Tarsoly Péter (2010)
Nyugat-magyarországi Egyetem
Napjainkban a GPS segítségével végzett navigáció a legtöbb ember számára elérhető. Egy felső kategóriás mobiltelefon áráért bárki vásárolhat olyan navigációs eszközt, amely a műholdak jeleit véve a világ bármely helyén meghatározza a felhasználó pontos helyzetét. A helymeghatározás a GPS saját vonatkozási rendszerében, a WGS84 rendszerben történik, azonban előre beépített transzformáció programok segítségével a felhasználó ezeket a koordinátákat más, beépített vetületi rendszerbe transzformálhatja. Természetesen a koordináták önmagukban csekély információ-értékűek a navigációban, ezért a legtöbb vevő előre rátöltött szoftvereket is tartalmaz, amelyek a navigációs számítások elvégzésén túl térképeket is tartalmaznak a könnyebb tájékozódás érdekében. Ezek a térképek bővíthetőek, kiegészíthetőek a felhasználó saját és más felhasználók adataival is, cserélhetőek és frissíthetőek, ezzel lehetővé téve a naprakész navigációt.
A navigációs készülékek működési elve azonos: GPS-műholdakra végzett távolságméréssel és a pont térbeli koordinátáinak kiszámításával meghatározza a felhasználó térbeli pozícióját. Az abszolút helymeghatározás pontossága mindösszesen ±10 méter vízszintes értelemben, magassági értelemben pedig ±15 méter. Figyelembe véve, hogy az esetek többségében járműnavigációról van szó, az autó, repülőgép vagy hajó pozíciójában jelentkező ekkora bizonytalanság elhanyagolható hatást okoz. A koordináta meghatározás bizonytalanságának magyarázata abban rejlik, hogy a műholdakról kibocsátott rádiójelek nem egy homogén közegen keresztül jutnak el a vevőkig, hanem a légkörön keresztül, amely szennyezettsége és függőleges rétegzettségének eltérő tulajdonságai (pl. troposzféra, ionoszféra stb.) miatt az egyes rétegeiben különbözőképpen befolyásolja a rádiójelek terjedését, de szerepet játszik benne a műholdak helyzetének nem pontos ismerete is. Emiatt a pontos futási idő meghatározása nehézségekbe ütközik. Léteznek már olyan navigációs készülékek is, amelyek képesek különböző kiegészítő műholdas alrendszerek jeleinek (pl. EGNOS) a vételére, ezzel javítva a pozíciómeghatározás pontosságát. A készülékek szinte minden esetben méter élességgel szolgáltatják a koordinátákat a térbeli derékszögű koordináta-rendszerben, azonban ez megtévesztő, hiszen ennél jóval kisebb a koordináták megbízhatósága. A koordináta-bizonytalanság az abszolút helymeghatározás bizonytalanságából ered, és a méter élességgel kijelzett koordináta is csak ±10 méteres koordináta megbízhatóságot takar.
A navigációs készülékek csoportosítása felhasználásuk célja szerint lehetséges, de fontos kihangsúlyoznunk, hogy ezek a készülékek működési elvükben nem, csak szolgáltatásaikban, a rajtuk lévő térképi adatbázisban különböznek. A csoportosítás a következő (7-9. ábra):
turisztikai célú navigációs vevők
gépjárműnavigációs vevők
vízi járművek navigálására alkalmas vevők
légi járművek navigálására alkalmas vevők
speciális, egyedi alkalmazási területen végrehajtott navigációs célokra kifejlesztett vevők.
7-9. Különböző típusú navigációs készülékek
A GPS navigációs készülékek alapszolgáltatásai a következőek:
pillanatnyi pozíció meghatározása és eltárolása ±10 méteres pontossággal vízszintes értelemben
a keresett pont iránya, távolsága, annak megközelítésének sebessége és a megérkezés várható időpontjának meghatározásával
pillanatnyi sebesség meghatározása (tizedesjegy pontossággal)
pontos idő meghatározása (atomórák alapján, műholdas kalibrációval)
ellipszoid feletti magasság meghatározása
mozgás közben az égtájak meghatározása
magányos pontok illetve vonalba szervezett pontok, útvonalak (track) helyzetének rögzítése (track log)
előre megadott célpontokra (waypoint) illetve útvonalakra (routes) navigálás.
A GPS-navigációs készülékek navigálás közbeni általános szolgáltatásai:
álló helyzetben égtájak meghatározása
magasság barometrikus meghatározása
térképek és pontadatbázisok tárolása és megjelenítése
a GPS által mért adatok szoftveres feldolgozása és megjelenítése
a mért pozíció kijelzése az aktuális ország vetületi rendszerében (pl. Magyarországon az egységes országos vetületi rendszer, EOV)
útvonaltervezés (leggyorsabb, legrövidebb, autópálya prioritás, autópálya mellőzés, közlekedési szabályok figyelembe vétele stb.)
hőmérséklet és légnyomás kijelzése.
A geodéziai gyakorlatban a gépjárműnavigáción kívül a geodéziai alappontok felkeresésében jut fontos szerep a navigációs GPS-készülékeknek. A pontleírások esetén a helyszínrajz alapján sokszor jelent gondot a pont felkeresése, hiszen a pont környezete folyamatosan változik (talajművelés, növényzet stb.), emiatt a pont megtalálása időt- és energiát rabló folyamat. A navigációs készülékek lehetővé teszik, hogy a pontleírásról a pont koordinátáját a készülékbe víve, akár gépjárművel, akár gyalogosan a pont közelébe lehessen jutni, gyorsítva ezzel közvetlenül a helyszínelés munkáját, közvetve pedig a mérés időigényét.
A mai felhasználók számára a piacon a navigációs készülékek széles skálája érhető el. Az alábbi felsorolásban megadjuk - a teljesség igénye nélkül - néhány olyan weboldal címét, ahol az érdeklődök további, a gyártóktól függő navigációs megoldásnak tudnak utánanézni.
www.navigacio.lap.hu
www.gps.lap.hu
www.gpspont.hu
www.gpsnavigacio-kereso.hu
www.navngo.com
www.magellan.com
www.garmin.com
www.igo.hu
www.pdamania.hu
www.geocaching.hu.