Când hărţile nu sunt suficiente — Uimitorul sistem de poziţionare globală

DE LA CORESPONDENTUL NOSTRU DIN AUSTRALIA

TÂNĂRA excursionistă avea faţa transpirată din cauza efortului depus sub razele fierbinţi ale soarelui. A săltat rucsacul de pe umeri pentru a reduce puţin din greutatea lui. Rucsacul era plin cu lucruri necesare pentru a supravieţui. Şi-a desfăcut cu grijă harta ca s-o examineze şi, spre consternarea ei, nimic din jur nu părea cunoscut. Nu după mult timp a început să se neliniştească, iar în străfundul inimii începuse să simtă cum o cuprinde disperarea. „Doar nu m-am rătăcit“, a murmurat ea.

Dar deodată faţa i s-a luminat. A scos din rucsac un instrument aflat într-o cutie protectoare şi a introdus câteva date apăsând nişte butoane. După câteva clipe a început să zâmbească. Apoi şi-a aranjat repede lucrurile în rucsac şi a pornit la drum cu siguranţa celui care ştie exact în ce direcţie se îndreaptă.

De ce a putut această excursionistă să iasă atât de repede şi de uşor dintr-o situaţie aparent fără ieşire? Deoarece s-a folosit de un remarcabil instrument cunoscut sub numele de sistem de poziţionare globală, pe scurt GPS (Global Positioning System). Cu ajutorul acestui instrument, ea a ştiut cu exactitate unde se afla şi încotro trebuia să meargă. Dar ce este acest uimitor sistem GPS?

Numele întreg este Navstar Global Positioning System. Navstar este acronimul pentru Navigation Satellite Time and Ranging System. Iniţial, sistemul GPS a fost elaborat pentru forţele armate americane, însă acum orice persoană, din orice colţ al globului poate avea acces la el. Primul satelit necesar pentru ca sistemul GPS să funcţioneze a fost lansat în 1978. În prezent, sistemul complet utilizează 21 de sateliţi Navstar; există încă 3 sateliţi activi de rezervă, plasaţi deja pe orbite. Toţi aceşti sateliţi se deplasează pe orbite la o altitudine de 20 196 km, fiecare orbită având o înclinaţie de 55 de grade faţă de ecuator. Fiind plasaţi astfel, din orice loc de pe pământ pot fi utilizaţi cel puţin patru sateliţi în acelaşi timp.

Determinarea referinţei orare cu mare precizie — un element fundamental

Sateliţii emit semnale radio la anumite momente cunoscute, iar receptorul Navstar poate determina distanţa până la satelit măsurând cu exactitate durata necesară semnalului ca să ajungă la receptor. Semnalul ajunge pe pământ în circa 0,09 secunde. Receptorul înmulţeşte apoi această cifră cu viteza luminii şi se determină astfel distanţa până la satelit cu o precizie uluitoare. Însă măsurarea timpului trebuie să fie exactă, deoarece un decalaj de numai o milionime de secundă va avea ca rezultat o eroare de aproape 300 de metri!

Cum se poate obţine o asemenea precizie incredibilă în ce priveşte determinarea referinţei orare? Această precizie este obţinută cu ajutorul unor ceasuri atomice sofisticate, aflate în interiorul sateliţilor. Tom Logsdon explică următoarele în cartea sa The Navstar Global Positioning System: „Sateliţii din blocul II . . . sunt dotaţi cu patru ceasuri foarte exacte — două ceasuri atomice cu cesiu şi două ceasuri atomice cu rubidiu. Aceste ceasuri sunt atât de constante şi de exacte, încât vor rămâne în urmă sau o vor lua înainte cu aproximativ o secundă la 160 000 de ani!“

În mod concret, un receptor, cum a fost şi cel folosit de excursionista noastră menţionată la începutul articolului, recepţionează semnale de la patru sau mai mulţi sateliţi şi calculează distanţa până la fiecare satelit. Aceste distanţe sunt apoi folosite pentru a calcula latitudinea, longitudinea şi altitudinea la care se află în acel moment receptorul portabil. Rezultatele sunt apoi afişate pe ecranul receptorului GPS. Pentru o poziţionare exactă sunt necesari cel puţin patru sateliţi. Receptorii portabili sunt uşori şi ieftini, având cam aceeaşi mărime şi acelaşi preţ cu cele ale unui telefon mobil.

Este sistemul GPS mai bun decât hărţile obişnuite?

Receptorii GPS indică nu numai poziţia exactă a receptorului, ci şi direcţia care trebuie urmată, în cazul în care sunt introduse în mod corect detaliile legate de destinaţia dorită. Aşadar, în această privinţă, instrumentele de tipul sistemului GPS sunt mai bune decât cele mai exacte hărţi obişnuite. De exemplu: când vrei să găseşti drumul cu ajutorul unei hărţi, poţi fi împiedicat de unele variabile, cum ar fi copacii înalţi sau chiar vegetaţia deasă. Terenurile lipsite de puncte de referinţă (în special oceanele şi deşerturile), întunericul şi ceaţa sunt doar câteva lucruri care fac dificilă, ba chiar complet ineficientă, utilizarea hărţilor. Bineînţeles, receptorul GPS nu scoate din uz hărţile; acesta dă însă rezultate foarte bune când se foloseşte împreună cu hărţile. El poate fi folosit foarte bine la indicarea direcţiei în cazul navelor care vor să intre în porturi învăluite în ceaţă şi la urmărirea containerelor cu marfă în porturile aglomerate, precum şi în multe alte scopuri comerciale.

Întrucât sistemul GPS a fost îmbunătăţit, vă prezentăm alte câteva utilizări ce i s-au dat.

● Urmărirea aisbergurilor periculoase

● Prognozarea vremii

● Aterizarea cu mare precizie a avioanelor

● Descoperirea navelor scufundate

● Sisteme de navigaţie şi de urmărire pentru automobile

● Distribuirea exactă a îngrăşămintelor

Astfel excursionista noastră a fost îndrumată de acest sistem unic de sateliţi, care a ajutat-o să aibă o imagine de ansamblu a poziţiei sale exacte şi i-a furnizat informaţii exacte în momentul în care avea cea mai mare nevoie de ele. În plus, a primit instrucţiuni referitoare la direcţia corectă în care trebuia să meargă, ajungând în final la destinaţie în deplină siguranţă. Da, exact când credea că se rătăcise, ea a fost ajutată de uimitorul sistem de poziţionare globală Navstar!

[Chenarul de la pagina 22]

În 1984, Ron Frates, un om de afaceri din Oklahoma, a utilizat sistemul GPS (Global Positioning System) pentru a putea localiza ruinele unor aşezări antice mayaşe, ascunse în jungla deasă din Guatemala şi Belize. Frates a utilizat fotografiile Landsat, apelând şi la navigaţia exactă oferită de sistemul GPS. „Am reuşit să trasăm în aproape cinci zile graniţele civilizaţiei maya în peninsula Yucatan“, au declarat Frates şi colegii săi. „Dacă am fi lucrat mergând pe jos ne-ar fi trebuit cel puţin o sută de ani.“

[Diagrama/Fotografiile de la paginile 22 şi 23]

(Pentru modul în care textul apare în pagină, vezi publicaţia)

CE POATE INDICA SISTEMUL GPS

Poziţia exactă în care vă aflaţi

Sunt afişate coordonatele: longitudinea şi latitudinea

Ora şi data

Busolă tracking

Altitudinea la care vă aflaţi

Hartă topografică

Aceasta poate fi mărită sau micşorată. Dacă sunteţi cu maşina, o puteţi folosi pentru a vă îndrepta spre o destinaţie unde n-aţi mai fost niciodată

Direcţia pe care trebuie să o urmaţi

O busolă cu ac indicator vă poate indica direcţia pe care trebuie s-o urmaţi pentru a vă întoarce acasă; este afişată distanţa pe care o mai aveţi de parcurs

Antenă

Mărime naturală

Poziţia sateliţilor

Această imagine a cerului arată pe care dintre cei 24 de sateliţi îi poate „vedea“ receptorul vostru

Intensitatea semnalului

În cazul în care unii sateliţi se blochează (banda gri), receptorul utilizează ceilalţi sateliţi pentru a menţine poziţia în care vă aflaţi fixă

[Provenienţa fotografiei de la pagina 21–23]

Globurile de pe paginile 21–23: Mountain High Maps® Copyright © 1997 Digital Wisdom, Inc.