A GPS (Globális Helymeghatározó Rendszer) fogalmát egy évtizede még csak egy szűkebb szakmai környezet ismerte, napjainkra azonban a hétköznapokban is általánosan ismert és alkalmazott helymeghatározó eszközzé vált.
A GPS a geodéziai alkalmazásokon túl egyre több gépjármű, kézi számítógép, mobiltelefon kiegészítő eszközévé és számos hobbi, sport kellékévé vált. A kis kézi készülékek segítségével lehet tájékozódni a városokban, a terepen és megtalálni a kívánt célpontot.
Lassan azonban egy új fogalmat, új betűszót kell megtanulnunk, a GNSS-t (Global Navigation Satellite Systems), ami valamennyi műholdas helymeghatározó rendszert (GPS – USA; GLONASSZ – Oroszország, mint már létezők és a Galileo – Európai Unió; Compass – Kína, mint tervezett rendszerek) egy közös elnevezéssel illet.
A sokáig bizonytalan életesélyű orosz GLONASSZ várhatóan 2010-ben teljesen kiépül (jelenleg 16 hold működik, míg a GPS holdak száma 32!). Néhány éven belül az európai Galileo műholdak indítását is megkezdik, a GPS tehát már most sem versenytárs nélküli. Már a vevőgyártók is bíznak a GLONASSZ kiépülésében és a geodéziai (cm-es) pontosságú eszközök piacán megjelentek a kombinált GNSS vevők. Nem lehet kétségünk afelől, hogy különösen a Galileo belépésével a szélesebb alkalmazói közösség számára is megjelennek a piacon a GNSS kézi készülékek.
Mi az előnye a GNSS-nek a GPS-szel szemben?
A navigáció mellett a geodéziai alkalmazások esetében is egyértelmű előnyökkel bír a GNSS rendszerek felhasználása, ezért a hazai aktív geodéziai hálózat 28 állomásából már 16-on GNSS vevők üzemelnek. A hazai GNSS Szolgáltató Központ valós időben jelenleg még csak a GPS felhasználókat látja el „korrekciókkal” , de várhatóan még 2008-ban beindul a GNSS szolgáltatás is.
Továbblépve a pontossági skálán a a szélső pontossági igényű mozgásvizsgálati analízis, de elsősorban a magasság-meghatározás terén jelenthet a GLONASSZ mérések bevonása elvi javulást. A Magyar Űrkutatási Iroda támogatásával a FÖMI Kozmikus Geodéziai Obszervatóriumban nemzetközi együttműködés keretében működő GPS Analízis Központot 2008 elején GNSS Analízis Központtá fejlesztettük, azaz a GPS mellett a GLONASSZ mérések feldolgozását és analízisét is megkezdtük. A 64 pontos állomáshálózat közel felében már GNSS mérések is rendelkezésre állnak. A feldolgozást a Bernese 5.0 szoftverrel végezzük. A tisztán GPS és GNSS eredmények összehasonlíthatósága érdekében elvégeztük a 2007. évi mérések teljes újrafeldolgozását, immár a GLONASSZ mérések bevonásával is.
Az eredmények demonstrálására PENC állomásra a két megoldás koordináta idősorának különbségét mutatjuk be. PENC azért jó példa, mert az év közepén (az ábrán zöld vonallal jelölve) műszercsere történt, a GPS vevőt (Trimble) egy GNSS műszerrel (Leica) váltottuk fel. A váltás előtti és utáni idősor esetleges eltérő jellemzői alapján vonhatunk le következtetéseket a GLONASSZ mérések bevonásának hatásáról. Azonban sem grafikusan, sem pl. a pontossági mérőszámok szintjén nem találunk szignifikáns eltérést a két megoldás között!
A vízszintes tengelyen az idő GPS-hetekben mérve. A függőleges tengelyeken a megoldások eltérései mm-ben, az északi (fent), keleti (középen) és magassági (lent) irányú komponensre.
Bár a felvezetőben mást sugalltunk, ez az eredmény mégsem meglepő. A várakozásokkal szembeni elhanyagolható hatás két okra vezethető vissza: egyrészt a GLONASSZ konstelláció még nem teljes (tiszta horizont esetén átlagosan 3 GLONASSZ holdat észlelhetünk, szemben a 10 GPS-szel), másrészt a Bernese szoftver egyelőre nem képes a GLONASSZ észleléseknél az ún. ciklus-többértelműség (ambiguity) meghatározására. Amennyiben a ciklus-többértelműség meghatározható lesz (a fejlesztés megtörtént, de még nem publikus) a GLONASSZ észlelések ténylegesen hozzájárulhatnak a szélső pontosságú alkalmazások (pl. mozgásvizsgálatok) eredményeinek javulásához is.
A címben feltett kérdésre mégis a válasz egyértelműen GNSS! Előnyei a geodéziában már most kihasználhatók, azokat belátható időn belül pedig mind a hobbi szintű (amennyiben megjelennek a GNSS eszközök a piacon), mind pedig a tudományos alkalmazások élvezhetik.
Kenyeres Ambrus Kapcsolódó cikkek:
A válasz rövid és egyértelmű: több, független rendszert, így több műholdat észlelve nő a helymeghatározás biztonsága, integritása és pontossága. Mivel a helymeghatározáshoz legalább 4 műhold észlelése szükséges, a nagyobb műholdszám az erős kitakarással bíró, pl. (nagy)városi környezetben vagy a gépkocsi belsejében fontos. Az előny jól látszik a következő ábrán, ahol a GPS és GLONASSZ holdaknak az égbolton elfoglalt helyét és egy nap alatt megtett útját ábrázoljuk, fekete ill. lila színnel. A GLONASSZ holdak eltérő pályahajlási szöge miatt csökken pl. az északi irányban (0° azimut) elhelyezkedő „fehér folt”, ahol egyáltalán nem találhatók műholdak.
Földmérési és Távérzékelési Intézet,
Kozmikus Geodéziai Obszervatórium
Ha december 25., akkor GLONASSZ
Töretlenül fejlődik a műholdas navigáció piaca
A folyamatosan észlelő ún. permanens GPS állomások (pl. az európai EUREF vagy a magyar aktív hálózat) hosszú távú analízise alapján mm-es szinten vizsgálható a koordináták változása, az állomások mozgása.
