Ülemaailmne asukoha määramise süsteem (0)

Kätlin Kallas
F5
Ülemaailmne asukoha määramise süsteem- GPS
Ülemaailmne asukoha määramise süsteem ehk GPS on satelliitnavigatsiooni süsteem, mis võimaldab määrata asukohta tervel Maakeral igal ajal ja iga ilmaga. Süsteem kuulub Ameerika Ühendriikide valitsusele. GPS-i loomine sai alguse ameeriklaste poolt, kui suurenes tuumasõja oht ning täpne navigatsioon oli määrava tähtsusega. Täpne navigatsioon võimaldas leida sihtmärke, vaenlasi ja määrata USA sõjaväe masinate asukohta. Algselt kasutati GPS-i ainult sõjaväelistel eesmärkidel. Ronald Reagan muutis GPS-i kättesaadavaks kõigile. Tänapäeval on võimalik väga täpselt määrata inimeste, autode, elektroonika seadmete jms asukohta.
GPS-süsteem koosneb 31 satelliidist. Need tiirlevad orbiitidel 20 000 km kõrgusel. Nurk nende satelliitide vahel on 30, 105, 120 ja 105 kraadi, mis kokku teevad 360 kraadi, ehk ringi ümber Maa. Süsteemi töö põhineb elektromagnetlainete sirgjoonelisel levimisel navigatsioonisatelliitidelt GPS-vastuvõtjani. Elektromagnetlained võnguvad sagedusel 1,2 ja 1,5 GHz. Satelliitide tööd jälgivad maa peal asuvad tugijaamad . Iga satelliit saadab navigatsioonisõnumeid 50 bitti sekundis. Iga sõnum koosneb 30-sekundilisest kaadrist. Iga kaader jagatakse omakorda alakaadriteks. GPS-vastuvõtja registreerib mitmelt erinevalt satelliidilt üheaegselt signaale. Kõik satelliidid saadavad informatsiooni edasi samal sagedusel. Vastuvõtjad võib jagada kaheks: ühe- ja kahesageduslikud vastuvõtjad. Vastuvõtjaid on suuremaid ja väiksemaid. Lennukites ja laevades paiknevad vastuvõtjad on suuremad. Kaasaskantav vastuvõtja võib olla tikutopsi suurune. Signaale saadetakse vähemalt kahel sagedusel, et arvutada viivitusaeg igal sagedusel. Signaalid kodeeritakse, et vältida kõrvaliste isikute ligipääsu. Inimene saab ligi ainult selle asja asukohale, mille kohta ta on päringu esitanud . Osad kodeeringud on ligipääsetavad ainult USA sõjaväelastele. Asukoha määramiseks mõõdab vastuvõtja kaugusi nendest satelliitidest ning arvutab välja asukoha koordinaadid. Asukoha määramiseks kasutatakse tavaliselt vähemalt nelja satelliiti. Militaarsed GPS-seadmete mõõtemääramatus on mõned sentimeetrid, eraisikute käes olevad seadmed võivad eksida mitukümmend meetrit. Satelliidid kipuvad oma trajektoorist kõrvale kalduma , mistõttu maapealsed tugijaamad kontrollivad satelliitide tegelikke koordinaate ja saadavad vastavalt sellele satelliitidele parandusandmeid. Valgus levib kiirusel 3*108 m/s. Satelliitide kaugusi mõõdetakse ajaliselt, täpsemalt kaua kulub signaalil satelliidilt vastuvõtjani jõudmiseks. Kui eksitakse ajaliselt, siis määratakse asukoht valesti.
Kui algselt kasutati GPS-i sõjalistel eesmärkidel, siis tänapäeval leidub sellele väga mitmetes valdkondades kasutust. GPS-i abil sooritatakse näiteks teaduslikke töid, järelvalvet ja luuret. GPS aitab määrata inimeste, masinate ja loomade asukohta. Linnuvaatlejad kasutavad lindude kaartistamiseks GPS-seadmeid, mis paigaldatakse lindudel ümber jala. Tööandjatel on võimalik jälgida, kus piirkonnas ametiautod liiguvad ning isegi fikseerida autode liikumise kiirust. Kui ametiauto ületab riigipiiri, siis saab tööandja sellest teavitatud. Jälgimissüsteem näitab reaalajas ja ka minevikus läbitud asukohti, kiiruseületamisi, peatuskohti ja teekonda. Luuretöös kasutatakse GPS-i inimese asukoha määramiseks. Filmides oleme näinud, kuidas GPS-vastuvõtja paigaldatakse inimese riiete või kohvri külge ning riigiametnikud alustavad kurjategija jälitamist. GPS võimaldab registreerida maavärinate liikumist ja võnkeid mõõta. GPS-i on laialdaselt hakatud kasutama erinevates rakenduses. Näiteks Facebookis või tutvumisrakendustes kasutatakse GPS-i lähedal asuvate inimeste tuvastamiseks. Samuti põhinevad mitmed mängud asukohateenusel. Pokemon Go on populaarsust koguv mäng, milles inimene liigub maailmas ringi, mäng määrab pidevalt tema asukohta ning igas asukohas on võimalik leida pokemone. GPS-i on hakatud kasutama orienteerumismängudes. Kui kunagi kasutati peamiselt orienteerumismängudes ja –võistlustel tavalisi paberkandjal kaarte, siis nüüd on aina enam hakatud kasutama Google mapsi.
Sõjavägi kasutab siiani GPS-i. GPS võimaldab sõduritel leida objekte võõrastel territooriumitel ja jälgida vaenlaste liikumist. Sõjaväelennukid kasutavad GPS-i sihtmärkide leidmiseks ning paljud relvad jälgivad sihtmärke. Samuti aitab GPS määrata relval sihtmärgi ning seda rünnata.
GPS-il on mitmeid plusse. Inimestel on kergem enda ja objektide asukohta määrata. GPS-i on võimalik kasutada meelelahutuseesmärkidel ning tõsisemates valdkondades. GPS-i miinuseks on pidev areng, mis ei võimalda inimesel enam mitmeid toiminguid privaatselt teha. Kõik tema tegevused kaartistatakse. Kui inimene võtab pangaautomaadist sularaha välja, siis on ta automaatselt jäänud kaartile. Kõrgematel riigiametnikel on võimalik tuvastada inimese asukohta läbi tema telefoni. Viimane on nii pluss kui ka miinus . Kui inimene on kaduma läinud, siis üks lihtsamaid viise tema tuvastamiseks on asukoha määramine. Asukoha määramise lihtsus võtab aga ära teatud määral inimese privaatsuse.
Allikad:
Siim Jaansoo uurimistöö “GPS- Global Positioning System”
“Eesti inimkannatanutega liiklusõnnetuste asukoha täpsustamise võimalused”- Lõpparuanne
Füüsika materjalidest - “Elektromagnetismi rakendused ”
Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_Syste m
referaat “GPS”- Svetlana Kavalerova