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:

Irány
(fok)

Távolság
(km)

Hiba
(m)

Széchenyi tér, Szentháromság szobor - - -
Kálvária kapuja 359 0,40 30
Tettye vendéglő 40 1,05 60
Havihegyi templom 170 0,49 23
Lenkei Lajos emlék 345 0,86 -
Hamedli Gyula emlék 329 0,34 -
Dömörkapu buszforduló 348 0,68 13
TV torony 264 0,90 -
Széchenyi tér, Szentháromság szobor 164 2,52 54

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 46o06' Keleti hosszúság 18o13' valójában a Dömörkapu autóbusz-forduló pozíciói. (Mint ismeretes, az időjelző házikó hosszú ideig itt állt!). A helyes értékek: 46o04'33" illetve 18o13'42".

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!

GPS VEVŐK A GARMIN-tól

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.



Mecsek Híradó 63. szám, 1998. november
Természetbarát Híradó 80. szám, 1998. november
Túrista ismeretek
A Magyar Természetbarát Szövetség honlapja