Globálny polohový systém (GPS) je najprogresívnejšou metódou zberu pozemných dát pre Geografické informačné systémy (GIS), ktorý je v súčasnosti k dispozícii a z hľadiska jednoduchej obsluhy a znižujúcich sa zriaďovacích nákladov i cenovo dostupný.

            V roku 1973 nariadilo Ministerstvo obrany Spojených štátov (U.S.Department of Defence) vyvinúť nový družicový navigačný systém pre všetky zložky armády Spojených štátov. Cieľom systému je poskytovať vojenským jednotkám presné informácie o polohe, rýchlosti a čase v jednotnom referenčnom systéme, a to 24 hodín denne na ktoromkoľvek mieste na zemeguli a za akéhokoľvek počasia. GPS bol teda výlučne vojenský navigačný systém, ale Kongres Spojených štátov schválil neskôr civilné využitie tohoto systému.
 
 

Družica GPS - kozmický segment 

 
        Princíp systému je jednoduchý. Niekoľko pozemných staníc definuje súradnicový systém. Vzdialenosti k družiciam merajú pomocou elektromagnetických vĺn a počítajú ich efemeridy (polohu). Neznáme súradnice ľubovoľného bodu možno potom určiť zo známych polôh týchto družíc a z merania vzdialeností medzi týmto bodom a družicami. Presnosť takto určeného bodu môže byť až niekoľko mm v závislosti od stavu atmosféry (atmosferické výboje, stav ozónu a pod.) a kvality prijímača.

        Systém GPS sa skladá z troch segmentov - kozmického, riadiaceho a užívateľského. Prvým z nich je kozmický segment - družica GPS. Zaisťuje, aby sa na ľubovoľnom mieste na Zemi dali 24 hodín denne prijímať signály najmenej zo štyroch družíc. V súčasnosti obieha nad našimi hlavami 24 družíc na troch takmer kruhových dráhach vo výške asi 20 200 km s obežnou dobou 12 hodín. Družice sú vybavené veľmi presnými atómovými hodinami (oscilátorom), rádiovým vysielačom a ďalšími pomocnými prístrojmi. Vysielajú rádiový signál s presne definovanou frekvenciou. Naviac je do tohoto signálu zakódovaný údaj družicových hodín a viacero ďalších informácií.
 
 

GPS prijímač - uživateľský segment 

 
        Základnou úlohou riadiaceho segmentu je sledovanie družíc, určovanie ich dráh, synchronizácia družicových oscilátorov, riadenie manévrov družíc a predávanie informácií o systéme družiciam, ktoré ich potom spätne vysielajú všetkým užívateľom. Hlavná riadiacia stanica bola pôvodne umiestnená v Kalifornii, dnes je v Colorado Springs. Monitorovacích staníc je celkovo päť. Každá je vybavená veľmi presnými céziovými hodinami.

        Už od začiatkov GPS sa počítalo s tým, že každé lietadlo, loď, vozidlo i každá jednotka pechoty budú vybavené prijímačom GPS. K prvému veľkému nasadeniu tejto techniky došlo za vojny v Perzskom zálive. Pôvodne vôbec nebolo plánované civilné využitie tohoto systému, ktoré sa neočakávane rozvinulo k prekvapeniu jeho tvorcov.
 
 

Rozloženie GPS satelitov na obežných dráhach Zeme 

 
        Ten, kto chce používať GPS musí poznať efemeridy (dráhy) družíc. Môžu sa použiť vysielané efemeridy, ale tie sú nepresné. Za týmto účelom bola vytvorená medzinárodná sieť pozorovacích staníc pod skratkou IGS, ktorá poskytuje údaje o dráhach satelitov nepretržite 24 hodín. Pre účely GPS bol definovaný referenčný súradnicový systém WGS 1984, z ktorého možno dáta pretransformovať do súradnicového systému používaného na Slovensku. Aj keď americká armáda uvoľnila GPS systém pre civilný sektor, umelo degraduje GPS signál zo satelitov a znepresňuje ho až na 70-100 m. Tento nedostatok sa dá odstrániť metódou merania známou ako DGPS (DGPS-diferenciálna GPS). Podstata je v tom, že meriame na dvoch bodoch, z ktorých jeden má známe súradnice (referenčný bod) a druhý chceme určiť. Porovnaním známych a určených súradníc na referenčnom bode získame diferencie (odchýlky), o ktoré opravíme súradnice druhého bodu.

        Technológia GPS je ešte v súčasnosti dosť nákladná. Prístroj s presnosťou 1-5 m stojí okolo 2900 $ (100 000 Sk), ale ak uvážime, že služby satelitov GPS sú bezplatné a porovnáme koľko by nás stálo klasické geodetické zameranie (ktoré by bolo aj tak zbytočne podrobné pre tematické mapovanie v stredných mierkach 1:10 000 až 1:500 000) alebo ručné zakresľovanie do máp (čo je zase nepresné), tak by to mohla byť užitočná investícia.
 
 

Schéma fungovania GPS 

 
        V minulom roku SAŽP zakúpila 2 kusy GPS prijímačov pre účely tematického mapovania na úrovni stredných mierok a pozemné podporné merania pre vyhodnocovanie a aplikáciu družicových snímok. V súčasnosti prebieha testovanie presnosti prístrojov a zároveň aj prvé aplikácie GPS v oblasti GIS (zameriavanie minerálnych prameňov v rámci Čiastkového monitorovacieho systému BIOTA, ktorého garantom je SAŽP). Cieľom je postupné rozšírenie GPS technológie na jednotlivé pracoviská agentúry tak, aby každý terénny pracovník si mohol výsledky svojej práce aj presne zmapovať a tým aj zvýšiť jej výslednú kvalitu.