KAKO DELUJE

Mehanizem GPS-navigacije temelji na mreži vsaj 24 satelitov v zemeljski orbiti, ki se gibljejo v več krožnih tirnicah okrog Zemlje (cca 20.000 km). Vsak satelit ima natančno (atomsko) uro in ves čas oddaja podatke o tem času ter podatke o tirnici gibanja, ki se določa s kontrolnimi zemeljskimi točkami. Ker je energija na vsakem satelitu zelo dragocena, je jasno, da je signal, ki ga oddaja posamezen satelit, zelo šibek (50 W ali manj).

Za določitev časa in položaja (zemljepisna dolžina in širina) moramo sprejeti signal z vsaj treh satelitov, za določitev nadmorske višine pa potrebujemo še četrtega. Teoretično – če bi imeli zelo natančno uro tudi v GPS-sprejemniku, bi zadoščal en signal manj. Podatki o položaju se izračunajo s postopkom trilateracije, to je postopkom določanja, ko so v trigonometrični mreži merjene le dolžine med točkami. Koordinatne točke določamo s postopnim zgoščevanjem, samo na osnovi merjenih in izračunanih dolžin. V našem primeru gre za razdalje med posameznim GPS-sprejemnikom in sateliti, s katerih sprejema signal. Iz razlike med časom, ko je bil signal sprejet, in časom, ko je bil poslan, lahko določimo razdaljo med sprejemnikom in satelitom, saj je hitrost širjenja signala znana. Iz zbirke podatkov o satelitih in sprejetih signalov lahko določimo položaj satelitov. Gre torej za razmeroma zapleten postopek določanja pozicije, kar je opazno predvsem pri »hladnem« zagonu GPS-sprejemnika ali če GPS-sprejemnik prenesemo na večjo razdaljo (npr. 500 km).

ŠE O SIGNALU

Signal majhne moči oddajajo sateliti na tako imenovanem področju L1 in L2. Civilni sistemi uporabljajo (L1) frekvenco 1575,42 MHz. Poznavanje frekvenčnega prostora nam pomaga pri razumevanju, da za sprejem signala ne bo večjih težav z ovirami, kot so oblaki, plastika in steklo, na težave pa bomo naleteli v različnih stavbah, kleteh, jamah ali tunelih. Omenili smo že, da GPS-signal vsebuje različne tipe informacij. Ena od njih je tudi tako imenovana koda I.D, ki označuje satelit, ki oddaja informacijo. To informacijo lahko ugotovimo tudi na programski opremi GPS-sprejemnika. Vsak satelit oddaja tudi podatke o orbitah vseh satelitov sistema. Pomembne so tudi informacije o trenutnem stanju satelitov (delujoč, nedelujoč), s katerimi lahko ugotovimo najprimernejše signale za sprejem. Jasno je, da se na poti med satelitom in sprejemnikom lahko pojavijo tudi različne motnje, kot so različni časovni zamiki signala pri prehodu preko atmosfere ali različne poti signalov kot posledica odbojev … Vsekakor pa glede na navedeno ni najpomembnejši podatek (bolj komercialen kot tehnični) o številu kanalov GPS-sprejemnika, saj nas n+1 satelit, kolikor jih ponujajo »najzmogljivejši« modeli, sploh ne pokriva. Pomembnejši podatek je občutljivost posameznega sprejemnika. Boljši so tisti GPS-sprejemniki, ki imajo večjo občutljivost (npr. 158 dBm), kot tisti s slabšo (npr. 150 dBm).

Eden od razlogov za priljubljenost sistemov GPS se nesporno skriva tudi v dejstvu, da je uporaba sistema, ki (razmeroma) zanesljivo deluje v vseh vremenskih razmerah, 24 ur na dan, popolnoma brezplačna (brez naročnine ali enkratnega stroška vključitve). Uporabnik potrebuje le ustrezen GPS-sprejemnik. Število uporabnikov sistema tudi ni omejeno, saj uporabnik signal z mreže satelitov le sprejema in ni povratne komunikacije s njimi.

GPS-SPREJEMNIK

Iz navedenih dejstev bi lahko »generični« GPS opisali kot namenski satelitski sprejemnik, ki s strojno in programsko opremo signal ustrezno dekodira, dobljene podatke pa uporabi kot osnovo za izračun podatkov, ki jih izpiše v želeni obliki. Z nekoliko drugačnimi besedami bi lahko GPS-sprejemnik torej razdelili na dva dela – sprejemnik GPS-signala ter računalnik, ki izvaja druge operacije. To je v resnici tudi mogoče, saj najdemo na trgu komercialne GPS-sprejemnike kot samostojne naprave ali v obliki dodatkov drugim napravam (mobilnim telefonom, dlančnikom idr.).

Pred nakupom GPS-sprejemnika je dobro razmisliti, za kak namen želimo GPS-sprejemnik imeti in kakšne naprave morda že imamo. Spoznali smo, da lahko z GPS-sprejemnikom določamo (le) svoj položaj. To lahko storimo praktično z vsakim sprejemnikom, vendar bi bilo 99,9 % uporabnikov le nad tem podatkom razočaranih. Največja dodana vrednost GPS-sprejemnika je v tem, kako lahko s pomočjo tega podatka (in ustrezne programske opreme) naredimo korak naprej. Če potrebujemo GPS-sprejemnik le kot pomoč pri avtomobilski navigaciji, je smiselno izbrati model, namenjen osebnim vozilom, ki so mu dodane ustrezne karte, tak model pa ni primeren za kolesarje in pohodnike ... Kaj torej odlikuje dober (berite: uporaben) GPS-sprejemnik? Dobra občutljivost, še boljša dosegljivost (komercialnih ali še lepše brezplačnih) kart, ki se redno posodabljajo, podpora govoru (v slovenskem jeziku), za prenosne modele še solidna baterijska avtonomija in podprtost z različnimi vmesniki … O komercialnih modelih tokrat ne bomo govorili, saj bomo svoj GPS-sistem poskusili ustrezno stroškovno optimirati.

MOBILNI TELEFON

V zadnjem času je kar nekaj tipov mobilnih telefonov opremljenih z GPS-sprejemnikom ali pa mu je ta dodan v paketu. Uporaba GPS-sprejemnika v takšni kombinaciji je zanimiva predvsem zaradi svoje priročnosti, saj nas mobilni telefoni spremljajo skoraj na vsakem koraku. Če telefona z GPS-sprejemnikom nimamo, si lahko pomagamo tudi drugače. Uporabimo lahko telefon, ki deluje na OS Symbian (S60, UIQ3.0), Palm OS ali Windows Mobile in ima vmesnik bluetooth ter ustrezno količino bliskovnega (flash) pomnilnika ali razširitveno režo za pomnilniško kartico. V tovrstni telefon lahko namestimo različne pakete, na primer Garmin Mobile XT Navigation for Smartphones (www8.garmin.com/support/collection.jsp?product=010-11034-00), ki ga brezplačno prenesemo z Garminove strani. Z njegovo pomočjo lahko mobilni telefon preko bluetooth vmesnika povežemo z zunanjim GPS-sprejemnikom, vse skupaj pa deluje kot Garminov sprejemnik, v katerega lahko naložimo tudi ustrezne zemljevide.

Pa si poglejmo, kako je zadeva videti v praksi. V našem primeru smo uporabili mobilni telefon Sony Ericsson P1i in GPS-sprejemnik Wintec G-Rays I. Razlogi za izbor tega modela GPS-sprejemnika so predvsem dobra občutljivost, razmeroma nizka cena (slabih 60 evrov), možnost polnjenja in povezave preko USB-vmesnika, sprejemljiva avtonomija baterij, vodotesnost ter podpora v okolju Windows (XP in Pocket PC). Kot izdelek nižjega cenovnega razreda sprejemnik nima dodane posebne programske opreme in internega pomnilnika, ki bi omogočal, da GPS-sprejemnik sam beleži opravljeno pot.

Po prenosu paketa Garmin Mobile XT for Symbian (v našem primeru različica UIQ3.0 – www8.garmin.com/software/GarminMobileXTforSymbianUIQ3.0_41020.exe) v osebni računalnik, smo mobilni telefon prek zibke (dock) povezali na osebni računalnik. Telefon postavimo v način prenosa podatkov (Data Transfer). Po izvedenem prenosu paketa v telefon, program zaženemo in namestimo na pomnilniško kartico. Telefon lahko damo iz zibke, ta pa nas povpraša, ali si želimo namestiti paket Garmin Mobile XT. Podobno lahko Garmin Mobile XT namestimo v druge mobilne telefone z operacijskim sistemom Symbian (npr. določeni telefoni proizvajalca Nokia).

Seveda pa bi bilo vse skupaj prelepo, če bi bila celotna investicija v naš GPS-sprejemnik le vložek 60 evrov za sprejemnik. Naložiti moramo še zemljevide. Garmin ponuja za različna regionalna področja ustrezne zemljevide. Za preprečevanje zlorab obstaja povezava med zemljevidom in napravo. Pri Garminu so pripravili zaščito, ki je lep čas kljubovala poskusom razbitja, vseeno pa lahko na spletnih straneh najdemo generatorje ključev, ki omogočajo razbitje kode. Odveč je verjetno opozorilo, da je takšno početje nelegalno. Zemljevidi (npr. AdriaRoute za naše področje), se prenesejo v telefon s programom MapSource. Če ne želimo odšteti denarja za komercialne zemljevide, lahko na različnih spletnih straneh najdemo tudi brezplačne zemljevide (npr. http://garminmapsearch.com). V tem primeru se nalaganje zemljevidov izvede z drugo programsko opremo (navedeno na tej strani).

Če nam tovrstne brezplačne karte ne ustrezajo, si jih lahko izdelamo tudi sami. Ena od popularnejših možnosti je, da kot osnovo uporabimo kar spletne zemljevide, dostopne preko spletnega servisa Google Maps (http://maps.google.com). Do teh v našem primeru ne bomo dostopali prek okolja spletnega brskalnika, ampak bomo uporabili za ta namen program GoogleMV (GoogleMapsViewer). Aktualno različico lahko prenesemo preko spletne strani www.silber2004.narod.ru. Program ne omogoča le ogleda zemljevidov, ampak tudi njihov prenos (shranjevanje) do uporabnika. Ker takšno početju pri Googlu ni ravno zaželeno, se lahko zgodi dvoje: pri pretiravanju (prenosu enormnih količin podatkov) lahko blokirajo vaš IP-naslov, hkrati pa občasno spreminjajo »interne nastavitve« tako, da je treba imeti svežo različico programa ali pa nastavitve vpisati ročno. Trenutno nameščena različica 2.9.4.4 v času pisanja članka deluje brez težav. Uporaba programa je zelo preprosta. Gibljemo se po Zemlji s poljubno povečavo pogleda (zum), ko pa nam prikaz zadošča, izvedemo izvoz v datoteko. Z brezplačno različico lahko zemljevid izvozimo v zapis priljubljenega OziExplorerja (www.oziexplorer.com); v tem primeru naredi GoogleMV dve datoteki z enakima imenoma (*.jpg, *.map). Prednost tovrstnega izvoza je ta, da je zemljevid umerjen. Če želimo tak zemljevid uporabiti v drugačnem okolju, lahko za pretvorbo uporabimo ustrezne pripomočke (npr. GPSMapedit – žal le komercialna različica).

Iz večletnih lastnih izkušenj lahko rečem le, da je uporabna vrednost tovrstnih zemljevidov 90 odstotkov manjša, saj niso tako natančni, predvsem pa uporabnika ne vodijo v »realnem času« prek govornega signala (npr. držite se desne, čez 100 m zavijte levo …) in nimajo dodatnih informacij (npr. najbližji bankomat, bencinske črpalke v bližini, stacionarni radarji …). Lahko bi našteli še kar nekaj argumentov, ki govorijo v prid uporabe plačljivih zemljevidov.

Če se pri nakupu mobilnega telefona odločamo o paketu, ki vključuje tudi GPS-sprejemnik in pripadajočo programsko opremo, je dobro preveriti, kako tak sprejemnik deluje v povezavi z njo. V nekaterih primerih je lahko rešitev takšna, da GPS-sprejemnik sprejema signal prek satelita, trenutni zemljevidi pa se nalagajo preko podatkovnega omrežja. V tem primeru se lahko pojavi kar nekaj težav – vprašanje plačevanja naročnine za samo storitev GPS, problem obračuna prenosa podatkov prek mobilnega omrežja (če le ta ni pavšalen), in kako je s tarifiranjem, ko smo na poti v tujini (npr. sprememba predvidene smeri).

ŠE DLANČNIK IN PRENOSNIK

Podobno kot smo naložili programsko opremo v mobilni telefon, lahko naložimo programsko opremo tudi v dlančnik (prednost večjega zaslona, zmogljivejši procesor) uporabimo pa lahko isti GPS-sprejemnik kot prej, se pravi, da bo povezava izvedena prek vmesnika bluetooth. Žal so bili v tem primeru pri proizvajalcu nekoliko manj popustljivi, saj je treba kupiti tudi »osnovno« programsko opremo. Načeloma se lahko uporabnik temu pogoju izogne tako, da namesto datoteke setup.exe požene datoteko *.msi. Do te pride tako, da namestitvene datoteke ne zažene, ampak jo odpre v programu za raztezanje) npr. WinRAR. Seveda pa še vedno ostane problematika nakupa potrebnih zemljevidov oziroma specifike. povezane z uporabo brezplačnih. Na spletnih straneh najdemo navodila. kako namestimo programsko opremo na dlančnikov pomnilnik oziroma razširitveno kartico. Koristne informacije lahko najdemo tudi na spletni strani www.malsingmaps.com/wiki/index.php/Garmin_XT_for_Windows_Mobile. Ne glede na uporabljeno napravo (mobilni telefon ali dlančnik) je uporabniški vmesnik takšen, kot smo ga vajeni na Garminovih sprejemnikih.

V našem primeru smo paket preizkusili na starejšem Fujitsu-Siemensovem dlančniku Pocket LOOX 610 BT/WLAN, ki sta mu bili dodani kartici CF (Compact Flash) in še SD. Podobno pri mobilnem telefonu sta se GPS-sprejemnik in dlančnik povezala prek vmesnika bluetooth, nekoliko natančneje, prek emuliranih zaporednih vrat. Prednosti uporabe dlančnika pred mobilnim telefonom so predvsem večji, na dotik občutljivi zaslon, zmogljivejša strojna oprema ter v določenih primerih lažja/cenejša razširljivost potrebnega bliskovnega pomnilnika, ki ga potrebujemo za nalaganje natančnejših zemljevidov. Na tem mestu še opozorilo: nalaganje natančnejših zemljevidov v dlančnik oziroma mobilni telefon lahko traja kar nekaj časa.

Za potovanje z avtomobilom je sprejemljiva možnost tudi uporaba prenosnika. Prednosti sta zmogljiva strojna oprema in precej širok izbor programske opreme. Soliden kompromis med velikostjo in možnostmi je lahko tudi mali Asusov prenosnik EEE. Žal pa malček v originalni izvedbi nima vmesnika bluetooth, zato smo ga z našim GPS-sprejemnikom povezali preko »zunanjega« vmesnika bluetooth oziroma USB-priključka. Pri Garminu so uporabnikom prenosnikov ponudili izdelek Garmin Mobile PC. Preizkusno različico lahko prenesemo s strani www8.garmin.com/support/collection.jsp?product=010-00685-00. Po prenosu datoteke GarminMobilePC_50030.exe ne zaženemo, ampak jo v programu za raztezanje podobno kot prej odpremo v poljubnem imeniku (npr. C:\install). Namesto datoteke setup.exe poženemo main.msi in izvedemo namestitev. Po namestitvi programa izberemo možnost preizkusnega obdobja, za aktiviranje tega pa potrebujemo povezavo z internetom. Žal v preizkusni različici ne moremo uporabiti ne-Garminovih GPS-sprejemnikov. Uporabniki, vajeni Garminovih izdelkov, se bodo izdelka hitro navadili, tako kot pri prej navedenih izdelkih lahko prijavimo v programsko opremo tudi naprave tretjega proizvajalca – prek zaporednih vrat ali USB-vmesnika. Tudi v tem primeru je koncept preprečitve morebitne zlorabe enak kot prej – z uporabo datotek unl, ki brez registracije onemogočijo polno uporabo programske opreme oziroma zemljevidov. Morda se marsikdo sploh ne zaveda, da imamo za področje Slovenije tudi več domačih izdelkov. Zaradi cenovne zanimivosti lahko »zlorabimo« za potrebe programske opreme GPS tudi elektronsko različico Telefonskega imenika Slovenije (TIS), ki ga namestimo z zgoščenke v osebni računalnik in uporabimo v povezavi z GPS-sprejemnikom (modul Karta). Zaradi koncepta zasnove TIS-a, je uporaba nekoliko drugačna, a omogoča solidne rezultate na področju »mestne navigacije«. Če vam takšno ali drugačno plačilo (programska oprema in/ali karte) ne diši, lahko razmislite o različnih brezplačnih oziroma odprtokodnih orodjih. Vsekakor pa se zavedajte, da potrebujemo za spodobne rezultate nekaj znanja in velikooooo časa, ki navsezadnje tudi ni brez cene ...

ZA KONEC

GPS-sprejemnik je lahko torej več kot le pripomoček za položaj. Največja dodana vrednost je v »bazi«, ki vsebuje najrazličnejše koristne informacije. Vseeno pa se lahko zgodi, da nas tudi sam GPS-sprejemnik pusti na cedilu. Pri potepanju po avstrijskem Salzburgu je GPS-sprejemnik pogosto sporočil izgubo satelitskega signala – posledica je bila seveda izguba dragocene pomoči pri navigaciji v ne ravno domačem mestu in v še bolj neugodnem trenutku. Prva misel, ki se je porodila, so bile prazne baterije sprejemnika, a se je žal pokazalo, da to ni razlog. Pri povratku so se znaki ponovili. Izkazalo se je, da je najverjetnejši razlog napeljava za mestni trolejbus, saj je na področjih večje gostote te predvidljivo prihajalo do motenj pri sprejemu šibkega signala s satelita.

Zavedati se je treba, da navedeni izdelki niso edini in da je konkurenca na tem področju močna (npr. TomTom, OziExplorer ...) in bo lahko še tako zahteven uporabnik našel izdelek zase. Prednosti komercialnih izdelkov, kot so na primer omenjeni Garminovi izdelki, so dobra programska podpora, prijaznost uporabniškega vmesnika in osveževanje podatkov (npr. nove ceste). Kljub temu pa se splača na pot ustrezno pripraviti, saj se včasih zgodi, da bo programska oprema svojeglavo vztrajala pri poti, ki še zdaleč ni optimalna, se sem ter tja odločila, da je treba polkrožno obrniti ali blizu cilja spremenila smer. A ostaja pomembno dejstvo, da nas tako ali drugače pripelje na cilj – edini pogoj je, da mu brez ugovarjanja sledimo kot ovce ...