Break (Magazyn CB)/Numer 6/Z zawiązanymi oczami w nocy i mgle

Techniki transmisji radiowej znajdują wiele zastosowań praktycznych. Jednym z nich jest wykorzystanie radia do prowadzenia nawigacji. Znane od dawna radionamierniki czy systemy hiperboliczne, jak [[wikipedia-en:|]] lub [[wikipedia-pl:|]], pozwalające wyznaczyć linię pozycyjną dają małą dokładność. Łatwo sobie wyobrazić, że np. podczas wprowadzania statku do portu pozycja musi być określona z dokładnością do kilku metrów, a podczas lądowania samolotu nawet do metra i mniej. Wymagania te mogą być spełnione przez nowoczesne systemy nawigacji satelitarnej, co pozwoli na całkowicie automatyczne wykonanie tych manewrów.

Obecnie wokół Ziemi krąży kilkadziesiąt satelitów tworzących [[wikipedia-pl:|]] (GPS). Poruszają się one na orbitach tzw. półsynchronicznych (wysokość ok. 20 200 km) i transmitują na dwu częstotliwościach 1575,4 MHz i 1227,6 MHz. Nośne modulowane są bifazowo pseudolosowym kodem "P" o częstotliwości 10,23 MHz i okresie powtarzania 38 tygodni, oraz dodatkowo pseudolosowym kodem "C/A" o częstotliwości 1,023 MHz i okresie powtarzania 1 ms.

Odbiorniki dysponują replikami kodów. Za pomocą techniki korelacji wyznaczana jest skalowana prędkością światła pseudo-odległość od SSZ CPS do anteny odbiorczej.

Zauważono, że podwyższenie dokładności pozycji można uzyskać przez różnicowe obserwacje za pomocą dwu lub więcej odbiorników GPS. Technika różnicowego GPS (DGPS) zastosowanego w nawigacji do wyznaczania w czasie rzeczywistym pozycji poruszającej się anteny zakłada istnienie nieruchomej stacji odniesienia, której pozycja jest znana. Jeżeli stacjonarny i poruszający się odbiornik jest wystarczająco blisko siebie, aby systematyczne błędy GPS były jednakowe dla obu odbiorników, to mogą one być praktycznie wyeliminowane, co pozwala na poprawienie psoudoodległości obserwowanych przez nawigujący odbiornik. Prowadzi to do możliwości uzyskania w czasie rzeczywistym dokładności rzędu 1 m dla obserwacji kodu C/A lub kilku cm dla obserwacji fazy pseudonośnej. Pewność systemu DGPS jest jednak zbyt mała, aby można było go samodzielnie używać, zarówno w nawigacji morskiej jak i lotniczej. Pewność pozycji w nawigacji można w dużym stopniu zwiększyć integrując satelitarny system DGPS z inercjalnym systemem IMU (Inertial Measurement Unit).

Pierwszy zintegrowany system DGPS/IMU został opracowany przez Institut für Flugführung, Technische Universität Braunschweig i zamontowany na samolocie typu [[wikipedia-en:|]]. Pierwsza udana próba automatycznego lądowania tym samolotem z użyciem systemu DGPS/IMU odbyła się w czerwcu 1989 r. Informacja o pozycji DCPS/IMU była porównywana ze współrzędnymi podawanymi przez system instrumentalny ILS i dodatkowo testowana za pomocą dalmierzy laserowych i teodolitów. Uzyskane dokładności DGPS/IMU mieściły się w granicach wymagań kategorii III ICAO, pozwalały więc na całkowicie automatyczne lądowanie przy zerowej widoczności.

W 1991 przedstawiono pierwszy na święcie publiczny system "Magnavox DGPS Beacon", w którym umieszczono stacje odniesienia DGPS w radiolatarniach i transmitowano dane poprzez już istniejące urządzenia nadawcze tych radiolatarni.

Dziedzina ta dynamicznie się rozwija, czynione są również próby adaptacji tych systemów w komunikacji lądowej. Tylko patrzeć, jak nasz rodzimy „maluch" samodzielnie odwiezie dzieci do szkoły, po czym grzecznie wróci do garażu.

Na podstawie materiałów nadesłanych przez dr Krzysztofa Vorbricha opracował Marek Rudowski