Odbiornik GPS, urządzenie pomagające znaleźć drogę w lesie podczas wyprawy na grzyby, korzysta z tej samej technologii, co układ naprowadzający na cel rakiety balistyczne z głowicami jądrowymi.

Przez tysiące lat ludzie określali swoją pozycję na wiele różnych sposobów, posługując się wszelkimi dostępnymi punktami orientacyjnymi, poczynając od kamienia na szlaku, poprzez górę na horyzoncie, a kończąc na gwiazdach na niebie. W XX wieku do nawigacji zaprzęgnięto elektronikę i przekaz radiowy. Określanie pozycji jest niezwykle istotne dla współczesnych zastosowań militarnych. I to właśnie wojsko było motorem powstania światowego systemu nawigacyjnego, który pozwala każdemu na szybkie i dokładne, a poza tym niewymagające wysiłku ani szczególnych umiejętności, określania pozycji na kuli ziemskiej.

System większy niż ziemia
GPS składa się z 24 satelitów NAVSTAR (plus satelity zapasowe), umieszczonych na orbitach kołowych 10900 mil morskich nad ziemią. Satelity okrążają nasz glob dokładnie dwa razy na dobę i są tak umieszczone, że z każdego punktu na jego powierzchni "widać" bez przerwy co najmniej pięć z nich. System uzupełnia pięć stacji bazowych śledzących satelity.

Wysyłają one w kierunku Ziemi bez przerwy specjalnie modulowane sygnały, określone czasowo przy pomocy zegarów atomowych. Naziemny odbiornik GPS musi odebrać jednocześnie sygnał z czterech satelitów. Obliczając czas, w jakim dociera doń ów sygnał, i porównując dane z zakodowanym weń schematem rozmieszczenia satelitów wokół ziemi, odbiornik taki określa swoją pozycję geograficzną. Proces ten przebiega automatycznie, a odbiornik GPS można nazwać specjalizowanym komputerem do tego rodzaju obliczeń. Technologie, jakie służą do określania pozycji oraz korygowania błędów pomiaru czasu, są dość skomplikowane, a wszystko to wpływa na dokładność pomiaru.

W GPS zawarte są dwa podsystemy - jeden cywilny, a drugi (znacznie bardziej dokładny i odporny na zakłócenia) wojskowy. Ale nawet ten cywilny pozwala na pozycjonowanie odbiornika z dokładnością do metrów, a poszczególne pomiary mogą następować z częstotliwością kilku sekund. Istnieją też na określonych obszarach stacje tak zwanego systemu DGPS (Różnicowy GPS), które współpracują z odpowiednimi odbiornikami, potrafiącymi przy wykorzystaniu szczególnych procedur korekcji błędów, określić pozycję co do centymetrów. Tak dokładne systemy nie są jednak potrzebne w cywilnej nawigacji samochodowej.

Sam odbiornik GPS, pomimo swej doskonałości, potrafi jedynie określać pozycję geograficzną, natomiast nie potrafi wysłać informacji o tej pozycji na zewnątrz, gdyż zwykłe urządzenie tego typu nie wysyła żadnych sygnałów. Szczególną zaletą systemu GPS jest to, iż korzystanie z niego pozostaje całkowicie bezpłatne i anonimowe.

Śledzenie i nawigowanie w samochodzie
Gdy uruchomimy odbiornik GPS w samochodzie, kierowca dowie się, pod jaką długością i szerokością geograficzną akurat się znajduje. Aby praktycznie wykorzystać tę wiedzę, GPS musi współpracować z  jakimś zewnętrznym systemem. Istnieją dwa sposoby spożytkowania danych z GPS.

Śledzenie satelitarne
Wbrew powszechnemu przekonaniu, układ śledzenia satelitarnego samochodu nie komunikuje się z jakimkolwiek satelitą. (Teoretycznie śledzenie można połączyć z telefonem satelitarnym, a wtedy, rzeczywiście, samochód będzie się łączył z satelitą, oczywiście innym niż ten od GPS). Tym bardziej śmieszne jest stwierdzenie, jakoby satelity "namierzały" śledzony samochód (taką informację przeczytaliśmy niedawno w pewnym bardzo poważnym czasopiśmie). To jedynie odbiornik GPS pobiera sygnały z satelitów (stąd nazwa - śledzenie satelitarne). Dodatkowe układy elektroniczne mogą odczytywać dowolne dane z pojazdu - na przykład czy samochód stoi, czy jedzie, jakie są parametry pracy silnika, czy włączył się alarm, itp. Następnie dane te oraz pozycję auta należy wysłać do centrali. Popularne systemy śledzenia czynią to przy pomocy zwykłego telefonu komórkowego. Oczywiście możliwe, choć bardzo skomplikowane, jest zbudowanie dedykowanego systemu radiowego.

Dalej, dane o pozycji wpływają do komputera dyspozytora, zostają nałożone na mapę znajdującą się w tym urządzeniu i... dopiero teraz operator firmy śledzącej wie, że samochód znajduje się w konkretnym miejscu.

Systemy takie używane są jako ochrona przed uprowadzeniem auta (przeciwkradzieżowe), ale też jako zwykłe powiadamianie o miejscu i sposobie pracy dowolnego taboru - nawet autobusów i śmieciarek. W takim przypadku dyspozytor ma pełną kontrolę nad kierowcami i powierzonym im sprzętem.

Śledzenie satelitarne jako system przeciwkradzieżowy przynosi efekty jedynie wtedy, gdy złodziej nie wie, że działa ono w konkretnym samochodzie. Niestety, aby GPS dokonał obliczeń pozycji, musi bezpośrednio "widzieć" niebo z satelitami. Także telefon użyty do automatycznego powiadamiania również musi znajdować się w miejscu, w którym jest odpowiednia łączność, czyli tzw. "pole". Jak wiemy, urządzenia te nietrudno jest ekranować.

Realizacja, opisanego wyżej, śledzenia satelitarnego jest w praktyce dość łatwa i w Polsce działa co najmniej kilka firm oferujących takie wusługi.

Nawigacja satelitarna
Do realizacji takiego zadania potrzebny jest nie tylko odbiornik GPS. Prócz niego konieczne jest urządzenie z mapą, na którą można nałożyć otrzymane współrzędne. Można tego dokonać w klasycznym komputerze (np. laptopie), w małym, bezklawiaturowym palmtopie, wyposażonym w ekran, pamięć, procesor i odpowiedni czytnik danych odbiornik GPS oraz w dedykowanym urządzeniu nawigacyjnym, zabudowanym na stałe w samochodzie.

Prawdziwym problemem jest aktualna , odpowiednio oprogramowana mapa elektroniczna danego obszaru. Skonfigurowanie takiej mapy wymaga odpowiednich nakładów, a jeszcze większym problemem jest aktualizacja - o ile kupno nowego papierowego atlasu dróg za kilkanaście złotych nie stwarza trudności, to kupowanie coraz to nowych map elektronicznych za kilkaset złotych może być kłopotliwe.

W Europie Zachodniej, szczególnie w dużych aglomeracjach, czynna jest komunikacja samochodowych urządzeń nawigacyjnych, z aktywnym systemem powiadamiania o zmianach organizacji ruchu. Ponadto profesjonalne nawigatory samochodowe pobierają dane o pozycji nie tylko z GPS, ale też z drogomierza auta, a nawet z urządzenia bezwładnościowego. Dzięki temu nawigacja może działać nawet tam, gdzie "nie widać" satelitów. Zrealizowanie tych funkcji w urządzeniach przenośnych jest niemożliwe. Natomiast w większości przypadków wspomniane urządzenia z odpowiednimi mapami oferują funkcję planowania (i wyboru) drogi, obliczeń dotyczących trasy, informacji o obiektach przy drodze itp.

Obecnie (2003) dostępne są tylko dwa rodzaje elektronicznych map drogowych Polski:
- SFT-GPMAPA firmy Imagis, współpracująca z odbiornikami GPS firmy Garmin, pod kontrolą oprogramowania Map Source (634 4zł)
- AutoMapa firm Aquart i Geo Systems współpracująca z palmtopami na razie tylko w systemie Pocket PC, także z połączonymi z nimi odbiornikami GPS. AutoMapa Polski kosztuje 401 zł, mapy Warszawy i Poznania tej firmy - po 157 zł.

Na koniec tego roku (2003) anonsowana jest premiera mapy Polski firmy Imagis, powstałej w kooperacji z belgijską firmą Tele Atlas, a przeznaczonej do współpracy z dedykowanymi samochodowymi systemami nawigacyjnymi Blaupunkta. Oczywiście, mapy elektroniczne praktycznie całej Europy sa w wyspecjalizowanych firmach dostępne bez kłopotów.

Źródło: Jerzy Dyszy "Pożytek z zimnej wojny", MOTOR nr 39 (2624), 23 września 2003, str. 36-37