Tájékozódás "holdfényben"
(GPS)

Arató Csongor

Nemrég Franciaországban egy túraverseny-kiírásban a következőt olvashattam: "a tájékozódási feladatokban mindenféle elektronikai eszköz: számítógép, fax, mobil telefon és GPS használata tilos!" Mit is jelent ez a három betű: GPS? Mint annyi más találmány, a Global Positioning System (Globális Helymeghatározó Rendszer) is katonai fejlesztésnek köszönheti létét. A 70-es évek végén az USA és a SZU majdnem egyidőben olyan rendszert fejlesztett ki, amelynek működése a tájékozódásból jól ismert ívmetszésen alapul: ha tudom két ismert ponttól az álláspontom távolságát, akkor körzővel megszerkeszthetem, hol állok. A GPS esetében a távolság-meghatározást a műholdakról sugárzott modulált rádióhullámok és az ezek vételére (valamint a pozíció kiszámítására) alkalmas vevőkészülék teszi lehetővé.

Rádióhullámokkal működő helymeghatározó rendszereket a második világháborúban már alkalmaztak a repülőgépek irányítására. Miért van akkor szükség a műholdakra? A földi adók hatótávolsága a hegyek árnyékoló hatása miatt korlátozott, a mérésre alkalmas rádióhullámok számára már egy domb is árnyékot okozhat. Ezzel szemben a műholdak láthatósága jelentősen kedvezőbb, hiszen fölöttünk vannak! A világűrben keringő 24 GPS-műhold ma már biztosítja, hogy a föld minden pontján legalább négy, de általában jóval több műhold tartózkodik a horizont felett. A domborzati- és terepviszonyoktól eltekintve (szakadék, mély völgy, magas épületek, sűrű lombozatú erdő), a GPS gyakorlatilag az egész világon mindenütt működik!

Képzeljük el az ívmetszési feladatot a térben: gyorsan rájöhetünk, hogy legalább három műhold távolságának meghatározásával a vevő műszer térbeli elhelyezkedését határozhatjuk meg.

Ez a rendszer szinte hihetetlen távlatokat nyit a tájékozódásban: bárhol a világon percek alatt meghatározhatja a földrajzi helyzetét, akinek van egy GPS készüléke! Milyen pontos helymeghatározást tesz lehetővé a GPS? Mint minden katonai alkalmazás, a GPS is titkosított: a rádióhullámok kódoltak. A geodéziai igénnyel végzett méréshez ezért két vevőkészülék kell. A két vevő távolságát ugyanis utólag cm-re pontosan ki lehet számítani, így egy alappont segítségével bármely más pont helye meghatározható. Az egyszerűbb készülékekkel a kódolt rádióhullámok "megfejtése" 15-60 m-es pontossággal sikerülhet, attól függően, hogy egyszerre hány műhold jelét észleli a vevő. Több irányú méréssel a pontosság jelentősen növekszik. A SOKKIA cég pécsi kirendeltségének köszönhetően, nemrég kipróbálhattam egy ilyen - talán a turisták számára is elérhető árú - kis kategóriájú GPS-t. (Ez az alkalom nem a "Zsolnay-Tubes Kupa" túraverseny volt...)

Maga a készülék nem nagyobb egy mobiltelefonnál és a Széchenyi téren bekapcsolva néhány perc után közölte a földrajzi koordinátákat és a tengerszint feletti magasságot (hisz ne felejtsük el: a műszer a térbeli helyzetünket határozza meg!). A földrajzi koordinátákkal persze igazából olyan térképen lehet tájékozódni, amin a szélességi és hosszúsági fokok fel vannak tüntetve. A Mecsek térkép használóinak azonban nem kell emiatt lemondaniuk a GPS-ről. Felbecsülhetetlen segítséget nyújt ugyanis a műszernek az a szolgáltatása, hogy emlékszik az általunk kijelölt pontokra és bármikor megmondja, hogy ezektől milyen irányban és milyen távolságra vagyunk. Micsoda lehetőség! Rögzítem például a turistaház pozícióit és éjszaka, ködben, esőben megmondja a műszer: a ház 13 fokra és 1,43 km-re van...

Ugorjunk hát a mélyvízbe, induljunk fel a Mecsekre! Egy séta során rögzítettem az érintett pontok koordinátáit és ezek alapján a készülék előállította az útvonal irányszögekkel és távolságokkal meghatározott leírását. A Széchenyi térről indulva az irányszögek, és a távolságok rendre:

A vételt a terepviszonyok több helyen befolyásolták (mint említettük, a műholdak rálátását a magasabb épületek és sűrű lombozatú fák árnyékolják), ez gyakorlatilag azt jelentette, hogy pl. az Elefántos ház előtt, vagy az Irma úton a völgyfenéken, fák alatt előfordult, hogy a készülék nem látott elég műholdat.

Ilyenkor a műszert kézben tartva, 10-20 m-re eltávolodva kellett olyan pozíciót keresni, ahol megfelelő a vétel. Ilyen módon gyakorlatilag mindenütt sikerült helymeghatározást végezni. A hegyről lefelé kipróbálhattam az eszköz egyik hasznos szolgáltatását: navigáció egy korábban felkeresett pontra. A készülék folyamatosan mutatta a célba vett tereptárgy - a Lenkei Lajos emlék - irányszögét és távolságát, sőt ha nem forgattam túl sokat a műszert, akkor betájolta magát északra és egy nyíllal a valós irányba mutatva vezetett. Egy másik kényelmi szolgáltatás a folyadékkristályos kijelzőn megjelenített térképvázlat a megtett útvonallal.

A mérési eredmények pontosságát az M 1:500-as léptékű közmű-alaptérképre felszerkesztett pontokkal ellenőriztem. (A szerkesztéshez az adatokat át kellett transzformálni EOV rendszerű koordinátává, ebben szintén a SOKKIA Kft segített.) További 22 helyszínen végzett mérés eredményeinek ellenőrzése után megállapíthattam, hogy a helymeghatározás hibája az esetek túlnyomó többségében 13 és 60 m között van. Egy alkalommal mértem 13 m-nél kisebb (11,4 m) és egyszer 60 m-nél nagyobb hibát (86,6 m). Ez utóbbi a lakóépületek közötti kedvezőtlen műhold-rálátással hozható összefüggésbe (Anna u.- Papnövelde u. sarok).

A műholdas helymeghatározás pontosságának értékelésénél érdemes figyelembe venni, hogy a hiba független a mért távolságtól, emiatt a hibaszázalék a nagy távolságok mérésekor kedvezőbb.

Itt kell megjegyeznem, hogy a Széchenyi téren álló időjelző házikón látható földrajzi koordináták értéke hibás: a feltüntetett Északi szélesség 46^o06' Keleti hosszúság 18^o13' valójában a Dömörkapu autóbusz-forduló pozíciói. (Mint ismeretes, az időjelző házikó hosszú ideig itt állt!). A helyes értékek: 46^o04'33" illetve 18^o13'42".

Röviden összefoglalva: egy ilyen kategóriájú GPS arra alkalmas, hogy kb. 60 m-es pontossággal megmondja, hol vagyok, tárolja a megtett út jellemző pontjainak koordinátáit, valamint adatokat szolgáltat arról, hogy az állásponttól milyen irányban és távolságban vannak a korábban felkeresett pontok. Az egyszerűbb GPS-ek pontossága a túraversenyek tisztaságát egyelőre nem veszélyezteti, az azonban biztos, hogy - visszagondolva pl. a Dél-dunántúli Kéktúra somogyi szakaszaira - ismeretlen vidékeken, netán egzotikus tájakon vándorolva felbecsülhetetlen segítséget tudnak nyújtani!

A Sokkia Kft. 1997 júniusában vette fel a kapcsolatot a kézi GPS vevők gyártásában világelső GARMIN céggel. A kézi GPS vevőkkel általában abszolút helymeghatározást tudunk végezni. Ez azt jelenti, hogy a meghatározáshoz - amelynek pontossága több körülménytől függően 20-150 méter közötti lehet - csak egy GPS vevőt használunk. Természetesen ezen vevők is alkalmasak rádión keresztül sugárzott korrekciós jelek vételére. A pontosság ezzel a módszerrel 5-10 méterig fokozható. Ezek a vevők tehát inkább durva helymeghatározásra és pontfelkeresésre (navigálásra) alkalmasak.

A kézi GPS vevők súlya általában 1/4 kg körül mozog, míg méretüket tekintve sem nagyobbak egy közepes nagyságú mobiltelefonnál. Fizikai megjelenésüket meghazudtoló szintű azonban tudásuk és szolgáltatásaik sokoldalúsága. A vevő pillanatnyi pozíciója egyetlen gomb lenyomásával tárolható a készülék memóriájában. A legújabb változatok 500 pont adatait képesek tárolni. Ezeket a meghatározott, vagy számítógépről letöltött koordinátákkal úgynevezett útvonalakba lehet rendezni. A pontokra navigálás (rávezetés) egyedi pontonként vagy az útvonal elírás sorrendjében is elvégezhető. A GPS kijelzőjén egy célpont kiválasztásakor megjeleníthető a célpont iránya és távolsága az aktuális pozíciótól, a várható célbaérkezés időpont, a haladás iránya és sebessége. Egyes típusok esetében kijeleztethető ezen kívül a haladás átlagsebessége az elért maximális sebesség, valamint az indulás óta eltelt idő és megtett távolság is.

A haladás során a bekapcsolt GPS vevő kijelzőjén grafikusan megjeleníthető a haladás nyomvonala. A készülék kezelője nem csak a memóriában tárolt célpontokra vezettetheti rá magát, hanem a haladás során keletkezett nyomvonal főbb töréspontjaira navigálással visszavezetheti önmagát a kiindulási pontra.

A tárolt nyomvonal és célpont-térképet 12 fokozatú zoom-mal tekintheti meg a kezelő. A tárolt nyomvonalak és célpontok egy adatátviteli kábel és egy kommunikációs szoftver alkalmazásával áttölthetők személy számítógépre. Természetesen fordított irányú adatátvitel is lehetséges.