Systemy nawigacji GPS, GLONASS, GALILEO – kto w tym zestawieniu jest zwycięzcą?
Monitorowanie własnej lokalizacji stało się już tak naturalne, że nie zastanawiamy się w zasadzie, w jaki sposób ten proces się odbywa, a jego synonimem stał się GPS. Wyciągamy smartfona, włączamy Google Maps i szukamy. Czy tak jest naprawdę?
Nowoczesny sprzęt używa nie tylko GPS do ustalenia naszej lokalizacji, ale wykorzystuje również systemy z innych kontynentów, jak np. europejski system Galileo, chiński Compass (lokalna nazwa to Beidou, czyli Wielka Niedźwiedzica) czy rosyjski GLONASS. W zasadzie wcale nie musimy o tym wiedzieć, wystarczy, że mamy włączoną opcję lokalizacji a reszta odbywa się bez naszego udziału. Czy to znaczy, że GPS jest zbyt dokładny? Jak wojna na Ukrainie wpłynie na pomiary? Przeanalizujmy zatem całą sytuację.
GPS właściwie nie był pierwszym systemem pozycjonowania. Był nim Transit powstały w latach 60. i użytkowany pierwotnie przez amerykańską Marynarkę Wojenną. GPS, czyli Global Positioning System, jest jego udoskonalonym następcą. Powstał w latach 70. i obecnie składa się z 31 satelitów, które swoim zasięgiem obejmują całą kulę ziemską. Posiada on jednak jedną, ogromną wadę. Mimo powszechności w dalszym ciągu jest to system wojskowy. To od armii Stanów Zjednoczonych zależy jaką dokładność będzie oferował. Stąd rozkwit powszechnego dostępu do map cyfrowych i możliwości lokalizacji obserwujemy od 1 maja 2000 roku. Właśnie wtedy amerykańska armia umożliwiła na precyzyjne namierzanie do celów cywilnych. Wcześniej błąd pomiaru wynosił 100 m co w zasadzie dyskwalifikowało GPS jako system codziennego użytku.
Poza amerykańskim rozwiązaniem część z nas słyszała o radzieckim a obecnie rosyjskim systemie GLONASS. GLObalnaja NAwigacionnaja Sputnikowaja Sistiema powstał w drugiej połowie lat 70. XX wieku jako odpowiedź na rozwój amerykańskiej nawigacji. Docelową liczbę 24 satelitów udało się osiągnąć w 1995 roku. Jednak ze względu na krótką ich żywotność, wynoszącą zaledwie 3 lata, oraz kryzys w Rosji, pod koniec lat 90. działało zaledwie 6 satelitów. Jego funkcjonalność zaczęła rosnąć na początku XXI wieku, kiedy zainteresował się nim Władimir Putin, co wiązało się z przekazaniem ogromnych funduszy na rozwój systemu.
Choć jest on dostępny dla użytkowników cywilnych, jego dokładność nie robi wrażenia. W najlepszym przypadku wynosi ona około 2,8 metra, ale może to być równie dobrze powyżej 7 metrów (nie do końca wiadomo, jaka dokładność jest oferowana do celów wojskowych). Dokładność GPS to 30 cm. Choć niektórzy jednak zaznaczają, że GLONASS broni się w wyższych szerokościach geograficznych obu półkul i w trudnym terenie, np. w górach (ale tu z kolei wygrywa europejski system, o czym dalej) to i tak jest zależny od wielu instytucji dostarczających pomiary laserowe. Dane te pomagają w precyzyjnym określeniu orbity satelitów. Polska również dostarczała takie pomiary laserowe (SLR, Satellite Laser Ranging) w ramach międzynarodowej organizacji ILRS (International Laser Ranging Service), która zrzesza kilkadziesiąt stacji, najwięcej z Europy.
2 marca bieżącego roku Centrum Badań Kosmicznych PAN podało na swojej stronie, że "zaprzestał dostarczania pomiarów laserowych rosyjskich satelitów GLONASS". Centrum zachęca również do podpisania petycji, której celem jest odcięcie GLONASS od systemów kalibracyjnych. Taką samą decyzję podjął Monachijski Uniwersytet Techniczny (Technische Universität München, TUM), zakończył przekazywanie danych SLR, które gromadzone były w EUROLAS Data Center (EDC). Tym działaniem instytucje naukowe chcą pokazać, że wspierają wyłącznie pokojowe wykorzystanie pozycjonowania.
Czy dla Europejczyków problemy z funkcjonowaniem GLONASS będą odczuwalne?
Teoretycznie do poprawnej lokalizacji obiektu w przestrzeni wymagany jest kontakt z czterema satelitami. W praktyce odbiorniki śledzą zazwyczaj co najmniej pięć, gdyż w razie utraty sygnału nie zakłóci to lokalizacji. Przy spokojnym pomiarze na smartfonie, siedząc w domu mój telefon łapał 8 satelitów GPS, 9 GLONASS, 7 Galileo i 6 Compass.
Jak widać, nawet całkowite odcięcie od systemu rosyjskiego nie będzie miało wpływu na pomiary. Teoretycznie wystarczyłoby samo Galileo. A czym ono jest? Galileo to europejski system nawigacyjny uruchomiony stosunkowo niedawno, w 2016 roku, choć jego początki sięgają lat 80. Powstał z powodu braku zaufania do amerykańskiego i radzieckiego systemu wojskowego, które w każdej chwili mogą zostać zakłócone. Galileo jest systemem cywilnym Europejskiej Agencji Kosmicznej, co oznacza, że powinno zapewnić to stabilniejsze funkcjonowanie. Docelowo dokładność systemu ma wynosić 1 cm, choć obecna dokładność otwarta (czyli dostępna dla wszystkich nieodpłatnie) rzędu 1 m w poziomie i pionie jest wystarczająca do dokładnej lokalizacji i jest wyższa niż systemu rosyjskiego. Oferuje też większą dokładność i większy zasięg, dzięki czemu wjeżdżając np. do tunelu nie często nie tracimy już zasięgu. Nawet więcej, testy lokalizacji wykazują, że połączenie GPS + Galileo znacznie lepiej sprawdza się pod względem lokalizacji niż GPS + GLONASS.
Europejski system spełnia też nieocenioną rolę w ratownictwie dzięki usłudze Galileo Search and Rescue. Można nadać sygnał "SOS" z tonącego statku i po kilku minutach otrzymać odpowiedź zwrotną o nadchodzącej pomocy. W sytuacji zagrożenia, ogromnych emocji i nerwów, taka informacja będzie z pewnością działała uspokajająco.
Mimo, że w dalszym ciągu myśląc o lokalizacji będziemy z przyzwyczajenia używali skrótu GPS, to wydaje się, że na pierwsze miejsce wysuwa się europejski system nawigacji satelitarnej. A w połączeniu z GPS zasięg i jakość pozycjonowania jest wystarczająca do codziennego użytkowania.
