System GPS jest dziś dla nas oczywistością. Odbiorniki bieżącej lokalizacji znajdują się w licznych urządzeniach, od telefonów komórkowych i tabletów po samochody, łodzie, a nawet ciągniki rolnicze, ale nie zawsze tak było. To prezydent Ronald Reagan umożliwił poinformowanie o systemie GPS opinii publicznej, a prezydent Bill Clinton uczynił go użytecznym (czyt.: dokładnym). Jak to?
Pierwotnie Globalny System Pozycjonowania (GPS) stworzył w 1973 roku Departament Obrony Stanów Zjednoczonych (DoD). Nazywał się wtedy NAVSTAR i miał służyć do dokładnego określania położenia personelu i sprzętu wojskowego. Wojsko używało też GPS do wskazywania celów podczas ataków lotniczych. Nowoczesne rakiety, takie jak Tomahawk, są wyposażone w odbiornik GPS, który nieustannie koryguje trajektorię lotu pocisku i pozwala na zdecydowanie większą precyzję trafień celów.
Tymczasem 1 września 1983 roku zestrzelono samolot Boeing 747 Koreańskich Linii Lotniczych, przewożący 269 osób, w rezultacie niezamierzonego wkroczenia w zakazaną przestrzeń powietrzną ZSRR. Reagując na tę tragedię, prezydent Ronald Reagan wydał rozporządzenie wykonawcze zezwalające na cywilne wykorzystanie systemu GPS, ale w wersji ograniczonej. Ograniczenie polegało na wprowadzeniu celowego, losowego błędu do wskazań, nazwanego Selective Availability (SA). Pogarszał on odczyty „cywilne” o około 100 m, wprowadzając nieznaczny błąd czasu podawanego przez zegary pokładowe satelitów. 1 maja 2000 roku prezydent Bill Clinton skończył z tym procederem, wskazując na jego niekorzystny wpływ na gospodarkę oraz jako czynnik ograniczający tempo rozwoju usług związanych z pozycjonowaniem. Od tej chwili dokładność systemu GPS wynosiła dla wszystkich użytkowników 5 m. W 2018 roku zaczęto produkować odbiorniki GPS mogące wskazać lokalizację z dokładnością do 30 cm. Użytkownicy profesjonalni, korzystający ze zdublowanych odbiorników i dodatkowych rozwiązań, mogą zwiększyć tę dokładność do kilku centymetrów, a nawet… milimetrów. Zadziwiające!
Powody odtajnienia amerykańskiego systemu GPS były jednak również inne. Rosja w międzyczasie zaczęła opracowywać swój Globalny System Nawigacji Satelitarnej (GLONASS), który jednak nadal nie jest dostępny w skali globalnej. Chiny rozpoczęły budować swój system BeiDou w 2018 roku i zakończyły jego pełne wdrożenie w 2020. Z kolei najbliższa nam Unia Europejska zapewnia system pozycjonowania Galileo; Indie mają NavIC, a japoński Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) wspomaga dokładność amerykańskiego GPS-u w regionie Azji i Oceanii. Japonia planuje mieć swój własny system, niezależny od GPS, do 2023 roku.
Co ciekawe, pierwsze cztery satelity GPS wystrzelono już w 1978 roku, jednak dopiero 17 lipca 1995 system stał się w pełni operacyjny w skali całej planety. Wynikało to z faktu, że aby zapewnić pełne pokrycie globu, należało wystrzelić minimum 24 satelity nawigacyjne. Obecnie w przestrzeni wokółziemskiej krąży po sześciu orbitach na wysokości 20 tys. km 31 satelitów GPS, orbitujących wokół Ziemi dwa razy dziennie; 27 z nich jest operacyjnych, a cztery są zapasowe. Ta rozszerzona konstelacja satelitów pozwala każdemu odbiornikowi widoczność co najmniej pięciu (niektóre źródła podają dziewięciu) satelitów z dowolnego punktu na Ziemi w dowolnym czasie.
Ziemia nie jest idealną kulą, gdyż wskutek ruchu wirowego uległa lekkiemu spłaszczeniu. Dlatego jedną z funkcji systemu GPS jest również pomiar wysokości. Dzięki temu podczas wycieczek górskich jesteśmy w stanie nie tylko określić naszą lokalizację, ale również wysokość nad poziomem morza.
System GPS jest obsługiwany od 2019 roku przez nowe Siły Kosmiczne Stanów Zjednoczonych (USSF), a my polegamy na nim bardziej niż kiedykolwiek wcześniej. Wielu z nas zgubiłoby się w mgnieniu oka bez nawigacji GPS prowadzącej nas do celu krok po kroku. Odbiorniki GPS umieszczone na traktorach są wykorzystywane przez rolników do autonomicznej uprawy, sadzenia, podlewania, opryskiwania i zbierania plonów. Geolodzy, geodeci, firmy transportowe, piloci linii lotniczych, kapitanowie łodzi, dostawcy usług telekomunikacyjnych i miejskich, osoby udzielające pierwszej pomocy, organy ścigania i górnicy – wszyscy oni na co dzień polegają na systemie GPS. Coraz częściej GPS jest używany, aby zlokalizować zagubione zwierzęta domowe, złapać kłusowników i złodziei. Lista jego zastosowań jest bardzo długa i ciągle rośnie.
Krzysztof Hajdrowski
