GPS PRO KAŽDÉHO
PICODAS PRAHA
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
ÚVOD Již se Vám někdy stalo, že jste zabloudili v neznámém terénu a nemohli najít cestu zpět? Že jste našli skvělé místo, kde rostou houby, a teď si nemůžete vzpomenout, kde přesně to bylo? Nebo při hledání adresy v městě, kde jste poprvé, stále jezdíte dokola a pořád nemůžete natrefit na tu správnou ulici? S družicovými navigačními přístroji Garmin GPS nemůžete mít takové problémy. Kdykoliv, kdekoliv na Zemi a v jejím okolí máte možnost s použitím GPS přístroje znát svoji přesnou polohu. Původně vojenský navigační systém prošel úspěšnou zkouškou ve válce v Perském zálivu. Jeho pomoc byla natolik přínosná, že bylo rozhodnuto o jeho dalším rozvoji a bezplatné uvolnění pro mírové využití civilní uživatelům, tedy každému z nás. Od té doby GPS technologie obohatila řadu oborů a změnila náš pohled na navigaci. Díky stále masovějšímu nasazování do stále nových oborů a aplikací se GPS stává součástí našeho běžného života. Tento text je věnován nadšencům a zájemcům o družicovou navigaci, doufejme, že je dostatečně přínosný a zodpovídá základní otázky technologie a používání GPS.
CO TO ZNAMENÁ, KDYŽ SE ŘEKNE GPS? GPS, neboli Globální polohový systém (Global Positioning System) je družicový pasivní dálkoměrný systém. Pokusme se spojení těchto několika odborných výrazů vysvětlit. Systém GPS tvoří síť družic, kroužících na přesně specifikovaných oběžných drahách a vysílajících speciální různorodé kódované informace. Tyto informace přijímá uživatel pomocí speciálního přístroje – přijímače GPS, který informace zpracovává a na základě nich vypočítává okamžitou pozici uživatele. Termín pasivní značí, že uživatel GPS informace pouze přijímá nemůže je, alespoň tedy primárně vysílat dál (zprostředkovaně např. dále zpřesněné do určité vzdálenosti ano), resp. GPS přijímač sám nic nevysílá. Pod pojmem dálkoměrný se skrývá princip určování polohy, který spočívá v určování vzdálenosti uživateldružice na základě rozdílu času vyslání a příjmu signálu. Jak již bylo zmíněno, systém GPS byl původně vojenským navigačním systémem (a také stále ještě dále je). Jeho počátky se kladou do 70. let, v plné konstelaci satelitů nutné pro globální pokrytí pracuje od poloviny let devadesátých. Provozovatelem a garantem systému jsou státní organizace ve Spojených státech, konkrétně U.S. ministerstva obrany a dopravy. Vybudování systému a jeho provoz není nikterak levnou záležitostí. Vždyť cena jedné družice se pohybuje v řádu desítek miliónů US$, roční provozní náklady přesahují 15 miliard US$ ročně. Takto precizní a špičková technologie pak umožňuje
1
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
přesnou navigaci neomezeného počtu uživatelů kdykoliv a kdekoliv na světě. Uvolnění systému pro civilní užívání se ukázalo jako více než rozumné. Další vývoj systému, přístrojů a aplikací je dnes z velké části v rukou civilního segmentu – veřejném i soukromém sektoru, který celý proces vývoje a výzkumu velmi urychlil. Tvůrci systému tedy dnes mohou jen překvapivě konstatovat, jak daleko vše v oblasti pokročilo. Tempo, především v oblasti přijímačů GPS a jejich aplikací je přímo zběsilé, stejně jako u podobných, vysoce moderních technologií (telekomunikace, počítače,...). Nové generace GPS přijímačů velikosti pouzdra od brýlí s možností zobrazovaní aktuální pozice nad velmi podrobnou digitální mapou (např. uliční sítí daného města) tento fakt plně potvrzují. Tvůrci systému vycházeli z požadavku na vojenské využití systému – díky tomu je systém unifikovaný a tak robustní. Relativní dostatek peněz umožnil kvalitní a dostatečně dlouhý výzkum, jehož výsledkem je spolehlivý, výkonný a dodnes jediný plně a bez problémů fungující globální navigační systém. Požadavek vojenských složek Spojených států, aby přístroj přesně a spolehlivě navigoval každého vojáka americké armády bez ohledu na místo, čas a místní podmínky. Nyní má tedy každý z nás tu úžasnou možnost využívat této technologie pro své účely. Často se lidi ptají, jestli je systém opravdu zadarmo – odpověď zní ANO!, jediné co zaplatíte je drobná daň zakomponovaná do ceny přístroje.
UŽIVATELÉ GPS, APLIKACE Dnes je technologie masově využívána v řadě aplikací, jak na zemi, tak na moři nebo ve vzduchu. Zjednodušeně, pro pochopení funkce systému, lze říci, že pomocí GPS je možné zaznamenávat nebo pořizovat pozice míst v terénu, ke kterým je pak možné se např. vracet nebo kdykoliv, pokud zůstanou v paměti přístroje, navigovat. Systém GPS je možné použít kdekoliv ve venkovních prostorách, frekvence signálu je zvolena tak, aby byla nezávislá na meteorologických podmínkách. Naopak neprojde masou hmoty, jako je beton, skála – není tedy možné GPS použít v místnostech, v jakémkoli podzemním prostoru, při průjezdu tunelem taktéž dočasně vypoví. Signál neprochází ani pod vodou, ostatně to je obecnější problém, protože voda jako taková většinu spektra elektromagnetického záření plně pohlcuje.I silné aktivní snímače – např. výkonné radary na vojenských špionážních satelitech mají hodně omezený dosah ve vodním sloupci. V řadě aplikací se dnes GPS technologie stává navigačním standardem. V takové situaci je dnes civilní letecká a námořní doprava. Zde je GPS schválen jako jeden z několika
2
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
standardních navigačních systémů. Ve Spojených státech se dokonce nyní dokončuje ověřování systému automatického přistávání letadel s přesností na jednotky centimetrů v reálném čase. Tato aplikace kromě vysoce výkonných GPS přijímačů vyžaduje 100% integritu a pokrytí prostoru okolí signálem z dostatečného počtu satelitů. Z toho důvodu se družicový segment doplňuje ještě pozemními prostředky –tzv. pseudolity, které imitují a vysílají družicový signál. V brzké době lze očekávat podobnou situaci automobilové dopravě. Ta je dnes asi nejdynamičtěji se rozvíjející aplikací GPS. Stále častěji se v automobilech objevují zabudované navigační systémy, které Vás přesně hlasově navigují k cílovému bodu a zobrazují Vaší aktuální pozici nad velmi podrobnou mapou. Do automobilů je samozřejmě možné použít GPS navigátory firmy Garmin, dík svým rozměrům, a tedy malém displeji nepřinášejí sice takový komfort, ale jsou přenositelné. Nelákají tedy pozornost zloděje a lze je využívat i mimo vozidlo. Cenová dostupnost, miniaturní velikost a stále vyšší výkon u ručních (outdoor) přijímačů způsobují značnou popularitu GPS mezi turisty, cestovateli a zástupci mnoha odlišných sportů. Především v podmínkách neznámého terénu je pomoc družicové navigace neocenitelná. Pro turisty, cestovatele a sportovní letce se objevují modely v podobě kombinace GPS, digitálního barometru pro přesnější určování výšek a elektronické buzoly pro přesnější a okamžité určování azimutu. Nositelem tohoto jedinečného řešení je právě firma Garmin, která v této konfiguraci nabízí dva modely – eTrex Summit a nově eTrex ??? s možností nahrávání podrobných digitálních map. Všechny přístroje kategorie ručních outdoor GPS disponují funkcemi navigace k zadanému bodu, navigace po sekvenci bodů (trasová navigace) a umožňují v případě, že se ztratíte, se vrátit zpět na výchozí bod (zpětná navigace). Samostatnou skupinou aplikací, přístrojů, měřických metod a zpracovatelského programového vybavení jsou GPS pro sběr dat v geodézii a mapování. Patří sem aplikace zaměřování a vyměřování staveb, pozemků, atd., sběr digitálních polohových dat do geografických informačních systémů (GIS), a další podobné úlohy. Vysoké přesnosti měření se dosahuje synchronním měřením dvou aparatur současně a využitím fázové složky systému. Jen tak lze dosahovat přesnosti měření v reálném čase v řádu centimetrů a dodatečným zpracováním (postprocessing) až v jednotkách milimetrů!
ZÁKLADNÍ SLOŽKY GPS SYSTÉMU Navigační systém NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging), tedy GPS, tak jak ho oficiálně nazývají ve složkách U.S. Ministerstva obrany je složen ze tří nezávislých složek, které jsou navzájem úzce provázány. Systém lze vyčlenit na kosmický segment (síť družic), kontrolní (síť pozemních řídících a monitorovacích stanic) a uživatelský segment (Vy a Váš GPS přijímač).
3
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
Kosmický segment Kosmický segment dnes představuje 27 satelitů (z toho 3 záložní), rovnoměrně rozmístěných na 6 drahách vzájemně stočených o 60 stupňů ve výšce 20 200 km. Dráhy jsou přesně vypočítány a družice se na nich udržovány – v případě jakékoliv odchylky jsou všechny parametry dráhy a vysílaná data palubním počítačem (za přispění hlavní řídící stanice) okamžitě korigována na nové podmínky. Dráhy družic jsou subpolární – tzn. že družice při kroužení nad naší planetou prolétávají poblíž pólu. Oběžná doba (doba jednoho obletu okolo Země – jeden orbit) je kolem 12 hodin, družice se totiž pohybují rychlostí kolem 12-13 000 km za hodinu. Popsaná konfigurace drah a rozmístění družic zaručuje z libovolného místa na zemském povrchu a jeho blízkého okolí viditelnost na 4 satelity současně. Příjem signálu ze 4 satelitů současně je minimem pro výpočet okamžité polohy a výšky (pro výpočet polohy bez výšky stačí signál ze 3 satelitů). První GPS družice byla vyslána na oběžnou dráhu v roce 1978, plného operačního stavu zaručující globální dostupnost služby GPS – tedy 24 satelitů, bylo dosaženo v roce 1994. Každá družice je vybavena štítem proti jadernému výbuchu má možnost komunikace s ostatními satelity. Na palubě je výkonný řídící počítač, který je napájen elektřinou získanou ze solárních panelů. Pokud není právě k dispozici zdroj solární energie, v záloze jsou dobíjitelné akumulátory. Životnost družice je stanovena na 10 let. Každý satelit vysílá nízkonapěťový signál na dvou kmitočtech - L1 (1575.42 MHz) a L2 (1227.62 MHz). Tyto frekvence jsou zvoleny záměrně, aby byly odolné vůči meteorologickým podmínkám. Signál se skládá z několika složek – dvou pseudonáhodných kódů (C/A kód a P kód) a navigační zprávy, která nese důležité informace o poloze družice, jejím stavu, apod. Pro civilní uživatele je určen hrubší C/A kód (Coarse Acquisition) s bitovou rychlostí 1.023 Mb/s, který je dostupný pouze na frekvenci L1. Přesnější P kód (Precision nebo také Protected)
4
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
umožňuje měřit vzdálenost uživatel-družice s vyšší přesností díky vyšší bitové rychlosti (10.23 Mb/s) a možnosti měření na obou kmitočtech. GPS signál je opravdu velmi slabý, výkon se pohybuje kolem 20-50 W. Pro srovnání – rozhlasové vysílání na vlnách v pásmu FM pracují s výkonem okolo 100 000 W. Zkuste pak naladit a „poslouchat“ 50 watové vysílání ze zdroje vzdáleného přes 20 000 kilometrů! Proto je velmi důležitým faktorem operability a přesnosti měření pomocí GPS co nejméně zakrytý výhled na oblohu. Princip určení polohy je velmi jednoduchý, ale technická realizace byla velmi náročná. Přístroj přijímá signál z jednotlivých družic (nesoucí časovou značku), které vidí na obloze spolu s navigační zprávou obsahující parametry dráhy družice a další užitečné informace pro určení polohy a sledování stavu systému. Z těchto informací a při znalosti času vyslání a příjmu signálu je přijímač schopen vypočítat přibližnou vzdálenost uživatel-družice (tzv. pseudovzdálenost). Velmi jednoduše si lze celou situaci představit prostorovým promítáním. Určují se vzdálenosti mezi přijímačem GPS a viditelnými družicemi na základě znalosti časů vyslání a příjmu signálu. Družice GPS proto musí být vybaveny vysoce přesnými atomovými hodinami, neboť chyba v řádu milióntiny vteřiny může způsobit stametrové odchylky. Pro představu, jak přesné hodiny na družicích jsou : provozovatel udává odchylky v řádu pikosekund (10-12 sekundy). Kontrolní segment Řídící složka zabezpečuje bezproblémový provoz celého systému – jeho sledování, předávání povelů, aktuálních informací o chodu hodin a efemeridách družic. Po celém světě je rozmístěno celkem 5 kontrolních stanic, jejich umístění na jednotlivých kontinentech je zvoleno záměrně, aby bylo možné kontinuálně monitorovat stav každé družice na její celé oběžné dráze. Jedna těchto pěti stanic je nadřízena zbylým – hlavní kontrolní stanice shromažďovaná data z ostatních stanic okamžitě zpracovává, analyzuje a podle potřeby ve spolupráci s příslušnou monitorovací stanicí, nad která je právě v dosahu satelitu, koriguje stav a parametry dráhy této družice (vysílá povely a případně nové parametry dráhy družice pro palubní počítač umístěný na družici). Pokud se družice z nějakých i neznámých důvodů vychýlí z oběžné dráhy více než je přípustná mez, hlavní řídící stanice vyšle příkaz a palubní počítač aktivuje korekční motory, které posunou družici zpět o přesně vypočtené hodnoty na správnou dráhu. Přesně vypočtené a korigované pozice družic se nazývají efemeridy, jsou platné po dobu 6 hodin a jsou přenášeny v kódované podobě v signálu GPS. Uživatelský segment Poslední složkou je uživatelský segment, který reprezentuje každý majitel přijímače GPS a odborně zainteresované organizace a firmy zabývající se výzkumem, vývojem, produkcí a prodejem GPS technologie.
5
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
NA JAKÉM PRINCIPU VLASTNĚ PRACUJE GPS? ZA VŠÍM STOJÍ LOKALIZACE K tomu, aby GPS přijímač vypočítal Vaší aktuální polohu potřebuje znát dvě základní informace – musí vědět, kde přesně na obloze se právě nalézají viditelné satelity a jak daleko od Vás jsou. Jak vlastně přístroj zjistí, kde je nějaký viditelný satelit a jak určí jeho přesnou lokaci? GPS přijímač je vybaven buď vestavěnou nebo vnější pasivní či aktivní anténou, která přijímá signál z družic ve stanoveném pásmu frekvencí. Ve vysílaném družicovém signálu jsou pak přenášeny dva typy kódovaných informací. Tzv. almanach zahrnuje data o drahách a přibližných pozicích každé družice. Tato data jsou kontinuálně přenášena a ukládána do paměti GPS přijímače, který tak již zná oběžnou dráhu každé družice a její přibližnou pozici na ní. Druhým typem informací jsou efemeridy – přesné, korigované parametry drah jednotlivých družic „přeposlané“ ze sítě řídící a monitorovacích stanic. Ze znalosti almanachových dat a efemerid pro každou právě viditelnou družici již přístroj může přistoupit k výpočtu přesné pozice uživatele. PODSTATO U GPS JE ČAS První krok – znalost almanachu a efemerid družice je podkladem pro výpočet pozice uživatele. Ještě je nutné určit vzdálenosti k jednotlivým družicím, tedy přímé spojnice uživatel (přesněji anténa GPS přijímače) – družice GPS. Ta je dána jednoduchou formulí : vzdálenost = rychlost přenosu x čas přenosu signálu, přičemž rychlost přenosu signálu je rovna hodnotě rychlosti světla ve vakuu, tedy 300 000 km/h a čas přenosu signálu je roven rozdílu časů příjmu a vyslání signálu. Takto určená vzdálenost se záměrně označuje jako pseudovzdálenost (pseudorange) a vyjadřuje, že k přesné hodnotě vzdálenosti je jí třeba očistit o řadu chyb, které se při výpočtu projevují. Nejzávažnější je brždění a ohýbání signálu GPS při průchodu atmosférou, a nepřesnosti nastavení hodin u každé družice a přijímače. K této problematice se za chvíli dostaneme. Jak vlastně přijímač zjistí časy vyslání a příjmu signálu potřebné k určení dob jeho přenosu? Princip zjištění časového
6
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
rozdílu je ukryt v signálu GPS. Jednou ze složek tohoto signálu je pseudonáhodný kód. Nazývá se tak proto, že ze značné části je v něm obsažen šum. Tento signál generuje daná družice na konkrétní frekvenci a je specificky modulován. Lze si ho představit jako stále se opakující sinusoidu. Také GPS přijímač generuje vlastní kopii pseudonáhodného kódu a oba zdroje kódů porovnává – zjišťuje zpoždění signálu z přijímače od signálu z družice (lze si také představit, že vezme sinusoidy z obou zdrojů a zjistí jejich vzájemný posun). Tento rozdíl je pak převeden do časové dimenze. V předchozím textu již byla zmíněna problematika přesnosti výpočtu pseudovzdálenosti a hlavních zdrojů chyb, které ji ovlivňují. Přesnost časového zdroje není tak vysoká jako u družice – umístit atomové hodiny do GPS přijímače je finančně a provozně (především velikost) dost nereálná představa. Proto je potřeba každý výpočet vzdálenosti družice-přijímač korigovat o chybu nepřesného chodu hodin přijímače GPS. Aby tato chyba byla účinně eliminována, potřebujeme signál ze 4 satelitů současně. Neznámé prostorové souřadnice plus korigovaný čas tvoří 4 neznámé – přijímač pro jejich výpočet potřebuje minimálně 4 rovnice, tedy 4 satelity. Vyšší počet satelitů výpočet dále zpřesňuje.
SPRÁVNÁ PO ZICE JE V PRŮSEČÍKU KRUHŮ Nyní již známe přesné okamžité pozice satelitů na oběžné dráze a vzdálenosti k ním – přijímač může určit pozici uživatele. Nyní si představme, že jedna družice GPS se pohybuje po oběžné dráze ve výšce zhruba 18 500 kilometrů, paprsky signálu, který vysílá formují imaginární kužel, který má na zemském povrchu poloměr oněch 18 500 kilometrů. Někde v tomto kruhu se nalézá správná pozice uživatele. Řekněme, že druhá družice je od té první ve vzdálenosti 20 000 kilometrů. Pomyslné kužely se spektrem vysílaného signálu z obou družic tvoří na zemském povrchu průsečík v podobě společného kruhu. Pokud přidáme ještě jednu družici GPS, vzdálenou dalších 21 500 kilometrů, vytínají nám všechny tři kužely šířeného signálu dva průsečíky – body někde na zemském povrchu. Oba body se liší ve všech třech souřadnicích – zeměpisné šířce, délce a výšce. Teď už jen zbývá zjistit, který z obou bodů je správnou přesnou aktuální pozicí uživatele GPS. Řešení spočívá v dodání Vaší přibližné výšky. Ta může být přístrojem automaticky použita z posledního měření, výpočet však není tak přesný a efektivní,
7
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
hlavně v případě, že výška ve které teď měříte je od poslední známé více rozdílná. Lepším řešením (pokud je možné) je přidání signálu ze čtvrtého viditelného satelitu. Výpočet výšky se zpřesní a řešením geometrického průmětu 4 kuželů bude jeden jednoznačný bod. Celý takto popsaný sled operací přístroj provádí s neuvěřitelnou obnovovací frekvencí v řádu jednotek vteřin! Zhruba za 1-3 vteřiny máte nová aktuální navigační data – Vaše aktuální souřadnice, směr, rychlost pohybu, atd.
ALMANACHOVÁ DATA Přijímač GPS drží v paměti přibližné pozice jednotlivých družic a parametry jejich drah. Platnost těchto dat je omezená (několik hodin ???), proto přijímač kontinuálně přijímá nová. Almanachová data jsou přenášena ve složce signálu označovaném jako navigační zpráva. Pokud je přijímač zapnut poprvé od výroby, po dlouhé době nebo dále než 900 kilometrů od místa posledního zapnutí, potřebuje více času na stažení nových platných almanachových dat. Většinou se jedná o dobu 2-5 minut, v odborné terminologii se tento proces označuje jako inicializace přístroje. Termín studený start označuje zapnutí přístroje v běžném denním provozu. Přístroj potřebuje většinou 45 vteřin – 2 minuty na nalezení a přijmutí signálu z dostatečného počtu satelitů. Posledním ukazatelem je teplý start – přístroj může použít aktuální almanach (nesmí být starší než 6 hodin) a novou pozici tak vypočte během několika vteřin. Typickým případem teplého startu je situace, kdy přijímač dočasně ztratí dostatečný počet satelitů pro výpočet polohy (např. při průjezdu tunelem), ale v okamžiku zlepšení podmínek pro příjem signálu téměř okamžitě naváže na předchozí navigační úlohu. Parametry studeného a teplého startu jsou důležitými faktory rozhodujícími o výběru konkrétního GPS přijímače. Kvalitní 12-ti kanálové přijímače, které má ve své nabídce např. Garmin mají udávaný teplý start 2 vteřiny, studený pak 45 vteřin.
PŘIJÍMAČ GPS Nejdůležitějším parametrem u každého GPS přijímače je počet kanálů, se kterými pracuje. Každý kanál je rezervován pro signál z konkrétní družice. Obecně platí, čím více tím lépe – výpočet je přesnější a rychlejší. Protože můžete nad jednou polokoulí vidět najednou maximálně 12 satelitů, nejvyšší počet kanálů u GPS přijímačů je logicky 12. Někdy lze nalézt u nabídek GPS přístrojů, především geodetických, anonci na 24 kanálové přijímače – to je tak trochu balamutění uživatele – ve skutečnosti to jsou 12 kanálové přijímače, které pracují na obou frekvencích L1 a L2. Velmi důležité je, aby přijímače byly paralelní. Nejlépe 12-ti kanálová paralelní architektura zajišťuje maximální výkon a účinnost přijímače. Firma Garmin v současné době ani jinou technologii ve svých přijímačích nenabízí. Někteří výrobci nabízejí 12-ti kanálové přijímače ze velmi nízkou cenu, chybí však ono slovíčko „paralelní“. To je dost podstatný rozdíl, protože zmíněné přístroje jsou ve skutečnosti míň kanálové (např. 4 kanál) a při vyšším počtu satelitů se jednotlivé kanály musí přepínat. Výpočet polohy je tak mnohem
8
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
pomalejší, přístroj daleko hůře a pomaleji reaguje na změny (změna směru, rychlosti pohybu, atd.). A hlavně ! – přístroj s nižším počtem kanálů má mnohem horší účinnost v oblastech se zhoršenými podmínkami příjmu družicového signálu (město, les,...). V řadě případů vůbec s méně kanálovým přijímačem nemá smysl měřit. Při výběru přijímače oba popsané parametry pečlivě sledujte, nižší cena a většinou méně výkonná technologie může přinést zbytečná trpká zklamání z družicové navigace.
CHYBY PŮSOBÍCÍ PŘI URČOVÁNÍ GPS POLOHY Systém GPS je poměrně složitá technologie, proto negativních faktorů působící na přesnost určení polohy je poměrně velké množství. Ionosférická a troposférická refrakce – signál GPS při průchodu atmosférou je bržděn a ohýbán. GPS přijímače proto mají v sobě zabudovaný model, který postihuje průměrné hodnoty zbrždění signálu pro jednotlivá místa na Zemi. Tím je alespoň částečně vliv chyby potlačen. Vícecestné šíření signálu (multipath) – odražený signál může okamžitou přesnost měření výrazně negativně ovlivnit – zvyšuje dobu přenosu signálu do GPS přijímače. Především v hustě zastavěném území může přesnost měření zhoršit několikanásobně oproti průměrným hodnotám, proto především geodetické a mapovací aplikace používají speciální antény s ochranným talířem (Choke Ring), který odražený signál eliminuje. Nepřesnost chodu hodin v přijímači GPS – již popsaná chyba, v přijímači nelze mít přesné atomové hodiny, nutno řešit početně při použití signálu minimálně ze čtyř satelitů současně. Nepřesné určení parametrů dráhy družice – taktéž známo pod termínem “ephemeris errors“. Počet viditelných satelitů – čím více, tím lepší přesnost měření, minimum postačující pro výpočet 2D polohy jsou tři satelity, pokud chceme mít přesně určenou výškovou souřadnici, potřebujeme alespoň čtyři viditelné satelity. Počet viditelných družic na obloze ovlivňuje výskyt a rozsah překážek přírodního i umělého charakteru (skály, budovy, les,...). Maximální počet současně viditelných družic je 12, v České republice se udává obvyklé číslo mezi 6-7 satelity. Geometrie rozložení družic na obloze – její kvalitu udává tzv. DOP (Dilution of Precision) faktor. Čím jsou družice na obloze relativně vůči sobě více vzdáleny, tím je jejich geometrie rozložení na obloze kvalitnější. Názornou představu si lze udělat pomocí prostorového protínání paprsků z jednotlivých družic do jednoho průsečíku – čím jsou blíže k sobě, tím především ve výškové složce vzniká vyšší chyba. Nižší hodnota DOP znamená vyšší pravděpodobnost dosažení lepší přesnosti, pokud je jeho hodnota nižší než 1, lze označit měřické podmínky za vynikající. Záměrná degradace přesnosti signálu pro civilní složky – mezi uživateli GPS známá jako chyba SA (Selected Availability, selektivní dostupnost). Poloha uživatele určená pomocí technologie GPS je velmi přesná, proto vzhledem k požadavku na strategickou bezpečnost státu, byla zavedena tato náhodná chyba. Provozovatel systému zaručuje při
9
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
aktivované chybě SA, že 95% měření nemělo překročit odchylku 100 metrů v horizontální a 156 metrů ve výškové složce. Obecně se dá ale říci, že s pomocí GPS při aktivované SA lze měřit s přesností 30-40 metrů (střední polohová chyba). Od 2. května 2000 byla záměrné znepřesňování signálu GPS zrušeno, všichni uživatelé tak mohou měřit s okamžitou přesností 6-12 metrů.
Přesnost kódového měření (pouze jedna frekvence a C/A kód) může být zvýšena použitím technologie diferenčního měření (DGPS). Té se budeme věnovat v další kapitole.
PRINCIP DIFERENČNÍHO MĚŘENÍ Technologie DGPS je založena na principu relativního měření dvou GPS přijímačů. Jeden z přijímačů, označovaný jako báze nebo referenční stanice je po celou dobu umístěn na souřadnicově přesně určeném bodě, s druhým přijímačem se provádějí vlastní měření. Protože bázová stanice zná své přesné souřadnice, může některé chyby GPS účinně redukovat. Báze může při měření porovnávat právě vypočtenou vzdálenost z GPS měření k družici se vzdáleností vypočtenou ze známé pozice. Takto může kontinuálně určovat rozdíly vzdáleností ke všem viditelným družicím a tyto rozdíly označované jako diferenční korekce zavádět do měření mobilní jednotky. Diferenční korekce mohou být do měření mobilní jednotky zaváděny buď přímo okamžitě nebo dodatečným zpracováním, tzv. postprocessingem. DGPS měření v reálném čase vyžaduje přenosové zařízení (např. radiomodem), existuje možnost využít veřejně poskytovaných korekcí zpravidla od komerčních subjektů. Pak stačí zakoupit dekodér korekcí a zaplatit poplatek za příjem korekcí na určité časové období. Dodatečné zpracování korekcí se používá především v oblasti mapování a sběru polohových dat, kdy není vyžadována znalost zpřesněné polohové informace v reálném čase. Uživatel potřebuje speciální software, který umožňuje přesnost měření dále zvýšit např. eliminací nejméně kvalitních měření na bodě.
10
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
Aby byly diferenční korekce účinné, musí být co nejvíce aktuální – jejich stáří v případě přenosu v reálném čase by nemělo přesáhnout řád prvních desítek vteřin, limitující je taktéž mezní vzdálenost báze-mobilní jednotka (cca do 200 kilometrů).
Přesnost diferenčního měření záleží na řadě faktorech – na použitém GPS přijímači, zda se měří okamžitě v reálném čase nebo s krátkými statickými observacemi na každém bodě, atd. Obecně se udává v rozpětí 1-5 metrů, v nejlepších případech se lze dostat i na hranici 0,75 metru (střední polohová chyba).
WAAS Zkratka pochází z anglického Wide Area Augmentation System – jedná se o budovanou síť referenčních stanic na území USA, kanady a Mexika. Podobný projekt v současné době realizuje Japonsko a regionálně i v západní Evropě. Referenční stanice jsou propojeny na jednu řídící stanici, kam se posílají hlášení s korekčními informacemi, které se dále zpracovávají a průměrují, tak aby korekce byly dostupné pro celé území kontinentu, či státu ve stejné přesnosti a co nejvyšší kvalitě. Tyto korekce jsou pak formou dlouhovlnného vysílání nebo šířením přes spojovací satelit zpřístupňovány uživatelům. Prvotním uživatelem WAAS je letecká doprava, která vyžaduje 100% integritu signálu a stálou přesnost měření. V závislosti na použitém GPS přijímači je přesnost měření s použitím WAAS v horizontální složce kolem 3-5 metrů, ve vertikální pak v rozsahu 3-7 metrů.
11
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
GPS A MAPA Obě pomůcky každého příznivce navigace spolu úzce souvisí – jsou to navigační pomůcky, které se navzájem doplňují. I ten nejjednodušší přijímač GPS ukazuje aktuální hodnoty souřadnic Vaší pozice, azimut a rychlost pohybu. Souřadnice a azimut pohybu můžete ztotožnit v mapě. Takže ihned víte, kde přesně se v mapě nalézáte. Nutnou podmínkou pro bezproblémovou spolupráci GPS-mapa je, aby byly ve stejném souřadnicovém systému. Problematiku souřadnicových systémů naleznete v jedné z dalších kapitol. Při současném používání mapy a GPS přístroje můžete postupovat i opačným způsobem – z mapy můžeme např. odečíst souřadnice bodu, kam se chceme dostat, ty pak zadáme do přístroje (uložíte ho jako tzv. waypoint) a aktivujeme funkci GOTO pro přímou navigaci k cílovému bodu. Nebo můžete odečíst více podobných bodů, které jsou kupříkladu důležitými zastávkami při cestě do bodu cílového – po zadání do GPS z nich můžete sestavit trasu po které Vás přístroj bod od bodu postupně naviguje. Ač nejjednodušší a nejlevnější GPS přijímače umí jen prezentovat aktuální navigační ukazatele, často mají možnost jednoduchého mapového zobrazení uživatelských dat. Na displeji přístroje jsou vidět mapové značky lokalizující umístění okolních, již dříve Vámi uložených waypointů, tečkovanou čarou je zobrazen již prošlá cesta, apod.
DIGITÁLNÍ MAPY V G PS PŘIJÍMAČI Stále více populární se stávají GPS přijímače, které mají možnost zobrazovat digitální mapy. Ty jsou povahou automapy, proto se používají především pro navigaci v automobilech. Nejnovější edice digitálních map na CD jsou tak podrobné, že pro každé město mají detailní zákres uliční sítě s udanými čísly popisnými a vyznačenými objekty typu parkoviště, odpočívadlo, restaurace, atd. Uživatel tak má jedinečnou možnost se v přístroji ztotožnit s okolní mapovou situací, taktéž může na mapě nebo z databáze přístroje Firma Garmin nabízí celou řadu modelů, které jsou přenosné a umožňují přehrávání digitálních map přímo v displeji. Přístroje jsou vybaveny technologií vyjímatelných přepisovatelných datových karet nebo interní přepisovatelnou pamětí. Zároveň jsou k dispozici na CD-ROM médiích digitální mapy edice MapSource. Pro každý stát je vždy jedno CD, které nainstalujete do svého PC. Pak stačí datovým kabelem připojit příslušný GPS přijímač, v programu MapSource vybrat území a spustit proces přehrání mapových dat do navigačního přístroje. Dalším typem map, které se dají do přístrojů GPS nahrávat jsou mapy námořní. Firma GARMIN nabízí pro své modely z řady námořních GPS program námořních map (GChart), které jsou již přímo napevno nahrány na výměnných datových kartách o velikosti 8, 16 nebo 32 MB. Karty pokrývají mapami pobřežní oblasti celého světa, v různém detailu a velikosti záběru území. Verze námořních map s nejpodrobnějším zobrazením obsahuje zákres hloubnic, podrobné průběh pobřežní linie, v přístavech jsou znázorněny i jednotlivá mola, atd. Pro Vaši představu - např. mapy pokrývající území pobřeží Jadranu v nejdetailnějším zobrazení jsou k dispozici na dvou datových kartách o velikosti 32 MB.
12
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
Připravuje se kolekce námořních map na CD edice MapSource, což znamená možnost nahrávání podrobných námořních map i do ručních přístrojů určených primárně pro turistiku či navigaci do auta. Všechny uvedené příklady digitálních map jsou produkty nabízené přímo výrobcem GPS přístrojů. Není možné do přístroje nahrát digitální mapu z jakéhokoliv jiného zdroje. Výrobci si totiž chrání datový formát těchto map – jednak jsou pro ně slušným zdrojem zisků a taktéž pořízení autorizace na jejich prodej bylo finančně dost náročné. Jedinou možnost jako máte, je využití vnitřní paměti přístroje určené pro vlastní body (waypointy) a záznam trasy (track log). Zdroj digitálních mapových dat, např. naskenovaný kousek mapy, můžete použít jako podklad pro vytvoření vlastní jednoduché vektorové mapy. Objekty, případně cesty, které Vás zajímají můžete postupně ukládat do trasových bodů a track log záznamů, které pak lze přenést do paměti přístroje. Tak lze velmi primitivním způsobem vytvořit hrubé zobrazení mapové situace konkrétní oblasti.
NAVIGACE S GPS Trasové body (Waypoints) Jednou ze základních funkcí každého GPS přijímače je možnost ukládání tzv. trasových bodů do paměti přístroje. Trasový bod je bod , který je spolu s několika atributy uložen v paměti přístroje. Lze jej získat několika různými způsoby - zaznamenáním aktuální pozice přijímače přímo v terénu, odečtením souřadnic vybraného místa z papírové mapy a jejich zadáním do přístroje, případně uložením pozice mapového kurzoru na digitální mapě přístroje (to platí pro GPS přístroje, které mají možnost nahrávání digitálních map). Trasový bod je do paměti přístroje uložen s konkrétním názvem, souřadnicemi (u některých modelů s výškou) a mapovou značkou, kterou pak bude reprezentován na mapě. Využití trasových bodů je různorodé – uživatel si v terénu může zaznamenat pozici jakéhokoliv místa, trasový bod může být využit jako cíl pro aktivovanou funkci GOTO, z více trasových bodů lze sestavit trasu, po které se lze opět nechat postupně navigovat. GPS přístroje Garmin dovolují zaznamenat do paměti 500 - 1000 vlastních trasových bodů. Jako trasový bod můžete při měření v terénu označit téměř cokoli – pozici zaparkovaného auta, místo, které se Vám při procházce líbilo, atd. Záleží jen na Vaší fantazii a okamžité potřebě. Navigace k trasovému bodu (GOTO) Uložený bod v paměti přístroje lze kdykoliv vyvolat a použít pro navigaci k němu z Vaší aktuální pozice. K tomu slouží funkce GOTO – navigace k cíly přímým, tedy nejkratším způsobem. Po aktivaci funkce přístroj zobrazí grafického průvodce formou otáčivé kompasové šipky a kompasové růžice. Při navigaci k bodu stačí sledovat směr, který šipka ukazuje – to jest nejkratší přímá cesta k cíli od místa, kde právě jste. Spolu
13
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
s grafickým průvodcem můžete kontrolovat stav navigace – na displeji přístroje se zobrazuje zbývající čas potřebný k dosažení bodu při aktuální rychlosti pohybu, dále zbývající přímou vzdálenost, atd. Pozor! – je důležité neustále uvažovat, že přístroje GPS vypočítávají azimut pohybu z družicového signálu! Hodnoty směru a rychlosti pohybu se získávají ze dvou po sobě vypočtených pozic uživatele. Přístroje tedy nepracují na principu magnetické buzoly, pro sledování aktuálního azimutu pohybu je potřeba se s přístroji pohybovat. Případně stačí alespoň popojít zhruba 20-30 metrů a šipka s kompasovou růžicí se zorientují a to vzhledem k okamžité pozici přístroje jak v terénu tak v ruce. Pokud byste se poté s přístrojem zastavili a pohnuli s ním, tak ztrácíte informaci o přesném azimutu pohybu. Vyjímkou jsou přístroje GPS vybavené digitálním magnetickým čidlem, jako např. eTrex Summit od firmy Garmin. Ne vždy je navigace přímým směrem k cílovému bodu uskutečnitelná. Často je cesta k němu díky překážkám přírodního a umělého charakteru složitější a vyžaduje rozdělení cesty k bodu na více částí. Tento případ se v GPS terminologii označuje jako trasa (Route). Trasy (Routes) Trasu lze definovat jako sekvenci trasových bodů či objektů mapy, ke kterým jste postupně navigováni. Mnohé přístroje GPS dovolují pořídit a v paměti uchovat více tras najednou, takže je možné kdykoliv některou z nich vyvolat z paměti přístroje a aktivovat navigaci. Přístroj Vás pak formou GOTO navigace vede k jednotlivým lomovým bodům trasy až nakonec. Trasa může být vytvořena (a upravována) přímo v přístroji, nebo na počítači s použitím CD–ROM edice digitálních map a ovládacího software MapSource nebo jiných specializovaných programů. Ty umožňují interaktivní pořízení všech lomových bodů budoucí trasy z nahrané podkladové mapy území a jejich okamžité přenesení do GPS přístroje.
Záznam trasy (Track Log) Většina přístrojů ukládá ještě jeden typ uživatelských dat - tzv. záznam prošlé trasy. Ten je jakýmsi elektronickým záznamníkem Vašeho pohybu v terénu. Přístroj do paměti ukládá v určitém intervalu časově vztažené souřadnice míst, kterými procházíte. Na rozdíl od
14
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
trasových bodů to jsou jen souřadnice, chybí název, mapová značka, atd. Záznam prošlé trasy se zobrazuje tečkovanou čarou na displeji přístroje v mapovém zobrazení. Záznam prošlé trasy může být použit pro rekonstrukci prošlé trasy při aktivaci funkce zpětné navigace (TracBack) – přístroj v záznamu vyhledá hlavní lomové body, sestaví z nich trasu a začne s navigací zpět z aktuální pozice do výchozího bodu.
SOUŘADNICOVÉ SYSTÉMY – ZÁKLAD PŘESNÉ NAVIGACE TROCHA ZE ZÁKLADŮ G EODÉZIE A KARTOGRAFIE Elipsoid definuje prostorovou matematickou reprezentaci tělesa Země. Pro tvorbu mapy kartografové potřebují převést prostorový model reality do roviny. To řeší sada matematických vztahů, nazývaná kartografické zobrazení (často se také v literatuře objevuje ne zcela správné označení projekce). Převod tělesa Země do roviny si lze představit jako když loupete pomeranč nebo z jednoho bodu rozřežete míč – roztřepí se na jednotlivé proužky. Přitom vzniká spousta nepřesností – tzv. zkreslení – proto jich je mnoho typů – zobrazení zachovávající všechny úhly, nebo všechny plochy, atd. Pro běžného uživatele docela slušná džungle. Konkrétní elipsoid a k němu vhodné kartografické zobrazení definují tzv. souřadnicový systém. Např. většina států západní Evropy používá elipsoid WGS 84 se souřadnicovým systémem UTM/UPS. U nás jsou paradoxně používány dva souřadné systémy současně. Tato neobvyklá situace vychází ze stavu vniklém za minulého režimu, který důsledně odlišoval souřadnicové systémy a kartografická díla pro civilní a vojenský sektor. Takže u nás lze nalézt civilní mapy v souřadném systému JTSK (Jednotná trigonometrická síť katastrální) a mapy vojenských složek v systému S-42. Ten byl po revoluci částečně odtajněn, takže lze nalézt mapy, které mají zakreslenou souřadnicovou síť v obou jmenovaných systémech. Typickým příkladem jsou mapy 1:50 000 Klubu českých turistů – zeměpisné souřadnice rohů mapy plus pravoúhlá síť jsou v JTSK, na mapovém rámu jsou pak rysky čtvercové sítě v S-42. KVALITNÍ MAPA – ZÁKLAD PŘESNÉ NAVIGACE Často používaná kombinace GPS a papírová mapa při navigaci v terénu vyžaduje správné nastavení GPS přístroje do totožného souřadnicového systému, v kterém je zhotovena mapa. Použití rozdílného souřadnicového systému v GPS přístroji a na mapě znamená vznik odchylek v řádu stovek metrů. Při obstarávání mapy pro dané území je dobré, pokud je to možné, vybrat co nejkvalitnější mapu. Dobrá mapa se kromě úrovně kartografického zpracování (použité kartografické vyjadřovací prostředky, barvy, písmo, celková zaplněnost, čitelnost mapy, atd.) pozná především dostatečně podrobně zpracovanou tiráží – údaji popisující kvalitativní parametry mapy. Jeden příklad slušné tiráže a tedy použitelné mapy pro navigaci s GPS je přiložen na obrázku ???. V tiráži by měl být popsán souřadnicový systém, v kterém je mapa vyhotovena – tedy použité kartografické zobrazení a elipsoid. V opačném případě je každá rada drahá, nepřesnou, ale v nouzi použitelnou metodou, je ztotožnění několika bodů v mapě s reálnými
15
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
měřeními GPS a vypočítání posunů a otočení ve všech třech osách oproti WGS 84 systému. Pokud máte GPS přijímač (např. všechny ruční modely firmy Garmin), který umožňuje nastavení vlastního uživatelsky definovaného souřadnicového systému (User), máte
vyhráno. NASTAVENÍ SOUŘADNICO VÉHO SYSTÉMU V G PS Přístroj vypočítává svoji aktuální polohu a tu Vám sděluje ve srozumitelné podobě ve smluvených souřadnicích. Nejčastěji se se souřadnicemi a souřadnicovými systémy setkáváte prostřednictvím zeměpisné šířky a délky, kteréžto jsou určeny sítí poledníků a rovnoběžek . Druhou možností je, že pracujete v rovině – tedy v konkrétním kartografickém zobrazení a udávané souřadnice jsou X a Y přímo v metrech. To je případ většiny našich map v systémech JTSK a S-42, nebo UTM/UPS u řady států západní Evropy Ameriky. U přístrojů GPS firmy Garmin se nastavení souřadnicového systému realizuje pomocí dvou menu. Jednak je to nastavení souřadnicového systému (“Position Format”). Implicitně je nastaveno udávání souřadnic v podobě zeměpisné šířky a délky. Použití této volby je pro naše účely kromě vlastní definice souřadnicového systému asi nejvýhodnější. Kromě zeměpisných souřadnic můžete používat souřadnice UTM (Univerzální transverzální Mercatorovo zobrazení) a dále britské, irské, švýcarské a další národní souřadnicové formáty. Druhou položkou je nastavení referenčního elipsoidu (“Map Datum”). Přístroje mají v interní zabudované databázi parametry více jak 100 lokálních elipsoidů. Primárně je nastaven elipsoid WGS 84.
NASTAVENÍ ORIENTACE K SEVERU V jedné z předchozích kapitol byl zmíněn obecný fakt, že GPS vypočítávají směr a rychlost pohybu ze dvou po sobě vypočtených sad souřadnic. Tedy systém pracuje na jiném principu, než pro nás známá a standardní magnetická buzola. Vyjímkou je několik modelů, které kombinují digitální magnetické čidlo a GPS přijímač, ale v převážné většině je prvně uvedená kategorie přístrojů.
16
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
Dík jinému přístupu v určování azimutu, GPS přijímače na rozdíl od klasické magnetické buzoly, která udává azimuty vztažené k magnetickému pólu („Magnetic“), nabízejí více možností udávání úhlových hodnot. Kromě možnosti udávání směrů vzhledem k magnetickému pólu, jehož poloha je proměnná s časem (v současnosti se nalézá v polárních oblastech Kanady), můžete zvolit i udávání úhlů vzhledem k severnímu pólu („True“). Přístroje Garmin obsahují vestavěný model počítající prostorově proměnnou hodnotu magnetické deklinace (úhlový rozdíl „Magnetic“ a „True“ sever), takže si přístroj pro Vaši aktuální pozici hodnotu k magnetickému severu automaticky dopočítává. Pro přesné nastavení magnetické deklinace pro konkrétní území malého rozsahu ??? (u mnoha map je uvedena pro konkrétní mapový list v tiráži) je možné zvolit její vlastní přesnou specifikaci.
PODLE ČEHO VYBÍRAT KVALITNÍ GPS PŘIJÍMAČ? Ještě než navštívíte specializovaný obchod s navigačními přístroji, ujasněte si, na co konkrétně chcete přístroj používat. To je zcela jednoznačně nejdůležitější faktor ovlivňující další proces výběru konkrétního modelu. Podle našich zkušeností se zákazníky rámcově ??? rozdělit do dvou hlavních skupin. Ta první jsou lidé, kteří hodlají používat přístroj pro jeden konkrétní účel. Sem patří sportovní letci, jachtaři, geodeti, apod. Druhou skupinu tvoří lidé, kteří nejsou plně vyhraněni – chtějí používat přístroj pro více účelů (např. pro turistiku ale i do auta) nebo ještě ani netuší na co všechno jej budou využívat. V tomto případě se výběr konkrétního modelu řeší kompromisem, tak aby dostatečně vyhovoval všem požadavkům. Při výběru konkrétního modelu GPS přijímače dále uvažujte : Životnost baterií – pokud hodláte používat přístroj často v podmínkách bez možnosti externího napájení, je tento faktor velmi důležitý. Životnost baterií velmi snižuje časté používání funkce posvěcování displeje, přístroje osazené barevným displejem napájet tužkovými bateriemi je vůbec neefektivní. Snažte se tedy vybrat model s co nejvyšší hodnotou udávané životnosti baterií. Velikost a váha přístroje – je podmíněna účelem, pro který jej chcete používat. V automobilu dáte přednost velikost většímu displeji – váha a velikost pro Vás nejsou omezující, naopak cestovatelé či turisti budou vyžadovat minimální velikost a váhu. Typ antény GPS – v podstatě máte na výběr mezi interní zabudovanou a vnější tyčkovou polohovatelnou anténou. Přístroje s vnější tyčkovou polohovatelnou anténou se spíše hodí na přístrojovou desku automobilu. Navíc, většina modelů má zabudovaný konektor
17
© PICODAS Praha spol. s r.o.
GPS pro každého
na externí samostatnou anténu s dlouhým kabelem – ta se používá např. na jachtách – samotný přístroj je v kajutě, anténa je vyvedena na stěžni, apod. Proces příjmu družicového signálu je tak co nejméně stíněn okolními předměty a osobami uživatelů. Podpora diferenčního měření (DGPS) – může se stát, že budete dočasně potřebovat vyšší přesnost měření. Proto se vyplatí mít přístroj s podporou technologie DGPS. Všechny přístroje Garmin podporují příjem diferenčních korekcí v reálném čase ve standardizovaném formátu RTCM-SC 104. Stačí si tedy obstarat zdroj diferenčních korekcí a pak jej připojit k přijímači. Cena – je trochu zrádná, pokud si nalistujete kapitolu o popisu přijímače, zjistíte, že některé přijímače se tváří jako nejmodernější paralelní 12ti kanály, skutečnost je však odlišná. Pak se nelze divit, že stojí často o desítky procent méně, než konkurence. Ale jejich účinnost a výkonnost při měření v terénu je výrazně nižší.
PŘÍSLUŠENSTVÍ GPS V současné době nabízí všichni přední výrobci GPS přijímačů bohatou škálu příslušenství zahrnující různé typy kabelů, stojánků, externích antén, softwarů pro komunikaci, atd. Externí antény – používají se pro případy, kdy je potřeba zlepšit podmínky přijmu družicového signálu (v autě, pro sběr polohových dat v terénu) nebo není jiná možnost, než mít přístroj a anténu zvlášť (na lodi, ve větších sportovních letadlech). Firma Garmin dodává několik typů externích antén pro jednotlivé skupiny přístrojů, s různou délkou kabelu (3 a 9 metrů), atd. V dodávce je u některých typů přiložena i odnímatelná magnetka a přísavka pro upevnění na střechu. Napájecí kabely – většinou tři typy – kabel, který je bez koncovky – můžete si na něj nasadit konektor, který se hodí k Vašemu zdroji, dále napájecí kabel s výstupním konektorem k cigaretovému zapalovači, nebo kombinovaný výstup napájení na cigaretový zapalovač a vstup dat na sériový port počítače. Stojánky – různé typy stojánků – na přístrojovou desku automobilu, na řidítka kola či motocyklu, otočné a pevné, s upevněním na šrouby či nalepením, atd. Software – slouží pro vzájemnou komunikaci a oboustranný přenos uživatelských dat (body, trasy, záznamy trasy) mezi GPS a PC. K dispozici je celá řada programů, jak originálních od výrobců, tak free a sharewarových na Internetu. Firmou nabízený program MapSource umí kromě již zmíněného přenosu uživatelských dat také přenášet výřezy vysoce podrobných digitálních map do paměti přístroje GPS. K tomu je potřeba, aby přístroj byl vybaven technologií pro nahrání těchto dat – firma Garmin to řeší buď interní zabudovanou přepisovatelnou pamětí nebo výměnnými přepisovatelnými datovými kartami.
18
