Co to jest GPS?

R9UEo1jwKsFcJ

Zdjęcie przedstawia kokpit samochodu, które wykonano z tylnego siedzenia w samochodzie osobowym. W kokpicie znajduje się nawigacja, która wskazuje drogę kierowcy.

1. Długość i szerokość geograficzna

W celu jednoznacznego określenia położenia dowolnego punktu na kuli ziemskiej potrzebne są tylko dwie informacje – jaki równoleżnik przechodzi przez wybrany punkt i na jakim południku się on znajduje. Informacje te to współrzędne geograficzne.

Południki to umowne linie poprowadzone najkrótszą drogą po powierzchni Ziemi miedzy biegunem północnym a biegunem południowymi prostopadłe do równika. Służą do wyznaczania długości geograficznej. Długość łuku 1 stopnia na każdym południku ma taka samą wartość i wynosi około 111,2 km.

Równoleżniki to koła na wierzchni Ziemi, powstałe wskutek przecięcia powierzchni kuli ziemskiej płaszczyznami prostopadłymi do osi Ziemi. Służą do wyznaczania szerokości geograficznej. Długości odpowiadające 1 stopniu na poszczególnych równoleżnikach zmniejszają się wraz ze zbliżaniem się do bieguna.

Pierwsza współrzędna to długość geograficznadługość geograficznadługość geograficzna, czyli kąt dwuścienny między płaszczyzną południka 0° a płaszczyzną południka przechodzącego przez dany punkt. Długość geograficzną odczytujemy, wskazując, jaki południk przechodzi przez wybrany punkt i dodając informację o półkuli, na której się znajduje. Długości geograficzne wzrastają od 0° na południku Greenwich [wym. grinycz] do 180°. Długość geograficzna jest opisywana tak, jak południki, czyli przesuwając się na wschód od południka 0° do 180 stopni dopisujemy oznaczenie półkuli wschodniej (kierunku wschodniego), czyli E (ang. East [wym. ist] – wschód), a przesuwając się na zachód od Greenwich kolejne południki oznaczamy jako leżące na półkuli zachodniej (w kierunku zachodnim), czyli W (ang. West [wym. łest] – zachód). Na południku 180° nie dopisujemy oznaczenia kierunku, gdyż leży on, podobnie jak południk 0°, na granicy dwóch półkul.

R19nmEOYVq3eH

Ilustracja prezentuje definicję długości geograficznej. Na ilustracji kula Ziemska, w której wycięto górną ćwiartkę i zaznaczono kąt dwuścienny między płaszczyzną biegnącego pionowo południka 0 stopni a płaszczyzną południka biegnącego pionowo i przechodzącego przez dany punkt, tutaj 80 stopni. Strzałki oznaczające kąt wyciętego fragmentu podpisano: "długość geograficzna".

Druga współrzędna to szerokość geograficznaszerokość geograficznaszerokość geograficzna, czyli kąt między linią łączącą wybrany punkt ze środkiem Ziemi a płaszczyzną równika. Szerokość geograficzną odczytujemy, określając wartość równoleżnika przechodzącego przez wybrany punkt, zwracamy też uwagę, na której półkuli się on znajduje. Jeśli na północy, to przy liczbie oznaczającej szerokość geograficzną dopisujemy N (ang. North [wym. norf] – północ), a jeśli na południu, to S (ang. South [wym. sałf] – południe). Równik ma szerokość geograficzną 0°, biegun północny – 90°N, zaś biegun południowy – 90°S.

RFDmBUgLkz4Ep

Ilustracja prezentuje definicję szerokości geograficznej. Na ilustracji kula Ziemska, w której wycięto górną ćwiartkę pomiędzy równoleżnikiem 90 stopni a równoleżnikiem 0 stopni, zaznaczono kąt między linią poziomą łączącą wybrany punkt ze środkiem Ziemi, a płaszczyzną równika. Strzałki biegnące pomiędzy płaszczyzną równika a kątem 90 stopni podpisano: "szerokość geograficzna".

R1InaBSDmBzF2

Ilustracja prezentuje sposób odczytu współrzędnych geograficznych. Szerokości geograficzne odczytujemy podążając po przerywanej linii pionowej od 0 stopni do 90 stopni. Długość geograficzną odczytujemy podążając po przerywanej linii poziomej na równiku od zera stopni do stu osiemdziesięciu stopni. Na równoleżniku 45 stopni i południku 45 stopni oznaczono czerwony punkt. Nad ilustracją znajduje się napis: położenie 45 stopni N 45 stopni W.

2. Odczytywanie współrzędnych geograficznych

Umiejętność posługiwania się współrzędnymi geograficznymi pozwala dokładnie zlokalizować każdy punkt na kuli ziemskiej. Znając współrzędne geograficzne, można precyzyjnie wskazać punkt w terenie, który im odpowiada. Można też postępować odwrotnie. Znając jakieś miejsce na mapie, można określić obie jego współrzędne.

Ćwiczenie 2

Odczytaj współrzędne poszczególnych punktów ze schematu powyżej i połącz w pary odpowiedne współrzędne i punkty.

R1FxU02J1nkbX

Ćwiczenie składa się z pionowych i poziomych linii, tworzących kratki. Linie są opisane cyframi, co 10. Na liniach i pomiędzy nimi zaznaczono czerwone punkty do odczytu współrzędnych.

R1DePAvBcEfL41

1 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 2 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 3 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 4 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 5 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 6 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W

1 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 2 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 3 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 4 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 5 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W 6 Możliwe odpowiedzi: 1. 40°S 60°W, 2. 5°N 0°, 3. 0° 45°W, 4. 38°S 52°E, 5. 25°N 25°E, 6. 58°N 12°W

R13fLUf5U6Orx

Ćwiczenie 2

Uporządkuj podane współrzędne geograficzne w kolejności od najbardziej wysuniętych na zachód do punktów najbardziej wysuniętych na wschód. Elementy do uszeregowania: 1. 38°S 52°E, 2. 40°S 60°W, 3. 5°N 0°, 4. 25°N 25°E, 5. 58°N 12°W, 6. 0° 45°W

Uporządkuj podane współrzędne geograficzne w kolejności od najbardziej wysuniętych na zachód do punktów najbardziej wysuniętych na wschód. Elementy do uszeregowania: 1. 38°S 52°E, 2. 40°S 60°W, 3. 5°N 0°, 4. 25°N 25°E, 5. 58°N 12°W, 6. 0° 45°W

3. GPS

GPSGPS (ang. Global Positioning System)GPS to skrót od słów Global Positioning System [wym. global pozyszyning system], co można przetłumaczyć jako światowy system określania współrzędnychwspółrzędne geograficznewspółrzędnych. Jest to najstarszy, największy, najważniejszy i najbardziej dostępny z systemów nawigacji satelitarnej. GPS wykorzystuje dane z satelitów krążących po orbicie okołoziemskiej, które dostarczają każdemu użytkownikowi bardzo precyzyjnej informacji o jego położeniu na kuli ziemskiej. Pod uwagę bierze się sygnały radiowe, wysyłane do odbiornika przez cztery satelity, znajdujące się najbliżej danego miejsca. Pomiar czasu, jakiego potrzebują te sygnały, aby dotrzeć do odbiornika jest podstawą obliczeń umożliwiających określenie współrzędnych geograficznych.

Odbiorniki GPS używane są w samochodach, gdzie na podstawie określenia pozycji wyświetlają właściwy fragment mapy drogowej i mogą udzielać informacji pomocnych w dotarciu do wyznaczonego celu. Wykorzystywane są też w turystyce - oprócz GPS wbudowanego w telefon używa się też małych odbiorników turystycznych, odpornych na wstrząsy i wodę. Ważne, aby nie korzystać jedynie z urządzeń elektrycznych, a mieć przy sobie mapę i kompas - odbiornik może nagle stracić zasięg.

Inne przykłady zastosowania GPS:

• transport drogowy (pozycja samochodu),

• pozycja maszyn budowlanych,

• wytyczenie obiektów budowlanych,

• geodezja, kartografia,

• monitoring samochodów typu chłodnia

• badanie trzęsień ziemi

• ochrona środowiska,

• ochrona mienia i policja,

• integracja z systemem e‑TOLL

• ratownictwo medyczne na wodzie i lądzie,

• rolnictwo (pozycja maszyny rolniczej)

• lotnictwo (pozycja samolotu, helikoptera itp.)

• żegluga morska

• monitoring przesyłek pocztowych (firmy kurierskie).

R1RVSKHzKOfxH

Ilustracja prezentuje ekran odbiornika GPS. Po lewej stronie wyświetla się kompas, kąt oraz kierunek w którą stronę zwrócony jest odbiornik, zakres błędu oraz ilość dostępnych satelit w zasięgu. Po prawej cyfry odczytu długości i szerokości geograficznej w stopniach oraz minutach, kierunek geograficzny, przyspieszenie, prędkość, wysokość nad poziomem morza oraz godzina ostatniego połączenia. U dołu widoczna jest skala pomiarowa.

Podsumowanie

• Znając punkt na mapie, można określić jego współrzędne geograficzne.

• Znając współrzędne geograficzne, można wskazać odpowiedni punkt na mapie.

• Nowoczesnym i dokładnym narzędziem do określania współrzędnych geograficznych jest GPS.

• Nawigacja samochodowa też oparta jest o GPS.

• Smartfon, po zainstalowaniu odpowiednich aplikacji, także pozwala na korzystanie z GPS oraz z map do nawigacji samochodowych.

Praca domowa

Słownik

Zadania