GPS, WAAS, EGNOS ושאר מושגים בראשי תיבות

בקצרה: מה זה GPS?

GLOBAL POSITION SYSYTEM או בשם המקוצר GPS היא מערכת עזר לניווט אשר הוקמה בשנות ה-60 על-ידי משרד ההגנה האמריקאי במטרה לסייע לחיילי המעצמה למצוא עצמם ולנווט בכל מקום אליו יישלח אותם הנשיא - מפקד הצבא. בפועל המציאות הייתה חזקה מהחזון ובדומה לאינטרנט הפכה המערכת לנחלת השימושים האזרחיים השונים. כיום אין כמעט גוף הנדרש לניווט ומדידת מיקום שלא משתמש בGPS. אוניות, מטוסים, ציי רכב, ניווט בעיר, שרותי איתור ומיגון, מודדי קרקע וכמובן אנחנו המטיילים.

ואיך זה עובד?

במערכת הGPS קיימים 3 מרכיבים:הלויין, תחנת הקרקע והמקלט הנמצא אצל המשתמש. 24 לויינים מקיפים אותנו, הם נשלטים על-ידי תחנות קרקע של ארצות הברית והם משדרים באופן רציף קבצי נתונים (הנקראים ''אלמנך'') לכיוון כדור הארץ. המכשירים והאנטנות הנמצאים אצל המשתמש, הצבאי והאזרחי, הם מקלטים (פאסיביים בלבד) היודעים לקבל את קבצי הנתונים ולתרגם אותם לנקודת ציון באטמוספירה. ויש להדגיש: הנתון הבסיסי המתקבל מהGPS הוא נקודת הציון במיקום העצמי של האנטנה. שאר הפונקציות שאנו מכירים מהמכשירים שבידינו, כגון ניווט אל היעד, הצגת נקודת הציון על מפה, מסכי ''מצפן'' הם מתוך התוכנה של המכשיר עצמו. המינימום הנדרש על מנת לקבל נקודת ציון על פני השטח הוא קליטה של נתונים מ-3 לווינים. ואילו על מנת לקבל נקודת ציון תלת מימדית (כולל גובה) נדרשים 4 לווינים זמינים.

רמת דיוק נקודת הציון המתקבלת במערכת הGPS

כאמור - המכשיר שבידינו הוא מקלט היודע לקבל נתונים ולחשב את נקודת הציון בה נמצאת האנטנה מאוסף הנתונים ששולחים אליו הלווינים. מכיוון שלארצות הברית שליטה על הנתונים שמשדר הלווין ביכולתם גם לשבשם ובכך לגרום למקלט שבידינו לספק נתון של מיקום עצמי מוטעה. כיום, על-פי צו מתקופת קלינטון טוענים האמריקאים כי אין הם משבשים יותר את הנתונים אך כהצהרתם הם שומרים לעצמם את האפשרות לעשות כן בכל מקום ובכל זמן שיימצאו לנכון. בנוסף על כך קיימים גורמים ''אוביקטיבים'' נוספים המשבשים את איכות נקודת הציון המתקבלת ובניהם: המרחק הרב שבין הלווין למקלט, המעבר מהיונספירה לאטומוסיפרה, תיאומי שעונים ועוד. כך שבמצב הרגיל איכות הדיוק של נקודת הציון המתקבלת היא ברדיוס של כ-25 מטר. רק לידיעה : לחיילי ארצות הברית ולבנות בריתה מקלטים היודעים לתרגם תדר מוצפן נוסף (P-CODE) ששולחים לוויני הGPS ובעזרתו רמת הדיוק שהם מקבלים טובה יותר.

שיפורים ברמת הדיוק במערכת האזרחית

מכיוון שהGPS נפוץ מאוד בשימוש האזרחים התפתחו להם עם השנים, בעיקר בארצות הברית,שירותים לשיפור הדיוק ובהשקעה כספית נכונה יכולים הרוצים בכך להגיע לרמת דיוק של מודדי קרקע. הרעיון הוא פשוט: אם בנקודה מסויימת הידועה לנו נדע מהיא הסטייה המתקבלת מהGPS שם - נוכל להסיק מכך כי סטייה דומה תתקבל לכל נקודת ציון אחרת באותו מרחב - סוג של תיקון זה נקרא תיקון דיפרנציאלי. בנוסף על כך - ככול שנשהה ללא תזוזה זמן רב יותר באותה נקודה נוכל ''לבקש'' ממקלט הGPS לבצע מיצועים (מלשון ממוצעים) של נקודות הציון המתקבלות ולתת לנו את הנתון של נקודת הציון העצמית בדיוק רב יותר. מכאן שהמערכת לתיקון דיפרנציאלי סטטי בה משתמשים מודדי הקרקע היא המדוייקת יותר - גם נמצאת זמן רב באותה נקודה וגם מקבלת תיקון דיפרנציאלי המשודר מנקודה אשר מדודה בדיוק רב. עד לא מזמן פעלו בארצות הברית רק מערכות קרקעיות לתיקון דיפרנציאלי דינמי (כלומר לגופים הנמצאים בתנועה - כמו יאכטה).כך שתמורת תשלום הורשה המשתמש לקלוט תדר רדיו מוצפן שסיפק את הוקטור (אזימוט וטווח) של הסטייה העכשווית.

ואז הגיע הWAAS

Wide Area Augmentation System היא מערכת אזרחית לתיקון דיפרנציאלי לשגיאות בGPS הפועלת באופן מלא מעל צפון אמריקה. המערכת מופעלת מתוך לווין תקשרות ה''עומד'' מעל נקודה קבועה (ולכן פועל רק מעל צפון אמריקה) ומשדר את נתוני הטעות העכשווים. מקלט GPS אשר קולט נתונים אלו יודע להציג למשתמש נקודת ציון בדיוק של כ-3 עד 5 מטרים לערך. לא כל GPS יודע לקלוט את הנתון הנ''ל ולעשות בו שימוש לשיפור הדיוק אלא רק המכשירים החדישים עליהם יצויין הדבר. לדוגמה: מכשיר הCOLORTRAK (מתוצרת מגלן) לא יודע לעשות זאת אך מכשיר המרדיאן (החדש יחסית) והספורטק (שניהם מתוצרת מגלן) עושים זאת מצוין.

אז מה עושים במדינת ישראל?

לשימחת הישראלים - סוכנות החלל הארופית, אשר שואפת להקים מערכת ניווט עצמאית, מריצה כרגע מערכת דומה ל WAAS ששמה EGNOS ואשר פועלת באמצעות תחנות קרקע ו- 2 לוויני תקשורת INMRSAT שבין כלל שירותיהם הם משדרים לארופה (וגם למזרח התיכון) נתוני בקרה ותיקונים דיפרנציאלים באותו תדר שעובד הWAAS האמריקאי. המערכת עצמה תיכנס לשירות מלא בשנת 2004 ומי שרוצה להתעדכן במידע עדכני ואף לעזור ולספק מידע לבוני המערכת מוזמן להיכנס לאתר של סוכנות החלל הארופית.


http://www.esa.int/export/esaSA/navigation.html

אז מה לעשות עם המפה והמצפן?

את שני האביזרים הבסיסיים ביותר לניווט - המפה והמצפן לא מומלץ לשכוח בבית, למרות שרב בעלי הGPS ובמיוחד אלו המצויידים במחשבי רכב/נידיים/כף יד עם תוכנת ניווט כמעט, אם בכלל, יעשו בהם שימוש יום-יומי - עדיין לשעת חירום מומלץ שיהיה ברכב גם מפה וגם מצפן לימים קשים. וראו את הכתבה מיום 12/3/03 על שיבושים במערכת הGPS והשפעתם על המשתמשים בישראל. לשאלות ותגובות ניתן להיכנס לפורום הניווט של אתר השטח הישראלי. מצורף הקישור לאתר של פז-לוגיסטיקה


https://www.4x4.co.il/forum_heb/list.asp?fid=13
http://www.pazlogistics.com/