A GPS működéséről szóló írásból kiderült, a Föld körül keringő 24 műhold lehetővé teszi, hogy bármikor és bárhol meghatározhassuk a pozíciónkat. Azonban ez a rendszer bizonyos esetekben önmagában kevés, nem elég pontos vagy épp nem elég gyors. Ezen „hibák” kiküszöbölésére több rendszert is kitaláltak, ezekről tudhatunk most meg kicsit többet.
A-GPS
A kiegészítő GPS (Assisted GPS, röviden A-GPS vagy aGPS) talán az egyik legismertebb, hiszen számos mobiltelefonban, PDA-ban és egyéb hordozható eszközben megtaláljuk. Azonban sokszor hibásan értelmezik, vannak, akik szerint ez egyfajta „butított GPS”, illetve sokan a GPS helyettesítőjét látják benne. Ezek mindegyike hibás feltételezés. Az A-GPS ugyanis a GPS segítője, elsősorban a pozicionálás idejét gyorsítja fel jelentősen. Működése nem túl bonyolult. Amikor a mobiltelefon pozicionálásba kezd, elsőnek egy durva helyzetet határoz meg, majd ezt elküldi a szolgáltató vagy gyártó előre beprogramozott szerverének. Ezen a szerver folyamatosan nyilvántartja a műholdak pillanatnyi helyzetét. Az elküldött koordináták alapján a szerver kiszámolja, hogy a megadott helyről épp mely műholdak láthatók, majd ezt visszaküldi a készülékre. Ennek segítségével már jóval gyorsabbá válik a helymeghatározás.
Az AGPS rendszer működése
Ez az egész folyamat általában 10-20 másodperc alatt lezajlik, és már látjuk is a helyzetünket a kijelzőn. Az A-GPS nélkül ez átlagosan több percig is eltarthat. Fontos tudni, hogy az A-GPS használata mobilhálózat használatával nem ingyenes, hiszen a készülék és a szerver között adatforgalom zajlik. Mindez mobilinternet csomag nélkül biztosan plusz pénzünkbe kerül. Szerencsére komoly összeget nehéz összehozni vele, mert csupán 10-20 kilobájtnyi forgalmat generál, viszont külföldön már érdemes mellőzni a használatát. Ilyenkor, ha lehetőség van rá, akkor csatlakozzunk egy WiFi hálózathoz és azon keresztül kérjük le az adatokat. Az A-GPS beállítások készülékenként mások, úgyhogy érdemes néhány percet szánni a helyes konfiguráláshoz. Bizonyos készülékeken csak a romaing alatti adatforgalom teljes tiltásával kapcsolhatjuk ki az A-GPS szolgáltatást, aminek használatát belföldön egyértelműen javasolni tudom, mert megéri.
Hálózati alapú helymeghatározás
Ide tartoznak a mobiltornyokkal és WiFi hálózatokkal kapcsolatos megoldások (létezik Bluetooth alapú is), mely kettő a hordozható eszközökben az A-GPS-hez hasonlóan elterjedt és használt technológiák. Vegyük először a mobiltornyos változatot. Nagyon leegyszerűsítve ilyenkor az történik, hogy a készülék a környező mobiltornyokkal való kommunikációval méri be a körülbelüli helyzetét, úgynevezett „háromszögeléses” módszerrel. Ez hasonlít a műholdaknál is használt megoldáshoz, bár itt az egyes adótornyok fix helyzete és a tőlük érkező jel erőssége alapján kerül kiszámításra a helyzetünk. Bizonyos mobiltelefonokban GPS-vevőt nem, csak ilyen hálózati beméréses megoldást találunk. Mivel ez nagyjából 50 méteres pontosságra képes (és ezt is csak városokban, sűrűn elhelyezett tornyok esetén), így önmagában navigációhoz alkalmatlan.
Hálózati helyzetmeghatározás
A WiFi esetében az általunk kiválasztott és az eszközhöz csatlakoztatott vezeték nélküli hálózat segítségével határoljuk be a helyzetünket. Mivel alapvetően egyszerre csak egy WiFi-re lehetünk csatlakozva, így itt szó sincs háromszögeléses módszerről. A WiFi kapcsolódási pont (legyen az egy kávézó vagy épp repülőtér) pár kivételtől eltekintve fix, tehát a pontos pozíciója meghatározható és tárolható. A készülék ezt az információt használja fel, amit kombinál a jelerősség mérésével. Ezekből számolható ki, hogy a fix ponthoz képest nagyjából milyen távolságban vagyunk. Akárcsak a mobil adótornyos rendszer, úgy ez is pontatlanabb a GPS-nél, bár itt akár 20-30 méteres eltérés is előfordulhat. Mivel a puszta közepén nincs WiFi, egy plázában viszont biztosan, így ez inkább beltéri használatnál jöhet jól, mivel itt a GPS jelek nagyon gyengék vagy nem is foghatók.
Egy tipikus mobilhálózati adótorony
A WiFi pontok pozícióját adatbázisban tárolják, köztük a legismertebb a Skyhook Wireless. Náluk több mint 250 millió WiFi hozzáférési pont adata megtalálható, ezzel az USA, Kanada Nyugat-Európa és néhány ázsiai ország, tehát a Föld lakosságának kb. 70%-át lefedik. A Skyhook egyébként saját fejlesztőkészlettel és szoftveres keresővel is rendelkezik. Érdekesség, hogy az iPhone, iPad és iPod Touch a Skyhook rendszerét használta elsődleges helymeghatározó rendszerként. Ezt az iOS 3.2-es verziójában felváltotta az Apple saját megoldása.
WAAS
Az általános civil felhasználás (autós és gyalogos navigáció, geocaching) esetén a GPS műholdak által biztosított 10 méteres pontosság bőven elegendő. Azonban vannak olyan helyzetek, amikor még ennél is jobb pontosságra van szükség, ilyen például a légi közlekedés. Talán egyszerű belátni, hogy a levegőben repkedő gépek esetén minden méteren akár emberéletek százai függhetnek, úgyhogy itt szükség volt egy olyan rendszer bevezetésére, ami megnöveli a rendszer hatékonyságát. A megoldás a WAAS, mely mozaikszó a Wide Area Augmentation System nevet takarja. Ezt a rendszert az Egyesült Államok és Alaszka területén használják, létrejöttét pedig az FAA (Szövetségi Repülési Igazgatóság) és a DOT (Közlekedési Minisztérium) együttműködésének köszönheti. A cél egyértelmű volt: egy rendkívül pontos helymeghatározási rendszer a repülőgépek számára. A WAAS rendszert 2003 július 10-én indították el. Működése egyáltalán nem túl bonyolult, alapját természetesen a Föld körül keringő 24 műhold által biztosított GPS adja. Az Egyesült Államokban, minden állam repülési irányító központjában van egy úgynevezett „referencia állomás” (összesen 50 állomás, Indianapolisban nincs, de Mexikóbanm Kanadában és Puerto Ricoban is van).
A WAAS rendszer felépítése
Ezek gyakorlatilag GPS-vevővel felszerelt tornyok, melyek fix pozícióját rendkívül pontosan kimérték. Ezek a vevők ugyanazzal a jellel dolgoznak, mint egy hordozható GPS készülék. A különbség, hogy itt a jel késleltetésének idejét is figyelembe veszik. Az időzítés kiszámítását segíti, hogy a referencia állomás tudja a saját, fix és pontos kimért pozícióját. A beérkezett és a saját maga által számolt késleltetés különbsége kiadja a „hiba korrekciós” értéket. Ezt elküldi két, az USA keleti és nyugati partján lévő „mester állomásnak”, itt a rendszer kiszámolja a hibajavító algoritmust és ezt felküldi a WAAS rendszerhez tartozó két saját műholdnak. A műholdakról aztán normál GPS frekvencián visszajut a felhasználó készülékébe, amely dekódolás után korrigálja, pontosítja az általa számított pozíciót. A WAAS rendszer átlagosan 7,6 méteres pontosságra képes, de ezt megfelelő körülmények között akár 1,5 méterre is le lehet vinni. Az amerikai mintára hasonló rendszert építettek Európában (EGNOS), Indiában (GAGAN) és Japánban (MSAS).
Eme kis kitérő után elkanyarodunk a navigáció hagyományos műszaki oldaláról és legközelebb az intelligens útvonaltervezésekről lesz szó, illetve egyúttal szívesen várom az ötleteket, hogy milyen témákkal foglalkozzunk a jövőben, melyek lehetnek szoftver, hardver alapúak egyaránt. Addig is mindenkinek pontos navigációt és sok műholdat kívánok!
A cikk elkészítéséhez a Smartshop nyújtott segítséget, köszönjük! Ha valaki további információkra vágyik, a cég szakértőit személyesen is faggathatja az Erzsébet körúton található üzletükben.
Rusi
