![]() |
![]() |
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.