3. Czy wiesz, co to jest GPS?
Prawdopodobnie korzystałeś kiedyś ze strony Google Maps i przenosiłeś się w różne miejsca naszej planety, nie wychodząc z domu. Czy wiesz, że na tej stronie jest możliwość odczytania współrzędnych geograficznych dowolnego punktu? Jeżeli nie, to zachęcamy do zapoznania się z niniejszym materiałem. A jeżeli tak, to również warto to zrobić, bo być może nie wiesz jeszcze o kilku innych możliwościach tej i innych stron lub aplikacji.
Omówisz, czym jest GPS.
Udoskonalisz umiejętności związane z określaniem współrzędnych geograficznych na mapach.
Wymienisz przykłady stron i aplikacji wykorzystujących GPS.
Wyznaczysz w terenie współrzędne geograficzne dowolnych punktów (za pomocą mapy lub GPS).
Wyznaczanie współrzędnych geograficznych na podstawie mapy
Będąc w terenie i posiadając dokładną mapę (najlepiej topograficzną), można wyznaczyć współrzędne geograficzne dowolnego punktu na tej mapie i miejsca, w którym się znajdujemy.
Miejsce, w którym się znajdujemy
W pierwszej kolejności musimy zorientowaćzorientować mapę, a następnie odnaleźć na niej miejsce, w którym aktualnie jesteśmy. Mapę możemy zorientować na dwa sposoby: za pomocą kompasu i za pomocą obiektów na mapie. Szczegółowa instrukcja znajduje się m.in. w materiale: Zajęcia terenowe – wędrujemy z mapą po najbliższej okolicy:
Po wykonaniu tych kroków można przystąpić do wyznaczenia współrzędnych geograficznych. Pamiętaj, że na mapach 1 stopień (1°) dzieli się na 60 minut (60**')** kątowych, a 1 minutę kątową (1**')** dzieli się na 60 sekund (60**'')**.
Korzystając z poniższej mapy, wybierz trzy dowolne punkty i poproś kolegę/koleżankę o wyznaczenie ich współrzędnych geograficznych z dokładnością do 2''. Sprawdź poprawność rozwiązania. W razie wątpliwości poproś nauczyciela o pomoc.
Korzystając z dostępnej ci mapy, wybierz trzy dowolne punkty wysokościowe lub miejscowości i poproś kolegę/koleżankę o wyznaczenie ich współrzędnych geograficznych z dokładnością do 10’’. Sprawdź poprawność rozwiązania. W razie wątpliwości poproś nauczyciela o pomoc.
Korzystając z poniższej mapy, dopasuj współrzędne do odpowiednich punktów.
Korzystając z własnej wiedzy i dostępnych źródeł podaj współrzędne miasta Szczecin.
Wyznaczanie współrzędnych geograficznych za pomocą odbiornika GPS
Bardzo dokładne współrzędne geograficzne miejsca, w którym się znajdujemy, można wyznaczyć dzięki systemowi nawigacji satelitarnej. Najczęściej stosowanym jest, obejmujący swym zasięgiem całą Ziemię, GPS (ang. Global Positioning System [Global pozyszyning system], Globalny System Pozycjonowania).
GPS składa się z trzech elementów (segmentów):
segment kosmiczny, obejmujący satelity,
segment naziemny, nadzorujący pracę systemu,
segment użytkowników, czyli każdy użytkownik systemu nawigacji lub urządzenie techniczne korzystające z sygnału systemu (odbiorniki GPS).
Wokół Ziemi znajduje się obecnie 30 satelitów systemu GPS, a potrzeba jedynie 24 satelitów, żeby każdy punkt na Ziemi mógł odbierać sygnał przynajmniej czterech z nich.
W jaki sposób działa GPS?
Należy posiadać odbiornik GPS (np. urządzenia nawigacji samochodowej, aplikacja w smartfonie), który łączy się z dostępnymi w danej chwili satelitami (co najmniej czterema) i ustala swoje położenie.
System GPS posiada precyzyjną informację o wzajemnym położeniu wszystkich swoich satelitów oraz zna szybkość rozchodzenia się sygnałów. Na podstawie różnicy czasu dotarcia sygnału obliczane są współrzędne geograficzne miejsca, w którym się znajdujemy z dokładnością do 4–12 m.
Współrzędne geograficzne – film 1
Współrzędne na mapie
Współrzędne geograficzne to szerokość i długość geograficzna wyrażone miarą kąta od początku układu współrzędnych geograficznych. Na ziemi początkiem układu jest przecięcie się równika z południkiem zerowym.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/R11BKexhzv16U
Film przedstawiający pojęcia długości i szerokości geograficznej oraz sposoby odczytywania współrzędnych z mapy papierowej, z urządzeń mobilnych i map Google.
Wyznaczanie współrzędnych geograficznych w terenie na podstawie mapy
Wyznaczanie współrzędnych geograficznych na mapie na pierwszy rzut oka może być skomplikowane, lecz proces ten jest bardzo prosty. Sprawdź, jak to robić, na przykładzie Schroniska im. Stanisława Staszica nad Morskim Okiem.
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Dokładne współrzędne geograficzne w stopniach, minutach i sekundach można określić korzystając z map wykonanych w dużych skalach. Mapa, którą teraz widzisz, przedstawia doliny Rybiego Potoku w Tatrzańskim Parku Narodowym oraz jej najbliższej okolicy. Zwróć uwagę, że wartości południków i równoleżników podpisane są wokół ramki mapy. Dokładne współrzędne geograficzne podano dla każdego z czterech rogów mapy. Dla pozostałych elementów siatki kartograficznej przedstawiono jedynie wartości sekund - minuty się nie zmieniają.
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Wyobraź sobie, że znajdujesz się w schronisku imienia Stanisława Staszica nad Morskim Okiem. Spróbujmy określić współrzędne geograficzne miejsca.
Główną zasadą wyznaczania współrzędnych jest podawanie zawsze najpierw szerokości geograficznej, a następnie długości geograficznej.
Wyznaczanie szerokości geograficznej w terenie na podstawie mapy
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Równoleżniki podpisane są po lewej i prawej stronie ramki mapy. Szerokość geograficzna prawego dolnego rogu mapy wynosi 49 stopni, 10 minut i czterdzieści dwie sekundy. Powyżej mamy 11 minut, następnie 12 minut. Gdybyśmy nie wiedzieli, że jesteśmy w Polsce, to na tej podstawie moglibyśmy stwierdzić, że jest to na pewno półkula północna, a więc szerokość geograficzna północna.
Na mapach równoleżniki podpisane są po prawej i lewej stronie ramki. Współrzędne na ramkach mogą być oznaczone w różnych formatach, w przypadku tej mapy są one w formacie stopni, minut i sekund. Spotyka się również współrzędne zapisane w formacie dziesiętnym. Współrzędne definiowane są przez układ współrzędnych, którego początkiem jest równik i południk zero. W zależności od tego, w którą stronę od początku układu się poruszamy, wartość równoleżników lub południków będzie się zmieniać. Na półkuli południowej wartość równoleżników wzrasta w dół (na południe), na półkuli północnej wartość równoleżników wzrasta w górę (na północ), oczywiście wartości te swój początek mają na równiku o wartości 0°. W przypadku południków początek układu wyznacza południk 0°. Wartość południków na półkuli zachodniej wzrasta od prawej do lewej (na zachód), wartość południków na półkuli wschodniej wzrasta od lewej do prawej (na wschód).
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Należy teraz zrobić rzut lokalizacji schroniska na prawą ramkę mapy.
Zrzut lokalizacji na ramkę wykonuje się przez poprowadzenie prostej linii od ramki do wybranego punktu.
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Zwróćmy uwagę, że schronisko położone jest między czterdziestym dziewiątym stopniem i dwunastą minutą a czterdziestym dziewiątym stopniem i trzynastą minutą. Wiemy już, że jeden stopień kątowy to 60 minut, a jedna minuta to 60 sekund kątowych. Podzielmy zatem ten odcinek na pół, 30 sekund. Wyznaczmy pozostałe równoleżniki: 20 sekund i 10 sekund, następnie 5 sekund. Schronisko leży zatem na czterdziestym dziewiątym stopniu, dwunastej minucie i piątej sekundzie szerokości geograficznej północnej.
Jeden stopień kątowy to 60 minut, a jedna minuta to 60 sekund kątowych. Na ramce mapy współrzędne opisane są co minutę. Minutę możemy podzielić na 60 sekund, czyli odcinek między minutami trzeba podzielić na 60 równych części.
Wyznaczanie długości geograficznej w terenie na podstawie mapy
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Przejdźmy teraz do długości geograficznej. Południki podpisane są u góry i u dołu mapy. Długość geograficzna lewego górnego rogu mapy wynosi 20 stopni, dwie minuty i 25 sekund. Na prawo od tego miejsca mamy 3 minuty, następnie 4 minuty. Gdybyśmy nie wiedzieli, że jesteśmy w Polsce, to na tej podstawie moglibyśmy stwierdzić, że jest to na pewno półkula wschodnia, a więc długość geograficzna wschodnia.
Na mapach południki podpisane są na dole i górze ramki. Początkiem układu dla południków jest południk 0.
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Należy teraz zrobić rzut lokalizacji schroniska na górną ramkę mapy.
Podobnie jak w przypadku równoleżników, południki również są oznaczone co minutę kątową, która dzieli się na 60 sekund kątowych. Rzutowanie lokalizacji na ramkę pozwala wtedy określić, na której dokładnie sekundzie znajduje się nasz punkt.
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Zwróćmy uwagę, że schronisko położone jest między dwudziestym stopniem i czwartą minutą a dwudziestym stopniem i piątą minutą. Wiemy już, że jeden stopień kątowy to 60 minut, a jedna minuta kątowa to 60 sekund kątowych. Podzielmy ten odcinek na pół, 30 sekund. Wyznaczmy pozostałe południki: 20 sekund, 10 sekund i 15 sekund. Schronisko leży zatem na dwudziestym stopniu, czwartej minucie i siedemnastej sekundzie długości geograficznej wschodniej, a więc współrzędne geograficzne schroniska to 49 stopni, 12 minut i 5 sekund szerokości geograficznej północnej oraz 20 stopni, 4 minuty i 17 sekund długości geograficznej wschodniej.
Wyznaczanie współrzędnych geograficznych w terenie za pomocą odbiornika GPS
Nie zawsze masz pod ręką mapę, z której możesz odczytać dokładne współrzędne miejsca. Współczesna technologia i systemy GPS pozwalają nam jednak uzyskać informację o dokładnym położeniu. Do tego możesz wykorzystać Twój własny odbiornik GPS, czyli smartfon lub komputer.
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Wyznaczmy teraz współrzędne geograficzne na podstawie Google Maps. Bardzo wygodnie możemy skorzystać z tej strony zarówno na komputerze jak i na telefonie będąc w terenie. Działa ona w oparciu o system GPS. Załóżmy, że znajdujemy się w Toruniu na Starym Mieście, a konkretnie na dziedzińcu Ratusza Staromiejskiego. W tym celu po wejściu na stronę www.google.com ukośnik Maps, należy wpisać nazwę wybranego miejsca lub ręcznie wskazać jego lokalizację używając myszki. Skorzystajmy z tego drugiego sposobu. Ustawmy sobie kursor myszy na środku dziedzińca i kliknijmy lewym przyciskiem. Wyświetli nam się menu boczne. Na pierwszej pozycji ukażą się współrzędne zapisane w sposób dziesiętny. Jeżeli chcemy, aby były one wyrażone w stopniach, minutach i sekundach, należy na nie kliknąć prawym przyciskiem myszy.
Po wyświetleniu współrzędnych kliknij w nie, dane te się automatycznie skopiują do schowka.
Ogromnym plusem strony Google Maps jest to, że możesz sprawdzić lokalizację dowolnego miejsca na świecie.
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Na dole okna pojawi się informacja, że tekst ten skopiowano do schowka.
Nagranie dostępne pod adresem https://zpe.gov.pl/b/PV9QVrhdU
Treść nagrania audio. Następnie w oknie wyszukiwania w lewym górnym rogu wklejamy tekst i zatwierdzamy używając przycisku enter. W ten sposób wyświetlą nam się współrzędne zapisane na oba sposoby. W bardzo podobny sposób możesz wyznaczyć współrzędne geograficzne na swoim telefonie. Spróbuj wykonać to teraz. Wystarczy skorzystać z aplikacji Google Maps lub innej do niej podobnej.
Indeks górny Źródło: Gromar sp. z o. o., licencja: CC BY‑SA 3.0 Indeks górny koniecŹródło: Gromar sp. z o. o., licencja: CC BY‑SA 3.0
Na podstawie prezentacji wskaż szerokość i długość geograficzną dziedzińca Ratusza Staromiejskiego w Toruniu.
Korzystając z Google Maps (na komputerze lub na telefonie), określ współrzędne geograficzne miejsca na świecie, do którego chciałbyś się wybrać podczas najbliższych wakacji.
Wyszukaj inną stronę lub aplikację działającą z wykorzystaniem systemu GPS. Wypisz w wyznaczonym do tego miejscu kilka przykładów, następnie porównaj swoje przykłady z przykładami kolegów i koleżanek z klasy. Wskaż stronę, która jest najbardziej przydatna w codziennym życiu.
Podsumowanie
Współrzędne geograficzne miejsca, w którym jesteśmy, można określić, mając do dyspozycji mapę lub wykorzystując GPS.
Nie trzeba posiadać specjalnego odbiornika GPS do określenia współrzędnych geograficznych - wystarczy komputer lub smartfon.
Bardzo pomocną stroną w wyznaczaniu współrzędnych geograficznych dowolnego punktu na Ziemi jest Google Maps.
Słownik
mapy polega na takim jej ustawieniu, aby kierunki na mapie pokrywały się z kierunkami w terenie (w rzeczywistości)
szczegółowa mapa terenu wykonana w skali większej niż 1:200 000
Ćwiczenia
Zaznacz poprawny zapis współrzędnych geograficznych.
Określ współrzędne geograficzne podanych punktów: A (z dokładnością do 5’), B (z dokładnością do 1’) i C (z dokładnością do 5’’). Każdą cyfrę wpisz w oddzielne pole.
Określ współrzędne geograficzne trzech wybranych przez ciebie punktów: współrzędne pierwszego punktu podaj z dokładnością do 5’, drugiego punktu z dokładnością do 1’ i trzeciego punktu z dokładnością do 5’’.
Korzystając z własnej wiedzy oraz dostępnych źródeł, przyporządkuj podane współrzędne do odpowiednich półkul.
Za pomocą dostępnych narzędzi i map wskaż współrzędne swojego miejsca zamieszkania. Współrzędne podaj w formie stopni minut i sekund, z dokładnością do 1 sekundy.
Określ z dokładnością do 1 minuty współrzędne geograficzne podanych miejscowości.
Na podstawie dostępnych Ci źródeł określ współrzędne geograficzne podanych miejscowości.
Na podstawie własnej wiedzy i innych źródeł informacji wymień znane Ci przykłady zastosowań GPS.