GPS (Global Posіtіonіng System) переводиться як "глобальна система позиціонування". Її існування і вільна приступність дозволяє будь-якому, що має відповідне устаткування, з високою точністю визначати свої координати, висоту над рівнем моря й інші дані.
Технічно GPS являє собою систему з більш ніж двадцяти штучних супутників землі (для роботи системи необхідно 24, реально ж супутників більше для збільшення надійності), головної керуючої станції і станцій спостереження. Супутники безупинно передають дані на декількох частотах. Приймач GPS, одержавши ці дані й обчисливши час проходження сигналу від супутника може визначити свої координати, місцевий час, тощо. Безупинно (звичайно один раз у секунду) обновляючи ці дані, приймач у стані визначити свою швидкість, напрямок руху й інші показники. Головна керуюча станція і станції спостереження необхідні, головним чином, для коректування орбіт супутників і для моніторингу їхнього стану.
Система була створена і підтримується за замовленням Міністерства оборони США. На початку 90-х років систему було дозволено використовувати в цивільних цілях. Послуги системи GPS надаються по усім світі безкоштовно й усе, що потрібно для її використання - відповідний приймач.
У СРСР була створена система, подібна GPS, що існує дотепер - система ГЛОНАСС. Функціонально вона дуже схожа на американську систему, але на даний момент у ній бракує супутників (виходить, система не працює по усім світі), а цивільних приймачів немає у вільному продажі.
Система GPS може використовуватися у всіляких областях - від туризму до геодезичних і кадастрових робіт. Зараз існує велика кількість недорогих GPS-приймачів.
Функції приймачів GPS
Отже, якщо ви тільки починаєте використання GPS, то швидше за усе ви зупините свій вибір на одній з моделей початкового вибору.
Усі моделі GPS приймачів, починаючи з найдешевших , мають наступний набір базових можливостей:
визначення прямокутних (x,y) і геодезичних координат (широта, довгота) координат точок стояння і висоти над рівнем моря;
визначення сторін світла, дирекционного кута на точку і емуляция "компаса";
підтримку декількох систем координат (datum) і можливості завдання користувальницької, що є необхідною умовою використання приймачів з вітчизняними картами;
визначення поточної, середньої, максимальної швидкості;
занесення в пам'ять приймача координат обраних точок (waypoіnts);
визначення напрямок руху;
визначення відстані до обраної точок й орієнтований час шляху, виходячи з поточної (або середньої за період) швидкості;
запис у пам'ять пристрою пройденого маршруту з можливістю зворотного його
прокручування;
індикація точного місцевого часу, часу заходу і світанку;
визначення пройденого шляху;
інтерфейс до PC для завантаження waypoіnt'ов, маршрутів;
Можливий моніторинг місця розташування прямо на екрані комп'ютера, але для цього може знадобитися або кишеньковий комп'ютер, або ноутбук;
Майже всі пристрої мають волого- і пилозахисне виконання, що неоціненно в польових умовах. Звичайно, пристрої живляться від батарейок або акумуляторів, з можливістю живлення від бортової мережі автомобіля.
Більш "просунуті" приймачі мають можливість завантажувати у свою пам'ять електронні карти місцевості.
Обмеження і недоліки
Система GPS належить Міністерству оборони США і її цивільний сегмент може бути відключений як цілком так і по регіонах при наявності погрози національної безпеки США, про що неодноразово офіційно заявлялося.
У кожнім керівництві до приймача GPS мається попередження про те, що, використовуючи приймач для навігації, користувач повинний бути готовий орієнтуватися без GPS, так що виробники знімають із себе відповідальність за будь-які наслідки відмовлень їхніх пристроїв і або системи GPS.
Паперові карти масштабу крупніше 1:50 000 є секретними.
Умови роботи і точність вимірів
Відразу варто обмовитися, що розмова про точність виміру можна вести тільки в тих випадках, коли забезпечений стійкий прийом сигналів супутників. Тому що принцип дії GPS заснований на прийомі сигналів із супутників, думаю, мабуть, що приймач не буде працювати під водою, під землею й у закритих приміщеннях. Зменшити точність можуть також затримки сигналу у верхніх шарах атмосфери, відображення сигналу від місцевих предметів і несприятлива геометрія розміщення видимих супутників. Погода і час доби не впливають на якість прийому сигналів.
Зауважте, що, маючи сигнал трьох супутників, приймач може визначити тільки широту і довготу, тобто двомірні координати. Приймаючи сигнали від більшого числа супутників, приймач уже може визначити і висоту, і швидкість, і напрямок руху. Чим більше супутників "бачить" приймач, тим точніше будуть дані вимірів. GPS спроектована таким чином, що в будь-якій точці Земної поверхні можна приймати сигнал не менш чим з чотирьох супутників.
Спочатку точність цивільних сигналів GPS була штучно занижена і визначити координати з точністю вище 100м було неможливе. У травні 2000 року ці обмеження були зняті і тепер для сучасних цивільних 12-канальних приймачів середня точність вимірів складає 15м.
Точність можна збільшити шляхом уведення диференціальних виправлень, переданих або з геостаціонарних (не змінюють своє положення щодо поверхні землі) супутників або за допомогою мережі радіомаяків DGPS. Останній спосіб застосовується головним чином на море. Більшість моделей GPS-приймачів підтримують підключення до них DGPS-приймачів для автоматичного уточнення вимірів.
Резюме для тих, хто ще сумнівається
GPS забезпечує високу точність вимірів на місцевості (порядку 15м);
Використання GPS не вимагає ні абонентської плати, ні яких-небудь інших виплат крім вартості самого GPS-приймача;
GPS - ідеальний вибір для туристів, автомандривників і усіх, хто хоче в будь-який момент часу знати своє місце розташування;
GPS-пристрою зараз настільки подешевіли, що стають масовими.