Systém GPS je satelitní navigační systém. Umožňuje určení polohy statických i pohybujících se objektů na libovolném místě Země v trojrozměrných souřadnicích (zeměpisná šířka, délka a nadmořská výška). Původně byl vytvořen pro vojenské účely armády USA. Počátkem 90. let byl zpřístupněn i pro civilní použití. Sytém se skládá ze tří základních segmentů:

Kosmický segment je v současné době tvořen 29 satelity na šesti oběžných drahách. Družice obíhají Zemi ve výšce 20183 km s dobou oběhu 11h 58m. Tím je zajištěno, že prakticky všude v jakýkoliv okamžik jsou nad obzorem minimálně 4 viditelné družice potřebné k určení polohy. V praxi může být viditelných satelitů až 12. Pro určení polohy v prostoru je třeba přijímat signály ze 4 družic, protože kromě tří neznámých X, Y a Z je neznámou i čas t. Družice vysílají signály na dvou vlnách L1 (1575,42 MHz) - dostupný pro běžné civilní uživatele a L2 (1227,60MHz) - mnohem přesnější, ale dostupný pouze pro oprávněné uživatele.

Řídící segment je tvořen 5 monitorovacími stanicemi po celém světě a hlavní řídící stanicí na vojenské základně v Colorado Springs. Monitorovací stanice mají za úkol neustále shromažďovat data z družic, která předávají do hlavního řídícího centra, kde jsou data zpracovávána. Zde jsou vypočteny přesné údaje o oběžných drahách a korekce času. Ty jsou pak zpětně vysílány pozemními anténami do satelitů.

Uživatelský segment je tvořen GPS přijímači.

GPS přijímač dokáže pomocí signálu ze zmíněných družic vypočítat svoji pozici s přesností na metry. Pro výpočet polohy je nutný výhled na volnou oblohu a signál z minimálně tří družic (nepočítá se výška). Polohu proto není možné určit v místnosti, tunelu nebo pod vodou. Naopak pro moderní přijímače není překážkou ani interiér auta, les, či hustá zástavba. Uživatel má možnost přístroj používat kdekoliv na Zemi, nepřetržitě ve dne i v noci za každého počasí. Celý provoz systému je bezplatný a pro jeho využívání není třeba žádné povolení.

GPS přijímače lze rozdělit do několika hlavních skupin:

turistické

geodetické přijímače

námořní

letecké

aplikační

vojenské

automobilové

přijímače propojitelné s notebookem nebo PDA

mobilní telefony s GPS

hodinky s GPS

Vlastnosti
Mapy
Technické parametry přijímačů
Ukázky displejů
Porovnání a ceny

Na světě existuje mnoho výrobců GPS přijímačů (Lowrance,Magellan,Navionics,Eagle,Seiwa,…), ovšem ani jedna z těchto firem nedosahuje takových kvalit jako momentálně nejlepší výrobce této techniky na trhu firma GARMIN, a proto se zde omezíme jen na popis výrobků této firmy. Firma Garmin nabízí v této oblasti širokou paletu přijímačů, jako například eTrex, eTrex Summit, eTrex Legend, eTrex Vista, GPS 76, GPS MAP 76S a nově i GEKO 101, 201, 301.

V této kategorii se klade hlavně důraz na velikost, odolnost, výdrž přístrojů, jednoduché ovládání a v neposlední řadě i na design. Při výběru byste neměli zapomenout na vlastnosti, které jsou často opomíjeny, tedy přehlednost a velikost displeje, možnost uživatelského nastavení jednotlivých funkcí a zobrazovaných hodnot na displeji, jednoduchost ovládání přístroje, mnohá příslušenství, která jsou v ceně, možnosti upevnění a celkový vzhled.

Přesnost se pohybuje u všech přijímačů této kategorie kolem 7 - 10 metrů pro určení polohy a 15 - 20 metrů pro určení výšky. Od 1. dubna 2003 začal v Evropě fungovat ve zkušebním provozu systém EGNOS (European Euro Geo Stationary Overlay Program) a v oblasti severní Ameriky WAAS (Wide Area Augmentation System). Jedná se o satelity na geostacionární dráze Země, které vysílají zpřesňující údaje o systémovém čase a poloze satelitů. Jestliže je přístroj schopen tyto zpřesňující signály přijímat, je možno dosáhnout přesnosti 1 - 3 metry v poloze a 5 - 10 metrů ve výšce. Takové přístroje nesou na obalu označení .

nemapové přístroje zobrazují polohu pouze relativně bez návaznosti na mapový podklad. Orientace je tedy oproti následujícímu typu do jisté míry ztížena.

mapové mají sice vyšší cenu, ale také mnohem širší použití. Ty na evropském trhu mají v paměti uloženou mapu celého světa s většími podrobnostmi pro Evropu a Blízký východ (silnice I.třídy, sídla nad 1000 obyvatel, vodní toky, železnice atd.). Do přepisovatelné paměti lze nahrát další mapy až do podrobnosti jednotlivých ulic, nevýhodou je však vysoká cena těchto mapových podkladů. Poloha se rovnou zobrazuje na zabudované mapě v přístroji (pro kontrolu ji lze ještě porovnat s papírovou mapou).

Pro Českou republiku vyšla v loňském roce podrobná silniční mapa (1:150 000), která zachycuje oproti mapě zabudované mnohem více detailů (sídla nad cca 500 obyvatel, silnice až do úrovně III. třídy, vodní plochy, lesy, atd.). Letos přišla na řadu i "uliční" mapa měst. Po nahrání do GPS se můžete nechat navigovat po městech aniž byste je museli dříve poznat (viz optimalizace trasy). V závěru letošního roku by měla na trh dorazit i dlouho očekávaná turistická mapa ČR 1:50 000, která by měla obsahovat turistické stezky a vrstevnice. Mapovým podkladem jsou vojenské topografické mapy, nyní vycházející v edici Klubu Českých turistů.

Některé vyráběné přístroje jsou doplněny barometrickým výškoměrem. Jsou vhodné pro oblasti, kde je požadavek na přesnou nadmořskou výšku (např. horolezectví). Jelikož GPS má svůj vlastní způsob určení výšky výpočtem ze signálu satelitů (i když ten je mnohem méně přesný). Barometr není nutné neustále kalibrovat a tím pádem je daleko spolehlivější. Pokud by Vám automatická kalibrace na výšku vypočtenou GPS nestačila, lze využít ruční kalibraci na známou výšku nebo na tlak přepočtený na hladinu moře. Dosažitelná přesnost při správné kalibraci je 2 - 3 metry. Tuto funkci podporují eTrex Summit, Vista, GPSMAP 76S. Další možností využití je krátkodobá předpověď počasí na základě 12ti hodinového záznamu barometrického tlaku vzduchu.

- je součástí dražších přístrojů pomocí nějž dokáží určit správný směr i bez pohybu. GPS přijímač bez kompasu umí určit světové strany pouze relativně ke dráze svého pohybu. Kompas je ovlivnitelný vnějším elektromagnetickým polem a proto je nutné ho pravidelně kalibrovat. Nejlépe ve volné přírodě mimo zdroje magnetického pole. Je náročný na spotřebu baterií, ale lze nastavit automatické vypínání při určité zvolené rychlosti, kdy už postačí směr určený z družic (minimálně 5 km/h). Přesnost se při správné kalibraci pohybuje okolo 2°.

GPS si sama vyhledá nejrychlejší nebo nejkratší trasu mezí naší pozicí a cílem nebo mezi dvěma požadovanými body. Tyto přístroje umožňují navigaci křižovatku po křižovatce. V současnosti toto službu podporují GPS V a Garmin Streepilot.

Přístroje jsou konstruovány tak, aby vydržely normální používání v přírodě. Měly by snést běžný pád (udává se přetížení až 6G), vibrace na řidítkách horského kola a i ponoření do vody. Podle standardu IPX 7 by měly vydržet ponoření v hloubce 1 metru po dobu 30 minut.

Všechny turistické přístroje umožňují ukládat své vlastní změřené body (waypointy) s názvem, symbolem, souřadnicemi ve zvoleném systému a nadmořskou výškou. Z těchto bodů dovedou vytvářet navigační trasu (route), po které jsou schopny navigovat, ukládat prošlou trasu (track) a v případě potřeby Vás vést po prošlé trase zpět (backtrack). V menu máte možnost zvolit z více než 50 navigačních údajů, jako je rychlost, směr, vzdálenost a čas do cíle, průměrnou rychlost, maximální rychlost, přesný čas a datum, ale i východ a západ Slunce a Měsíce pro kterékoliv místo na Zemi. Lze volit z více než 100 souřadnicových systémů, většinou nechybí i nastavení uživatelského systému (například S-42 používaného na mapách Klubu Českých turistů). Přístroje nabízejí možnost nastavení časových pásem, jednotek délky, výšky a tlaku. Umožňují připojení externí antény, externího napájení nebo připojení k osobnímu počítači pro nahrávání a stahování dat k dalšímu využití v počítači. Napájení je zajišťováno většinou dvěmi nebo čtyřmi tužkovými bateriemi, je samozřejmě možné používat i dobíjecí baterie. Přístroje mají černobílý displej (s výjimkou GPS Streetpilot ColorMap a StreetPilot III) s možností podsvícení a nastavení kontrastu. Lze nahrávat i novější firmware obsahující nové funkce.Zdarma je dostupný na této adrese.

Přijímače jsou svou velikostí většinou srovnatelné s mobilními telefony. Hmotnost se pohybuje od cca 100 gramů až po 250g. Na 2 tužkové baterie jsou schopny při normálním provozu pracovat 12 - 20 hodin. Při použití nabíjecích článků se tato doba asi o třetinu snižuje. Teplotní rozsah se pohybuje u všech přístrojů v rozmezí -15°C až +70°C, takže problémy by neměly nastat ani na poušti.

Pro všechny přístroje na našem trhu existuje široká paleta příslušenství. Můžete si vybírat z několika druhů pouzder, držáků do auta či na řidítka kola. V nabídce nechybí ani datové a napájecí kabely či externí antény.

V současné době GPS systém získává mnoho příznivců. Je to dáno nejen tím, že vláda USA nedávno potvrdila bezplatné využívání systému a jeho další rozvoj, ale i neustále klesajícími pořizovacími náklady. Proto stále více systém proniká do různých oblastí denního života. V budoucnosti jistě dojde ke zdokonalení GPS přijímačů. Výrobci se zaměří na zdokonalení mapových podkladů a propojení s počítači. Je samozřejmé, že s rozvojem techniky se můžeme dočkat rychlejších procesorů, barevných displejů, dokonalejšího ovládání atd. Snaha výrobců směřuje k univerzálnímu prostředku komunikace a navigace se kterým se již dnes můžeme setkat. Nejvyšší uplatnění GPS přijímačů lze očekávat v letectví, automobilové navigaci, v komunikaci a v neposlední řadě i v oblasti turistických GPS.

Nahoru
Ukázky displejů
Porovnání a ceny