GPS si sistem de navigatie

subiect:

General
Determinarea poziției
Sistem de navigare

General:
GPS este o abreviere pentru Global Positioning System. GPS-ul constă dintr-o rețea de sateliți care orbitează Pământul. Acestea indică continuu unde se află. Receptoarele GPS din echipamentele de navigație au nevoie de 3 până la 8 sateliți pentru a determina poziția și direcția (de călătorie) pe Pământ cu precizia exactă a contorului.

Determinarea poziției:
Pentru poziționare sunt utilizați 24 de sateliți, care orbitează Pământul la o altitudine de aproximativ 20.000 km. Pozițiile sateliților sunt determinate în așa fel încât cel puțin cinci sateliți să poată ajunge simultan în același punct de pe Pământ.

Un spațiu tridimensional poate fi calculat cu cel puțin trei sateliți dacă știm distanța dintre trei puncte fixe. Locația este determinată prin calcularea timpului dintre trimiterea și primirea semnalelor. Putem calcula distanța dintre receptor și fiecare satelit înmulțind timpul cu viteza luminii (300.000 km pe secundă). Când facem acest lucru cu cel puțin trei sateliți, putem desena linii imaginare către un punct comun. Un al patrulea satelit mărește precizia poziționării.

Poziția este afișată de receptor în grade de longitudine și latitudine. Ecuatorul este la 0°, iar polii sunt la 90°. Liniile de longitudine (meridianele) leagă polii. Meridianele sunt linii imaginare de-a lungul Pământului:

perpendicular pe ecuator;
din stâlp în stâlp.

Pământul este împărțit în 360 de grade, care sunt măsurate de la un meridian principal. De la acest meridian principal distanța se măsoară în grade (de la 0° la 180°) longitudine estică și, respectiv, longitudine vestică. Un grad (°) poate fi împărțit în:

max. 60 de minute (')
și un minut în maxim 60 de secunde (“).

Împreună cu poziția în grade față de ecuator (latitudinea) și eventual înălțimea, poate fi indicat orice loc de pe Pământ.

În Amsterdam, următoarea poziție este furnizată de receptorul GPS anumit:

Număr de sateliți: 4
N: 52°22'02.8″
O: 4°53'48.7″

Locația indicată în Amsterdam este la aproximativ 52° latitudine nordică (N) și 4° longitudine estică (E) față de meridianul principal și ecuator.

Țările de Jos sunt situate la est de meridianul prim și la nord de ecuator. Privind la stânga meridianului principal (parte a Franței și cea mai mare parte a Spaniei), acesta se află în emisfera nord-vestică. Sub ecuator vorbim despre emisfera sudică. Dacă căutăm coordonatele Africii de Sud (emisfera sud-estică) și Braziliei (emisfera sud-vest) pe Google Maps, coordonatele arată astfel:

Coordonatele Africii de Sud:

S: 28°21'15.5″
O: 23°53'13.0″

Coordonatele Braziliei:

S: 4°51'56.4″
L: 51°57'27.7″

Sistem de navigare:
Cercurile de latitudine și longitudine sunt afișate pe hărțile de țară și rutiere. Amplasarea geografică a fiecărui loc este cunoscută. Odată ce receptorul GPS din mașină cunoaște poziția curentă, aceasta poate fi comparată cu coordonatele hărții rutiere.

Direcția de deplasare și distanța până la destinație sunt calculate folosind sateliți și afișate pe afișajul din mașină.

Exemplu: vrem să conducem de la Dordrecht (Olanda de Sud) la Paris.
Coordonatele sunt următoarele:

Dordrecht: 51°48’33.2″N 4°38’53.0″E
Parijs: 48°51’16.8″N 2°20’52.0″E

Locația destinației și distanța sunt calculate pe baza coordonatelor. Folosind informațiile din paragraful anterior, putem spune următoarele despre coordonate:

De la 51 de grade nord la 48 de grade. Acesta este mai aproape de ecuator, deci traseul este spre sud;
De la 4 grade est la 2 grade: acesta este mai aproape de meridianul prim, deci traseul este spre vest.

Software-ul din computerul de navigare calculează traseul cel mai logic pe baza hărții rutiere. Aceasta ia în considerare factori precum: drumuri neasfaltate, drumuri cu taxă, servicii de feribot etc. Când sistemul este conectat la internet, software-ul ține cont și de condițiile de trafic. Dacă se pare că există o întârziere pe ruta cea mai logică (standard), va fi oferită o rută alternativă. Acesta poate fi o rută pe distanță mai lungă, dar totuși o rută rapidă datorită condițiilor favorabile de trafic.