Dwie dekady GPS
Funkcjonowania bez niego nie wyobraża sobie chyba już większość kierowców, a i niezmotoryzowani sięgają po niego coraz częściej. 17 lipca 2015 roku mija dokładnie 20 lat od momentu, kiedy system nawigacji satelitarnej stworzony przez Departament Obrony USA uzyskał pełną operatywność
Prace nad jego uruchomieniem zakończono bowiem dużo wcześniej, bo już w marcu 1994 roku, wraz z wprowadzeniem na orbitę ostatniego satelity z generacji Block II. Działanie GPS opiera się właśnie na satelitach rozmieszczonych wokół Ziemi na orbitach na wysokości ok. 20183 km. Każdy punkt dla powierzchni globu monitorują cztery satelity. Z ponad 30 urządzeń przebywających w przestrzeni kosmicznej, „pod bronią” znajduje się z reguły ok. 28, pozostałe są testowane bądź nieaktywne z przyczyn technicznych. Sam system natomiast wywodzi się z prac prowadzonych przez U.S. Department of Defense na początku lat 70. ubiegłego wieku. Wtedy to starano się udoskonalić poprzednie systemy nawigacji satelitarnej takie jak Transit.
Satelity stanowią tylko jeden z trzech segmentów systemu, którego pełna nazwa brzmi Global Positioning System – Navigation Signal Timing And Ranging (GPS–NAVSTAR). Drugi to segment naziemny, składający się ze stacji kontrolnych i monitorujących, a trzeci – segment użytkownika, czyli odbiorniki sygnału np. urządzenia stosowane przez kierowców.
Satelity wysyłają sygnał radiowy do odbiorników, a wszystko polega na pomiarze czasu dotarcia tegoż sygnału. Znając zarówno dokładny czas wysłania sygnału, jak i prędkość fali elektromagnetycznej, oblicza się odległość odbiornika od satelitów. Sygnał GPS zawiera informacje o układzie satelitów na niebie, ich teoretycznej drodze oraz odchyleniach od niej. Po analizie tych danych system określa swoją pozycję względem czwórki satelitów, dla których odbiornik jest w zasięgu, po czym mikroprocesor odbiornika może obliczyć długość i szerokość geograficzną oraz wysokość elipsoidalną.
System GPS używa dwóch częstotliwości nośnych: L1 = 1575,42 MHz (długość fali 19,029 cm) i L2 = 1227,6 MHz (długość fali 24,421 cm). Porównanie różnicy faz obu sygnałów pozwala na dokładne wyznaczenie czasu propagacji (rozprzestrzeniania się fal radiowych), który ze względu na działanie jonosfery ulega nieznacznym wahaniom. Wahanie te nie uniemożliwiającym jednak określenie współrzędnych.
GPS jest zarządzany i utrzymywany, jak już wspomnieliśmy, przez Departament Obrony USA. I choć koszty funkcjonowania systemu są duże, a zgodnie z polityką Stanów Zjednoczonych dostęp do niego jest i ma pozostać bezpłatny, to zyski dla gospodarki światowej, a zwłaszcza amerykańskiej, niejako zmuszają USA do łożenia na system. Warto jednakże zwrócić uwagę na fakt, z jaką łatwością miliony użytkowników GPS dobrowolnie przekazuje rządowi Stanów Zjednoczonych informacje o swoim położeniu.
Inna sprawa, że konkurencja nie śpi. Swoim systemem dysponują Wojska Kosmiczne Federacji Rosyjskiej (GLONASS) i Chińczycy (BeiDou), a w tyle nie chce pozostawać także Europejska Agencja Kosmiczna od dekady pracująca nad systemem Galileo.
