מהו GPS ?

מהו GPS?

כולנו מכירים את מכשיר ה –GPS , מכשירים אלו הפכו לנפוצים מאוד בשנים האחרונות ונידמה שכולנו נעזרים בהכוונותיהם על מנת להגיע ממקום למקום. לא עוד מפות מקופלות שספק אם עודכנו, לא עוד פניות לא נכונות בדרכים, מכשירי ה- GPS מכוונים אותנו בדיוק מפתיע כמעט מכול מקום - לכול מקום. אך כמה מאיתנו יודעים באמת מה מסתתר מאחורי הטכנולגיה, מהו בעצם GPS וכיצד המערכת יודעת היכן אנו נמצאים?

GPS - Global Positioning System היא מערכת ניווט לווינית אשר הוקמה על ידי צבא ארצות הברית על מנת לאפשר ניווט כלל עולמי ביבשה באוויר ובים. מערכת ה – GPS כוללת 24 לווינים , מיתוכם שלושה חלופיים, אשר נעים בשישה מסלולים סביב כדור הארץ בגובה של 19,200 ק"מ ומשלימים הקפה מלאה כל 12 שעות. הלווינים משדרים באופן רציף וללא הפסקה נתוני ניווט ונשלטים ממספר תחנות הפזורות ברחבי העולם.

מערכת הניווט מתחלקת למעשה לשתי מערכות נפרדות. הראשונה היא PPS, שירות מוצפן אשר מוגבל לשימוש על ידי צבא ארצות הברית ובעלות בריתה וחסום מפני משתמשים שאינם מורשים למערכת. השנייה היא SPS, שירות אזרחי וציבורי שאינו מוגבל ואינו דורש תשלום. רמות הדיוק של המערכת הראשונה היא כ- 3 מטרים, כיום גם המערכת הציבורית קרובה מאוד לרמת דיוק זו ולמעשה מבחינה זאת אין הבדל בין השתיים.

חישוב מיקום על ידי המערכת מיתאפשר על ידי חישוב הזמן שעובר מרגע שליחת אות אל מקלט מן הלווין. הפרש הזמן מוכפל במהירות השידור וכך מיתקבל טווח. הלווינים של מערכת ה – GPS משדרים באופן רצוף את מיקומם בחלל ונתוני זמן משעונים אטומיים בתוך הלווין. חישוב של טווחים ל 4 לווינים מאפשר את מציאת הקורדינציות המדוייקות על פני הארץ ואת הגובה מעל פני הים.

טעות היא לחשוב שמקלט GPS הוא כל שצריך על מנת לנווט בעזרת המערכת. למעשה מערכת ניווט מלאה כוללת מקלט, מכשיר בעל תצוגה כגון מחשב נייד ותוכנת ניווט המתרגמת את הנתונים למיצג ויזואלי על מפה. מכשירים סלולארים כוללים לא אחת את כל השלושה גם יחד ובכך מספקים מערכת GPS כוללת. ניתן להתאים למחשב נייד למשל מקלט ותוכנת ניווט ובכך להנות מניווט על ידי נערכת ה –GPS. מכשירי GPS מלאים כוללים כמובן את כל השלושה.

המערכת אמנם נפוצה מאוד היום ונמצאת בשימוש נרחב אך עדיין יש לה כמה חסרונות. החיסרון הראשון הוא שלא ניתן לקלוט אותות לווין אם לא נמצאים תחת שמיים פתוחים. ניתן לפתור זאת על ידי שימוש באנטנה כמובן אך אם רצוננו לנווט בתוך נקיק סלע או מערה תת קרקעית שימוש באנטנה אינו אפשרי. דיוקה הקליטה של מקלט GPS מושפע מזווית הלווינים, מכיוון שהמכשיר קולט את הלווינים הקרובים ביותר לקו האופק. לדוגמא, בקניון צר תיתכן סטייה בחישוב המיקום.