Ugrás a tartalomhoz

Geodézia 7., Térbeli helymeghatározás navigációs műholdrendszerrelTarsoly

Tarsoly Péter (2010)

Nyugat-magyarországi Egyetem

7.7 Az abszolút helymeghatározás alkalmazási területei

7.7 Az abszolút helymeghatározás alkalmazási területei

Az abszolút helymeghatározás, tehát a műholdas navigációra épülő helymeghatározás széles körű felhasználási területtel rendelkezik. A csoportosítás a felhasználási kör alapján lehetséges:

  • lakossági célú felhasználás

  • üzleti célú felhasználás

  • közcélú felhasználás.

Az emberek információ iránti igénye folyamatosan nővekedik. Ezzel összefüggésben egyre többen használnak valamilyen navigációs készüléket a mindennapi tevékenységük során. Eleinte csak a nagyobb cégek engedhették meg maguknak ilyen jellegű technológiál alkalmazását, mára már azonban az árak csökkenésével ezek az eszközök mindenki számára hozzáférhetővé váltak. A szigorú értelemben vett munkavégzés céljára történő navigáció használat mellett egyre többen használnak navigációs készüléket szabadidős tevékenységhez. Mindez arra mutat, hogy a műholdas helymeghatározás továbbra is egy dinamikusan fejlődő ágazat marad, egyre újabb és újabb technológiák kerülnek majd kialakításra, kiszolgálva ezzel az emberek információk iránti igényét.

7.7.1 Lakossági célú felhasználás

Napjainkban a legelterjedtebb felhasználási területe a műholdak segítségével végzett navigációnak. Ez az alfejezet célul tűzi ki a legfontosabb lakossági alkalmazási területek összefoglalását a teljesség igénye nélkül. (7-10. ábra)

Szabadidős tevékenység: Elsősorban a túrázók, tájfutók és a gyalogosok számára nagyon hasznos a navigáció ilyen célú felhasználása. A gyalogosok és a túrázók számára a műszerforgalmazók kisméretű, zsebben elférő kézi GPS vevőket fejlesztettek ki Az egyszerűbb navigációs GPS vevők csak az amerikai GPS műholdak jeleinek a vételére alkalmasak az újabb típusok azonban képesek EGNOS korrekciók vételére is, amellyel jelentős pozíciójavulás érhető el. A legtöbb vevőkészülék rendelkezik saját térkép formátummal és valamilyen megjeleníthető digitális térképi adatbázissal, amely az előre definiált adatokon túl saját adatokkal is kibővíthető. Például: GPS Map 60/DTA050

Információs adatbázis nyújtotta lehetőségek: Az információnyújtás területén széles felhasználási területen a pontos helymeghatározást használó alkalmazások, amelyek egy adott területre koncentrálva saját információs rendszerrel segítik a felhasználót. Ez megvalósulható egy adatbázis segítségével is. Például: a nyaralóknak, turistáknak nagyon hasznos, ha meg tudják nézni, hol van a szállásuk közelében étterem, szórakozóhely, milyen látnivaló van a közelben, hol talál postát, bankot vagy akár megnézhetik, hol van a közelben benzinkút. Ezek az információk az adatbázison keresztül könnyen bővíthetők, javíthatók, így mindig valós képet kapunk a digitális térképen.

Vagyon- és életvédelemhez kapcsolódó alkalmazások: Fontos területévé vált a műholdas helymeghatározásnak a bűncselekmények megelőzése, illetve az elkövetett bűncselekmények felderítésének elősegítése. A biztonságtechnikai megoldásokhoz egyre többször használják a műholdas navigációs technológián alapuló biztonsági eszközöket. Magánszemély vagy hivatalos személy részére gyorsan nyújtható segítség baj esetén, ha tudjuk a pontos helyüket. Nemcsak magukat a személyeket lehet megvédeni, az értéktárgyaikat is (autó, mobiltelefon stb.) egy jeladó segítségével. A teherfuvarozó cégeknél egyre elterjedtebb ennek a módszernek az alkalmazása. Így mindig tudják, merre járnak az áruval, és ha letér, a sofőr a kijelölt útról azonnal jelez a rendszer a diszpécsernek, az elektronika pedig letiltja a gyújtást, lehetetlenné téve a továbbhaladást. Az így beépített technika a tolvajok elleni védekezést is segíti. A rendszer érzékeli a jármű megemelését, az ajtók nyitását vagy üveg betörését.

Közlekedéshez kapcsolódó lakossági alkalmazások: A GPS rendszerhez csatlakozva már léteznek a gépjármű helyének meghatározását, tájékozódást és navigációt elősegítő alkalmazások.

Három részre bontanám a közlekedéssel kapcsolatos használati területeket:

  1. Navigáció: Az autóba gyárilag beépített vagy kézi elektronikus térképek segítségével pontos tájékozódás és navigáció válik lehetségessé. Napjainkban a PDA (Personal Digital Assistant) és a PNA (Personal Navigation Assistant) kezd egyre jobban elterjedni az emberek körében. Könnyen megtanulható a kezelése és egyszerűbb a közlekedés ennek segítségével. A kézi alkalmazás nemcsak a járművezetők tájékozódásán könnyít, hanem a gyalogosok, a kerékpárral közlekedők, és a vízi- és légi közlekedésén is.

    1. Útvonaltervezés: Lehetőségünk nyílik a navigációs szoftverek segítségével a kívánt útvonal legoptimálisabb megtervezésére. Csomópontokat iktathatunk be az útvonalunkba, megadhatjuk, hogy autópályán vagy mely alsóbb rendű úton szeretnénk menni, melyik városon keresztül... stb.

7-10. ábra Lakossági célú felhasználások

Ha csak az indulási és érkezési helyet adjuk meg, a szoftver úgy a legrövidebb utat tervezi meg. A program segítségével számítani tudjuk a költséget és az út időtartamát is. Ha letérnénk a tervezett útról, újratervezi az érkezési helyhez a legoptimálisabb új utat.

A tervezett útvonal ismeretében lehetőség van arra, hogy a szolgáltatást használó csak a számára fontos közlekedési információkat kapja meg. A közúti balesetekről, útlezárásokról, közlekedési dugókról vagy forgalmi dinamikáról szerzett információk lehetőséget biztosítanak a haladási útvonal módosítására, amely által csökkenthető a menetidő és elkerülhetők ezek a kellemetlenségek. Ezt a fedélzeti navigáció biztosítja. Ahhoz, hogy a kapcsolatot meg tudjuk teremteni szükségünk van, valamilyen kommunikációs eszközre például mobiltelefonra (TMC-vel Traffic Message Channel), mellyel kombinálva a rendszer biztosítja, hogy a közlekedés szereplői folyamatosan aktuális információkat kapjanak a forgalomról

3.Úthasználati díjszámítás: A díj ellenében használható utak (például: autópálya) ma még sok ember számára elérhetetlenek. A műholdas rendszer az adott útvonalon megtett távolság kalkulációjával egy igazságosabb díjazási módszert kínál.

7.7.2 Üzleti célú felhasználás

Az üzleti területen is számos feladatnál lehet használni a műholdas helymeghatározó rendszereket navigáció céljára. Ilyen felhasználási területek a mezőgazdaság, szállítmányozás, tömegközlekedés, energiaipar, távközlés, pénzügyi és banki szolgáltatások, műszaki és mérnöki alkalmazások. (7-11. ábra)

Szállítmányozás: A közlekedésben a következő féle navigációkról beszélhetünk: közúti navigáció, vízi, vasúti vagy hajózási navigáció és légi navigáció.

A közúti navigáció üzleti célú felhasználása lényegében megegyezik a lakossági szolgáltatásoknál említettekkel.

Vízi navigációnál a GPS-re töltött hajózási térkép alapján útvonalak tervezhetők, melyeken a készülék végigvezet. A hajós GPS-ek riasztanak a veszélyes pontok esetén, például hajóroncs vagy zátony, és riasztanak akkor is, ha megadottnál nagyobb elmozdulás (horgony-riasztás) történik. A legfejlettebb készülékek az un. autópilot-funkció segítségével képesek akár a hajót is elvezetni a megadott útvonalon.

Légi navigáció: A légi fuvarozásnál a forgalom fokozódása figyelhető meg. A műholdas navigációs rendszer használata nemcsak a növekvő légi forgalom hatékonyabbá tételét segíti elő, hanem nagymértékben emeli a légi közlekedés, ezáltal a légi cargo forgalom biztonságát is. A navigációs vevőről leolvasható a pillanatnyi pozíció, a célpont iránya és távolsága, a pillanatnyi magasság, sebesség, és egyéb adatok. Professzionális repülés (utas- és áruszállítás): a nagy pontosságú repülős GPS-ek a célpontra történő navigáción túl akár a leszállópályára történő rávezetésben is képesek segédkezni, a repülési útvonal megtervezését pedig feltöltött légtér-adatbázis segíti.

Vasúti navigáció személyszállítás mellett közúti szállítmányozás kiegészítője is. Meg kell teremteni a polgári és a kereskedelmi szolgáltatások összhangját, biztonságát.

7-11. ábra Üzleti célú felhasználások

Veszélyes illetve értékes anyagok, áruk szállítása: A veszélyes és értékes anyagok szállítása mindegyik szállítmányozási cégnél kiemelt jelentőséggel bír. Az érintett anyagok, áruk folyamatos nyomon követését, felügyeletét, probléma esetén a szükséges akciók koordinálását a globális műhold rendszer emelt szinten képes biztosítani.

Tömegközlekedés: A buszok, villamosok követési távolságának, járatsűrűségnek optimalizálása egyenletessé teszi az utasok elosztását. A legfontosabb az lenne, ha az utasoknak folyamatosan biztosítva lennének az aktuális és pontos információk. Valós idejű információt kapnának a buszok érkezéséről, az esetleges késésekről, arról hogy előreláthatólag mennyit késik, a következő állomás érkezési időpontjának bemondása... stb. Bemondhatnák a közelben lévő látnivalókat, éttermeket... stb.

Energiaipar: Az energiaipari hálózatok elemeinek vagy fogyasztási helyeinek nagy pontosságú tervezése segíthet az üzemszünetek csökkentésében, a rendszer hatékonyabb üzemeltetésében. Az üzemeltetés során fellépő problémák gyors és pontos lokalizálása révén nagymértékben javítható a szolgáltatás minősége. Az energia-elosztó hálózatok növekvő integrációja, valamint az energia megtakarítások erősödése egyre precízebb szinkronizálást igényel. A műholdas rendszerek használatával költségcsökkentést érünk el, akár a mérőórák megbízható táv- leolvasásának tekintetében is.

Távközlés: A távközlés területén legtöbbször nem elegendő a pozíció pontos ismerete, csak ha az információ a kívánt helyre továbbításra is került. A műhold-navigációs alkalmazásokhoz valamilyen kommunikációs támogatás szükséges. A mobiltelefont használó helyének pontos ismerete és az információ automatikus továbbítása számos kiegészítő szolgáltatás nyújtására ad lehetőséget. A felhasználó szinte automatikusan kérhet információt a hozzá legközelebb eső kórházról, parkolóról, étteremről, strandról, szórakozóhelyről... stb.

Pénzügyi, banki és biztosítási alkalmazások: A már említett folyamatosan megfigyelt és biztosított tárgyak tartoznak ide. (pl. autó, műalkotások stb.).

Műszaki, mérnöki alkalmazások: során, a területen elengedhetetlen a nagyfokú pontosság. A műholdas rendszert a tervezéstől egészen a kivitelezésig lehet alkalmazni. Illetve a későbbi karbantartás során is jó célt szolgál. A rendszer lehetővé teszi a hidak, gátak, műemlékek, felhőkarcolók szerkezetének felügyeletét. A műholdas navigáció segítségével pontosan megvalósítható bizonyos szélsőséges körülmények között üzemelő gépek távirányítása. A mérnöki alkalmazások közé tartoznak a geodéziai célú alkalmazások, ezekről részletesebben a Geodéziai hálózatok és a Műholdas helymeghatározás című tárgyakban lesz szó.

Mezőgazdasági alkalmazások: A GPS technika jó szolgálatot tesz a mezőgazdasági felhasználók esetében is. A termelőknek a minőség javítása mellett a környezetvédelemre is oda kell figyelniük. A termőföld kezeléséhez a vegyszeres védekezéstől kezdve a terméshozam regisztrálásáig, különösen nagy termőföldek esetén nagy segítséget nyújthat a pontos pozícionálás. A gazdák a rendszer segítségével csökkenthetik a költségeiket, mezőgazdasági információs adatbázisokat építhetnek ki. Például, kártevők, gaz elleni védekezés során a fertőzött terület pontos meghatározásával, a felhasznált vegyszer mennyisége csökkenhet, ha a terület egyes részeit nem permetezik le tévedésből többször. Ezzel csökkennek a kiadások és a környezetvédelemre is oda figyelnek.

Védett állatoknál is jól használható a GPS. Ha el tudunk rajta helyezni egy követő rendszert, akkor folyamatosan látjuk, mit csinál, merre jár. Figyelemmel tudjuk kísérni az életét.

7.7.3 Közcélú felhasználások

A lakossági célú és az üzleti célú felhasználások valamint a közcélú felhasználások között gyakran elmosódik a határ. Vannak olyan alkalmazási területek, amelyek mind az egyikbe, mind a másikba besorolhatóak. A közcélú felhasználások közé elsősorban azokat a területeket soroljuk, amelyek kiemelt értékmentő funkcióval rendelkeznek.

Közbiztonság: A rendőri alkalmazások, kitiltások, távoltartások, házőrizetben lévő emberek megfigyelése tartozik ide elsősorban. Megoldásai megegyeznek a korábban a vagyon és életvédelem címszó alatt említettekkel.

7-12. ábra Az érintettek koordinálása műhold navigációval értékmentés esetén

Katasztrófa elhárítás: A katasztrófa elhárítás, illetve a veszélyeztetett helyek kezelése esetén nagyon fontos a gyors reagálási idő. (7-12. ábra) Fontos, hogy a mentés minél gyorsabban elkezdődjön (útvonaltervezés), és a sérülteket minél hamarabb ellássák. A balesetek során nagyon fontos a megfelelő koordinálás. A mentésben résztvevők követése elengedhetetlenül fontos. Navigáció segítségével megkönnyíthető a különböző szakterületek koordinálása. Ha tudják a baleset pontos helyét, akkor ki tudják küldeni a legközelebb lévő csapatot, a tűzoltóknak egyszerűbb dolguk lenne, ha pontosan tudnák hol találhatók a tűzcsapok stb. A képen jól látszik, hogy a felsorolt tevékenységek mellett, ha a mentést segítő embereken egy vevőt helyezünk el, akkor követni tudjuk őket, hol járnak, ki tudtak-e jönni a veszélyzónából. Ha esetleg nem segítséget tudnak küldeni a kimentésére.

Csökkentett cselekvőképességű emberek támogatása: A csökkentett cselekvőképességű emberek megbízható, műholdas támogatása különösen nagyvárosi környezetben hozhat jelentős változásokat. A fogyatékkal élő emberek tájékozódását könnyítheti és növelheti meg. Csökkentené a másoktól való függésüket, biztonságosabban tudnának közlekedni.

Környezetvédelem: A mezőgazdasági alkalmazások résznél már szó volt róla. (állatok megfigyelése, vegyszerek, árvizek stb). A légköri adatok folyamatos mérésével hasznos adatok szolgáltathatók az időjárás pontosabb meghatározásához. Szennyezőanyagok, veszélyes anyagok folyamatos nyomon követésével vagy az allergén pollenek nyomon követésével hatékony segítséget nyújthatunk a környezeti károk megelőzésében.