Od začátku tohoto století se lehká ruční GPS zařízení staly levnými a široce dostupnými. Tato miniaturní zařízení fungují na základě signálů vysílaných řadou obíhajících satelitů a mohou triangulovat vaši polohu kdekoli na zemském povrchu. Jakmile je nastavena vaše počáteční poloha, mohou také sledovat vaše pohyby, určovat vaši rychlost a provádět mnoho dalších výpočtů. Tato technologie však vyžaduje přímou viditelnost se satelity.
Omezení
Existuje několik míst, kde kapesní GPS jednotky nebudou fungovat nebo nebudou fungovat dobře. Pokud se nacházíte uvnitř velké budovy nebo obchodního centra, je jen malá šance, že vaše zařízení GPS dokáže opravit dostatek satelitů k výpočtu vaší polohy. Totéž platí, pokud jste v podzemí, ať už v podzemním nákupním komplexu, tunelu, metru nebo přirozeně se vyskytující jeskyni. Dokonce i nadzemní turisté se občas mohou ocitnout bez použitelného signálu, pokud jsou pod skalním převisem nebo na dně zalesněné rokle. To je nevyhnutelné omezení technologie GPS.
GPS 101
Zařízení GPS shromažďují signály ze série sofistikovaných satelitů původně umístěných na oběžnou dráhu americkou armádou. Každý z nich je na pevné nebo „geostacionární“ oběžné dráze kolem Země a obsahuje extrémně přesné atomové hodiny. Vaše GPS porovnává signály z více satelitů, vypočítává, jak daleko jsou od vlastního interního času, a pomocí těchto čísel určuje vaši polohu. Kdykoli se váš ruční GPS může zablokovat na signály ze tří satelitů, může vám říci, kde na zemském povrchu se nacházíte. Pokud dokáže najít signály ze čtyř nebo více satelitů, může také zjistit vaši nadmořskou výšku.
Dead Reckoning
Pokud to víte, můžete očekávat, že vám systém GPS zobrazí chybovou zprávu, když projedete tunelem nebo jinak ztratíte signál. V praxi se to obvykle nestává. Jakmile GPS zjistí vaši počáteční polohu, neustále přepočítává vaši polohu v reálném čase. To poskytuje vaši rychlost a směr jízdy. Když vstoupíte do tunelu, vaše jednotka ztratí kontakt se satelity. Ví však, jak rychle jedete, po které ulici nebo dálnici a jakým směrem. Z toho vaše GPS dělá poučený odhad - tradičně nazývaný „mrtvé zúčtování“ - o vaší poloze, dokud není schopen obnovit kontakt s pozičními satelity.
Řešení
Existuje řada aplikací pro podzemní navigační a lokalizační systém podobný GPS a bylo zkoumáno několik konkurenčních technologií. Například japonská společnost Aichi Steel vyvinula zařízení, které vypočítává polohu pomocí magnetických polí Země a akcelerometru. V kombinaci s technologií GPS by teoreticky poskytoval bezproblémovou navigaci nad a pod zemí. Podzemní systém vyvinutý ve Švýcarsku pro průzkum jeskyní umisťuje přes jeskyni čtyři vysílače, které se mohou běžným způsobem připojit k satelitům GPS. Přijímají signály z vysílače neseného průzkumníkem a mohou tento signál triangulovat, aby poskytly přesnou polohu.
