néven ismert rendszer műholdjai mintegy 950-1200 km-es magasságú poláris pályán (vagyis az egyenlítőre merőlegesen, észak-déli irányban) keringenek. Két frekvencián sugároznak jelet, az egyik a 149,99 MHz, a másik a 399,97 MHz. A műhold két percenként adott le egy 6103 bites adatcsomagot, amely 39 bitből álló szavakat (word) alkotott, ezeket pedig 27 sorba és 6 oszlopba rendezve csoportosították. Az adatokban a műhold a saját pozícióját is megadta, amelyet a földi megfigyelő-állomásokról folyamatosan ellenőriztek. A doppler-hatást figyelembe véve lehetett a műhold pontos pályája alapján meghatározni, hogy merre is van a vevő egység saját pozíciója, nem mellesleg pedig viszonylag pontosan (mintegy 2 ezred másodperc pontossággal) megtudta az UTC-t (Univerzális Időt). Egyetlen frekvencián leadott jel is elég lenne, hogy a pozíciót relatíve pontosan meg lehessen határozni, ám mivel a légköri változók a két frekvenciára más-más módon hatnak, így a kettő közötti eltérést ki lehet átlagolni, így még pontosabbá téve a helyzetmeghatározást.


A Transit-O műholdak egy két perces üzenetének felépítése és tartalma

A 11 kísérleti műholdból 4 műhold még a kijelölt pályát sem érte el, kettő pedig részlegesen tudta csak a feladatát teljesíteni, de az 1963 december 21-én indított Transit 5BN-2 (a második RTG energiaforrással ellátott műhold) segítségével már a rendszer üzemképes volt, noha egy műhold értelemszerűen még csak igen esetleges lefedettséget nyújthatott. Az 1964 októberében felbocsátott Transit-O 1 (O mint Operational ~ üzemszerűen működő; az ’O’ pedig az amerikai katonai ábécében az ’Oscar’ megfelelője, így Transit Oscar-nak is nevezték őket) műholddal a rendszer hivatalosan is üzemképesnek lett nyilvánítva. Az elvárt lefedettséghez három működképes műhold kellett, ezt végül hat műholddal oldották meg – három működő, és három közel azonos pályán mozgó készenléti műholddal.


A Transit rendszer működési vázlata: földi követőállomások figyelik a műhold adását, mikor elhalad felettük, az eredményeket a központba továbbítják, ahol azokat kielemezve megállapítják, hogy van-e eltérés a várthoz képest. Ha igen, akkor a javított adatokkal töltik fel a műholdat a következő frissítéskor

A rendszer nagyszerűen működött, csak hát a Navy által gyártott műholdak minősége finoman szólva is csapnivaló volt, átlagos élettartamuk hetekben volt mérhető, így az elvárt lefedettséget (vagyis hogy 4 óránként bárhol is légy, ráláthatsz egy működő NAVSTAR műholdra) nehézkesen tudták biztosítani. A megoldás az volt, hogy az APL átvette a műholdak sorozatgyártását a Transit O-12-től kezdve, majd az O18-tól kezdve kiadta az RCA-nak, és szigorú minőségbiztosítási eljárásokat dolgoztak ki, valamint a tervezésben visszatértek a KISS (Keep It Simple, Stupid ~ legyen a legegyszerűbb, [te] hülye) alapelvhez, vagyis legyen annyira egyszerű a műhold, amennyire az csak lehetséges. Az eredmény kézzel fogható volt: a Transit-O 12-től kezdve azok élettartama hetek helyett először hónapokban, majd pedig évtizedekben volt mérhető.


Fantáziarajz két Transit-O műholdról orbitális pályán, az 55-60 kg tömegű műholdak négy napelemtáblával rendelkeztek, a kibocsátott gravitációs stabilizáló rendszer tartotta a műholdat fixen merőlegesen a Föld felszínére

Még a Transit rendszer nem is állt rendszerben, de eközben már az amerikai légierő és az amerikai haditengerészet is dolgozott egy-egy saját műholdas navigációs rendszeren (az amerikai fegyvernemek közötti együtt-nem-működés egy külön fogalom), amely szemben a Transittal, folyamatos és 3 dimenziós pozíciót képes megadni, tehát nem csak a szélességi és hosszúsági fokot, de a magasságot is. Az indok egyfelől az amerikai bombázók navigációja, amelyek nagy hatótávolságú robotrepülőgépeket indíthattak, mint az AGM-28 Hound Dog, de ahhoz, hogy a robotrepülőgép pontosan célba juthasson, először a helyzetüket kellett pontosan tudni – az AGM-28 Hound Dog INS navigációval bírt, és a pontosítás a jó öreg asztronavigáció, vagyis az égitestek alapján történt. Hasonló probléma volt a szárazföldi mobil rakétaindítók elképzelésével is – ezek, mivel nem fix pozícióban vannak, így nehezebben pusztíthatóak el az ellenség rakétái és robotrepülőgépei által, ugyanakkor ahhoz, hogy a saját rakétáikat pontosan a célba tudják juttatni, először a saját helyzetüket kell pontosan ismerniük, és méghozzá bármikor. A végső kívánság pedig maga az volt, hogy a rendszer képes legyen akár fegyverek irányítására is.

Az elképzelés alapelve a Gee illetve Loran-A/C rendszerhez hasonló, egy nagyon pontos órát kell a műholdakon elhelyezni, amelyek szinkronizálva vannak, és a műhold a saját azonosítója mellett az időt adja meg. Ha legalább három (de még jobb, ha minél több) jelet fogunk egyszerre, és ismerjük a műholdak pályáját, akkor a beérkező időadatok egymáshoz képest való elcsúszásából képesek vagyunk a helyzetünket kiszámolni. Kényes kérdés még a műholdak magassága és pályája: ha viszonylag kis magasságban keringenek a műholdak, ahogy a Transit esetén, akkor több műholdra lenne szükség, hogy az adott időben legalább 3-4 műholdra mindig ráláthassunk, ellenben a feljuttatásuk olcsóbb és a kisebb távolság miatt azonos adóteljesítmény esetén a fogott jel erősebb lenne, mintha nagyobb magasságban keringenének. A nagyobb keringési magasság előnye a kevesebb műholdra való igény. Még egy probléma volt, hogy a műholdak az egész Földön megfelelő lefedettséget biztosítsanak, ezért jobb, ha három, egymástól eltolt, viszonylag nagy dőlésszögű pályán keringek. A három pályán pedig egyenletesen van 9-9 műhold elosztva, így teljes a lefedettség.


A Timation 1 műhold egy festményen

Ez volt a haditengerészet Timation (Time Navigation, vagyis az idő és a navigáció szavak összevonásából létrehozott szó) program alapelve, 27 cirka 13 000 km körpályán keringő műholddal. Eközben azonban a légierőnek megvolt a maga programja, ugyan ezzel az alapelképzeléssel, de a világűrbe telepített órák helyett Földről sugárzott időadatok visszasugárzásával, ez Project 57 majd Project 671b néven futott, és 40 000 km magasan keringő 3 vagy 4 csoportban 5-5 műholddal számolt. A harmadik befutó az amerikai hadsereg volt, ahol három (vagy több) ismert pozíciójú helyről egy műholdra felsugárzott jellel egy negyedik, földi pozíciót lehet meghatározni – ez volt a SECOR program. A SECOR keretében 13 műholdat bocsátottak fel 1963 és 69 között, a Timation két műholdja 1967-ben és 69-ben indult, ezek még csak technológiai kísérletként szolgáltak, kristály-oszcillátoros órákkal. Az áttörés 1973-ban következett be, amikor a USAF és a US Navy leült, és összeolvasztotta a programjait egy közös, nagy pontosságú navigációs műholdrendszerbe, amely előbb a Navstar, majd a Navstar-GPS (Global Positioning System) elnevezést kapta.

A Timation harmadik műholdja így 1974-ben már mint NTS-1 (Navigation Technology Satellite-1) indult a világűrbe, és vitt magával két rubídium atomórát, majd 1977-ben az NTS-2 már két, még pontosabb cézium atomórát. Közben pedig kidolgozásra került a Navstar-GPS vázlata. A tervben 24 üzemelő és három tartalék műhold szerepelt, hat egyenlő távolságra eltolt, mintegy 20 200 km magasságú keringési pályán (mindegyik pályán 4-4 műholddal). A teljesen kiépült rendszer segítségével általában 9, de legalább 5 műholdra mindig van rálátás, és 10 méteres pontossággal képes a GPS vevő meghatározni a helyzetet, egy milliomod másodperc alatt, bárhol a Földön vagy közvetlenül a felett. Ezek olyan adatok voltak, amelyek egészen elképesztőnek számítottak a korábbi lehetőségekhez képest.


A GPS műholdak pályája 2006-ban, érdemes megfigyelni, hogy mennyire eltérő a még azonos pályán keringő műholdak pályája is

A GPS műholdak első szériájának felbocsátása 1978-ban kezdődött meg, de a Block I műholdjai még csak technikai fejlesztés céljából lettek felküldve. Noha velük már működőképes volt a rendszer (megj.: ez a széria mintegy 63°-os dőlésszögű pályára lett állítva, a későbbi műholdak pedig már 55°-osra), de csak esetleges lefedettséggel, és inkább a technológia életképességét és lehetőségeit vizsgálták ekkor még. 1985-ig 10 műholdat állítottak pályára (egy pedig nem érte el azt), majd 1989-től kezdve a Block II széria a véglegesnek tekintett kialakításban indult a világűrbe. 1994-ben érte el a rendszer a hivatalosan üzemelő státuszt, 24 aktív műholddal. A Navstar-GPS eredetileg katonai rendszer lett volna, de a tervezésekor már felmerült, hogy egy kevésbé pontos (párszáz méteres pontosságú, tehát a Loran-C-hez fogható), titkosítással nem rendelkező jelcsomagot elérhetővé tesznek a civil felhasználók számára. A hivatalos politikai döntés a KAL-007 esete után érkezett, melynél meghatározták, hogy a rendszert (korlátozott pontossággal) civil felhasználók számára is hozzáférhető lesz.

A KAL-007 esete e szempontból érdekes mellékzönge, hiszen az alaszkai Anchorage-ből felszálló dél-koreai Boeing-747-es utasszállító azért repült be szovjet légtérbe, mivel a személyzet valamiért a pusztán mágneses iránytű alapú automata pilótát ’HEADING’ üzemmódban hagyta 245°-ra beállítva – a használni szándékozott ’INS’ helyett. Az ’INS’ rendszer az R20 légifolyosó útvonalára volt beprogramozva, amely a legészakibb volt az öt akkori, Észak-Amerikából Ázsiába tartó, 80 km széles légi folyosóból.

Az eltérés a tervezett útvonaltól már több, mint 300 km volt, amikor a repülőgép először a Kamcsatka-félsziget felett megsértette a szovjet légteret (itt négy MiG-23-ast küldtek fel, hogy elfogják a betolakodót, ám ez nem sikerült a nem megfelelően kiszámolt elfogási útvonal miatt), majd tovább haladva (immár több, mint 600 km-el eltávolodva eredeti útvonalától) ismét belépet a szovjet légtérbe a Szahalin-sziget felett. Itt már három Szu-15TM és egy MiG-23 vadászgép várta a katonai gépnek gondolt betolakodót – miután pedig nem sikerült a 747-essel felvenni a kapcsolatot, illetve felhívni a figyelmüket magukra, egy Szuhoj vadászgép két R-98-as rakétát indított rá, amely közül legalább az egyik felrobbant, és súlyosan megrongálva az utasszállítót annak végzetét okozta.


A KAL-007 tervezett (szaggatott piros vonal) és valós (folyamatos piros vonal) útvonala

Vagyis a gép végzetét nem közvetlenül a navigációs rendszer hibája, hanem a személyzet figyelmetlensége okozta – adott esetben korántsem biztos, hogy a GPS megoldást jelentett volna erre a problémára...

A Navstar eredeti felállásban ugyebár hat pályán, 24 aktív és három tartalék műholddal volt elképzelve, mikor ezt írom viszont 31 aktív és kilenc tartalék műhold kering éppen a fejünk felett, a megnövekedett létszám egyfelől nagyobb pontosságot, másfelől pedig nagyobb mozgásteret is ad az esetleges meghibásodások esetén. A Block II műholdak eredetileg két frekvenciát használtak, az L1 (1575,42 MHz) és az L2 (1227,6 MHz), eredetileg az L1 a civil felhasználók számára hozzáférhető frekvencia. Hogy több műhold jelét vehessük azonos frekvencián, a kódosztásos többszörös hozzáférés (CDMA, Code Division Multiple Access) elvét használja fel, vagyis mindegyik adónak kell egy saját, egyéni PRN (Pseudo Random Noise ~ pszeudo-véletlen zaj), amellyel az általa küldött adatot kódolja. Az egyéni PRN-ek segítségével lehetséges az adott jelet megkülönböztetni a többitől, jelenleg 32 PRN kód van kiadva a GPS rendszerben, tehát ennyi műhold dolgozhat egyszerre. A kódokat a műholdak között lehetséges átadni, így a kivont vagy aktívból tartalékba helyezett műholdak azonosítója változhat.

Az L1 csatornán 1023 bit hosszúságú a PRN, a katonai L1 és L2 frekvencián feltehetően 10 a 14-diken hosszúságú, ami a titkosítás része. A Navstar műholdak a Block II óta a nukleáris robbanásokat is globálisan figyelik, ezek adatait az L3 frekvencián (1381,05 MHz) sugározza.


Egy Navstar GPS Block IIA műhold előkészítése, kiálló tüskeszerű antennák az L1 és L2 jelek adásáért felelnek, a jobbra alul látható, piros fedősapkával lefedett pedig a nukleáris robbantásokat figyelő érzékelő

A Navstar GPS megalkotásával azonban a hadsereg kiengedte a szellemet a palackból. Eleve már terveztek egy civil csatorna meglétét, amelybe azonban meghatározott mértékű, véletlenszerű változót is tettek, így vízszintesen 100, függőlegesen 50 méteres pontosságot nyújtott volna csak – ez volt a Selective Availability (SA, választható hozzáférés). Ez katonai szempontból elégséges ahhoz, hogy az ellenfél precíziós fegyverei számára ne legyen megfelelő, de alapból elég pontos ahhoz, hogy például egy hosszújáratú civil utasszállító vagy tengerjáró hajó gyorsan, és az elérhető rendszerek pontosságánál nem sokkal rosszabb rendszerhez férjen hozzá bárhol a világon, folyamatosan.

A GPS első komoly harci bevetése az 1990-91-es Öböl-háborúban történt, ahol a szövetségesek nagy hasznát vették a pontos helyzetmeghatározásnak és a pontos időmeghatározásnak. Az az apró probléma adódott viszont, hogy egyszerűen nem állt rendelkezése elég katonai GPS vevő, így a civil piacról szereztek be gyorsan egy nagyobb mennyiséget, és osztották szét a katonai vevővel nem rendelkező egységek között, majd a hadműveletek időtartama alatt kikapcsolták az SA-t.

Az igény persze létezett pontosabb civil alkalmazásra (például kikötőkben, reptereken), ezért fix földi adótornyokat is fel lehetett húzni, amelyek a kapott Navstar L1 jeleket vizsgálva korrigálták azok tökéletlenségeit, és egy korrekciós jelet adtak le – ez volt a Differential GPS, amely a környéken lévő GPS vevők pontosságát 10 méteres szintre, vagy akár valamivel az alá is leszoríthatta. Csakhogy a Navstar adott még egy lehetőséget a hadsereg kezébe – ha kívánták, akkor egy-egy régióban konkrétan lekapcsolhatták a civil jelet, így csak a katonai GPS vevők lesznek használhatóak.

A civil ügynökségek, elsősorban az amerikai Légügyi Hivatal (FAA) lobbizni kezdtek, hogy kapcsolják ki az SA-t, és tegyék elérhetővé a civil felhasználók számára is a teljes értékű GPS jeleket. Az FAA motivációja könnyen megérthető, hiszen egy stabil és megbízható GPS szolgáltatás mellett nincs többé szükség az országban szétszórt ezernyi VOR(/DME) antennára, így ezek üzemeltetésére és karbantartására se kell többet költeniük. A parti őrség pedig hasonlóan tehetett volna a Loran-A/-C rendszerrel. Végül 2000. május 1-én hivatalosan is kikapcsolták az SA-t, ami után a Loran-C rendszer (és a mellesleg a Differential GPS szolgáltatás) létjogosultsága végképpen megszűnt.

A Navstar GPS Block III megjelenésével (2018-ban indul az első példány a világűrbe) némileg átalakulnak a csatornák is, a hagyományos L1 megmarad, azonban lesz egy L1C (Civilian) és az L2C is megjelenik. Az L1C és az L2C is elsősorban nagyobb energiájú adást jelent, illetve a más GPS rendszerek (mint a Galileo) párhuzamos használatában segédkezik. Az L1C és az L2C használatával a pontosság 3 méterről 1 méterre javul, és a jelek foghatósága illetve zavarvédettsége is egy fokkal jobb lesz. Az L4 (1381,05 MHz) sorsa még bizonytalan, az ionoszféra hatásainak csökkentésére szeretnék felhasználni. Az L5 (1176,45 MHz) a Safety-of-Life, vagyis a rendkívül nagy pontosságú adásokhoz használatos – az L1C, L2C és az L5 szimultán használatára képes GPS vevők pontossága 1 méter alatti lehet. Végezetül pedig a Block III műholdak már nem is rendelkeznek a Selective Availability képességével, így a folyamatos civil hozzáférés immár végképpen biztosított lett.

Persze a hadsereg számára használatos rendszer is javul, az irányantennák segítségével a GPS műholdak bizonyos régiók irányába a hagyományos jeleknél százszor erősebb jelet küldhetnek az úgynevezett M-code jelcsomaggal, ami nagyságrendekkel nehezíti meg a zavarását.

Ugyan csak röviden, de térjünk ki a GPS katonai alkalmazásának lényegi elemeire:
• Egységes idő ismerete bármelyik felhasználó által (hadműveletek, harcmozdulatok időzítése)
• Az egységek ismerik a pontos helyzetüket bármikor, bárhol, térben is.
• Az egységek akár automatikusan is továbbíthatják a pozíciójukat, ami egészen új szintre emeli a hadvezetés rálátását a harctéren történő eseményekre.
• Ezáltal a különféle tüzérségi, tengerészeti vagy légi támogató fegyverek bevetése sokkal precízebb lehet.
• Lehetővé válik olyan precíziós fegyverek bevetésére, amely a cél koordinátáit ismerve csak a GPS jelek alapján vezeti rá magát (éppen ezért a GPS jelek zavarása komoly figyelmet kap a kiemelt fontosságú objektumok védelménél).

Noha a fentiek az amerikai fejlődési útvonalat követik, a szovjetek nagyon hasonló utat jártak be. Náluk is az 1950-es évek végén formálódott meg az igény, és szintén a ballisztikus rakétákkal felszerelt tengeralattjárók minél pontosabb helyzetének megállapítása miatt. Az első műholdas navigációs rendszerük, a Ciklon azonban hosszadalmas késedelmet szenvedett, miután a műholdak pályáját nem tudták olyan pontossággal meghatározni, és amerikai konkurenseikhez képest a gravitációs anomáliák és a Föld nem tökéletes gömb alakja annyira inkorrekt eredményeket hozott az alkalmazott szoftverekkel karöltve, hogy a rendszer pontossága az 1967-ben felbocsátott első műholdakkal 3 km körül mozgott, ami bő tízszeresen volt nagyobb, mint az elvárt.

Egészen 1972-ig tartott, amíg sikerült a problémákon felülkerekedni (noha egyes források szerint még ekkor is csak 1 kilométeres volt a pontossága), és ekkor már fejlesztés alatt állt a Parusz / Ciklon-B műholdrendszer, amelynek első műholdja 1974-ben indult alacsony Föld körüli pályájára. A Parusz rendszer nem csak navigációs, de egyfajta ’rádiós levelesláda’ is volt amely adatokat és / vagy üzeneteket tudott továbbítani. A Parusz rendszer pontossága már 100-300 méter körül mozgott.


A Ciklon és a Parusz rendszer ugyanazon KAUR-1 „műholdalvázra” épült,
így kinézetre szinte megkülönböztetni se lehetett őket.

Természetesen az atomórák megjelenésével a szovjetek is nekiálltak a saját Navstar GPS rendszerüknek, amely a GLONASS névre hallgat. A cézium-atomórákra épülő műholdrendszer szinte tökéletes másolata a Navstar-nak, ugyanúgy eredetileg 24 műholdas rendszerként tervezték meg, és 10 méteres katonai alkalmazásra szánt pontosságot tudott. Ám a megfelelő sugárzásálló-komponensek hiányában az első műholdak élettartama mindössze 1 év körül mozgott, és csak nagyon nehézkesen tudták ezt 5 évre feltornázni. A rövid élettartam egyben azt is jelentette, hogy sokkal több műholdat kellett pályára állítani, illetve a rendszer teljes lefedettségét leromlott egy időben (pénzhiány miatt csúszott az új műholdak indítása). A GLONASS-M, majd K1 / K2 szépen fokozatosan azonban orvosolta ezeket a hiányosságokat, és a GLONASS ma már a GPS-hez fogható stabilitású rendszer.

A műholdas navigáció egészen elképesztő szintig beleivódott már mai életünkbe, nem csak a mobiltelefonunk tudja ez alapján pontosan, hogy hol vagyunk, de a pontos időt is meg tudja mondani egyben. Annyira, hogy ma már a Föld körül keringő műholdak helyzetének meghatározására is általánosan használják.

Katonai alkalmazása hihetetlen fontosságú, kezdve a repülőgépek vagy hadihajók navigációjától a precíziós fegyverek rávezetéséig. Pontosan emiatt viszont a nagyhatalmak egymással szembeni bizalmatlanságuk miatt saját rendszert akarnak. Az amerikai Navstar GPS mellett ott van az orosz GLONASS, a kínai BeiDou, illetve a civil rendszerként tervezett európai Galileo. Hogy ennyi műholdas rendszer van fent, kétségkívül előnyökkel is jár, hiszen még több műhold adatát lehet felhasználni a helyzet meghatározáshoz, így ha mind négy rendszert nézzük, a fél méter alatti pontosság is elérhető lesz a civilek számára (a Galileo esetében lesz fizetős szolgáltatás, akár 1 cm-es pontossággal). Érdekesség, hogy két regionális rendszer is létezik: Japán (QZSS) és India (NAVIC) saját rendszert épített / épít ki, amelyek viszont 36 000 km magasan keringve mindig az adott ponton vannak a Földhöz képest, és csak egy-egy adott területet fednek le.


A különféle GNSS rendszerek keringési pályáinak magasságai

A Navstar fejlesztése, illetve a BeiDou / Galileo rendszer alapvetően pontosabb atomórákat, pontosabb műholdkövetést, illetve hosszabb adatcsomagokat (és ezzel több információt) kíván biztosítani, ezekkel teoretikusan akár 10 cm-es szintre lehet csökkenteni a műholdas jel alapján megállapított helyzetünk pontosságát.

A műholdas navigáció elterjedése még egy hozadékkal jár: a 2000-es évek után már szinte mindenki csak ezekkel számolt, az egyetlen, ezen kívül még valamennyire fejlődéssel tekintett megoldás a tehetetlenségi elven alapuló INS navigáció, ami hasznos például ott, ahol időről-időre megszakad a műholdas jel (alagutakban közlekedő vasút, autó, víz alatt közlekedő tengeralattjárók, vésztartalék rendszer repülőgépek számára), és ezért ettől függetlenül is képesnek kell legalább ideiglenesen a pozíciójuk ismeretét biztosítani. Az olyan rendszerek, mint a VOR/DME vagy a Loran-C pedig már le is kapcsolták, avagy rövid úton a lekapcsolásukat tervezik.

Érdekes, hogy a GNSS rendszerek zavarásától való félelem miatt egyre általánosabbak azok a hangok, amelyek a "klasszikus" megoldások használatának visszahozatalát követelik. Erre példa lett nemrég az, hogy Egyesült Államok Haditengerészete újra kötelező tananyagnak vezette be a navigációs képzésnél a szextáns használatát, vagy például egy, a Loran-C-hez hasonló rádiós navigációs rendszer, az eLoran fejlesztéséről (megj.: ha a GPS jeleket valaki készakarva zavarja, akkor viszont ezeket is tudja / tudhatja zavarni, szóval ez egy picit ellentmondásos helyzet).

Azóta történt

  • Közlekedés I.

    Elsősorban Magyarország, majd a világ tömeg- és közúti közlekedésével foglalkozó cikksorozat első része.

Hirdetés

Copyright © 2000-2022 PROHARDVER Informatikai Kft.