När kartor inte räcker till — det fantastiska hjälpmedlet Global Positioning System

FRÅN VAKNA!:S KORRESPONDENT I AUSTRALIEN

DEN unga kvinnans ansikte var täckt med svett efter hennes strapatser under fotvandringen en sådan här het dag. Hon vred på axlarna för att lätta bördan — den tunga ryggsäcken. Den var fylld med matvaror och annat som hon behövde för att överleva. Hon vek försiktigt upp sin fotvandrarkarta och granskade den. Men till sin förfäran kände hon inte igen något i den omgivande terrängen. Det dröjde inte länge förrän hon började fyllas av en desperat känsla av oro. ”Säg inte att jag har gått vilse”, stönade hon.

Men plötsligt sken hon upp. Hon stoppade ner handen i ryggsäcken och drog upp en apparat i ett skyddshölje och knappade in lite information. Efter några sekunder började hon le. Nu rättade hon snabbt till sin ryggsäck och gav sig av med säkerheten hos någon som vet precis vart han skall gå.

Hur kunde denna fotvandrare så snabbt och lätt hitta en utväg ur sin till synes hopplösa situation? Därför att hon använde sig av ett speciellt hjälpmedel känt som Global Positioning System (GPS). På så vis fick hon reda på exakt var hon befann sig och vart hon skulle gå. Men vad är egentligen detta fantastiska system, GPS?

Det fullständiga namnet är Navstar Global Positioning System. Navstar är en förkortning av Navigation Satellite Time and Ranging System. GPS utvecklades för den amerikanska militären, men nu får vem som helst använda det, var som helst i världen. Den första satelliten som behövdes för att ta GPS i bruk sköts upp 1978. Nu använder det fullt utbyggda systemet 21 Navstar-satelliter, samt tre reserver som går i omloppsbana och är redo att användas när som helst. Dessa sänds upp i en omloppsbana på en höjd av drygt 20.000 kilometer, och varje bana lutar 55 grader i förhållande till ekvatorn. Med denna struktur kan man få kontakt med minst fyra satelliter från vilken plats som helst på jordens yta när som helst.

Blixtsnabb tidsberäkning är nödvändig

Satelliterna sänder ut radiovågor på specifika, inarbetade tider, och genom att mäta exakt när radiovågen når fram kan Navstar-mottagaren avgöra avståndet till satelliten. Det tar ungefär en elftedels sekund för en våg att färdas till jorden. Mottagaren multiplicerar sedan denna siffra med ljusets hastighet, och man får då fram avståndet till satelliten med förvånansvärd exakthet. Men mätningen av tiden måste vara exakt, eftersom en felräkning på så lite som en miljondels sekund resulterar i ett fel på omkring 300 meter!

Hur kan tiden hållas så otroligt exakt? Det åstadkoms med hjälp av avancerade atomur inuti satelliterna. I sin bok The Navstar Global Positioning System förklarar författaren Tom Logsdon: ”Block II-satelliterna ... bär på fyra ur som går mycket exakt; två cesiumatomur och två rubidiumatomur. Dessa klockor är så stabila och går så exakt att de bara skulle dra sig eller gå före en sekund på 160.000 år!”

I praktiken går det till så att en mottagare, lik en sådan som användes av vår fotvandrare i inledningen, tar upp signaler från fyra eller fler satelliter och räknar ut avståndet till var och en av dessa. Dessa avståndsuppgifter används sedan för att fastställa den aktuella latituden, longituden och den bärbara mottagarens höjd över havet. Resultatet visas sedan av GPS-mottagaren. Man behöver minst fyra satelliter för exakt positionsbestämning. De portabla mottagarna är lätta och billiga och är i storlek och pris jämförbara med en mobiltelefon.

Överlägset vanliga kartor?

GPS-mottagare anger inte bara den exakta platsen där mottagaren är, utan också — om man har skrivit in korrekta uppgifter angående den önskade destinationen — vilken väg man skall ta. I det avseendet är apparater som utnyttjar GPS överlägsna konventionella kartor, hur tillförlitliga dessa än är. Låt oss ta ett exempel: När man använder kartor för att hitta, kan uppgiften försvåras av sådant som höga träd eller helt enkelt tät vegetation. Annat som gör kartläsning svår eller till och med helt meningslös är om det inte finns några särskilda orienteringspunkter i ett område (gäller speciellt hav och öknar) eller om det råder mörker eller dimma. GPS-mottagaren utesluter inte helt behovet av kartor, men den fungerar mycket väl när den används i kombination med kartor och sjökort. Den kan med stor fördel användas när man styr in fartyg i dimmiga hamnar och till att hålla reda på lastcontainrar i livliga hamnar samt i många andra kommersiella syften.

När utvecklingen av GPS fortskrider, kan man finna andra användningsområden för systemet. Här är några av dem:

● Spåra farliga isberg.

● Ta fram väderleksprognoser.

● Precisionslandning med flygplan.

● Lokalisera sjunkna fartyg.

● Spårnings- och navigeringssystem för bilar.

● Exakt fördelning av gödselmedel.

Så vår fotvandrare blev ledd av detta unika satellitsystem, som gav henne en översikt över hennes exakta position och gav henne precis information när det behövdes som mest. Hon fick dessutom instruktioner om i vilken riktning hon skulle gå, och hon kunde till slut komma fram tryggt. Ja, just när hon trodde att hon hade gått vilse fick hon hjälp av det otroliga hjälpmedlet Navstar Global Positioning System.

[Ruta/Bild på sidan 22]

År 1984 använde affärsmannen Ron Frates från Oklahoma i USA Global Positioning System (GPS) för att kunna spåra upp ruinerna av forntida mayabosättningar, gömda under den täta växtligheten i djungeln i Guatemala och Belize. Frates kombinerade granskningar av Landsat-satelliters fotografier och exakt GPS-navigation. ”Vi kunde kartlägga mayacivilisationens utsträckning i Yucatán på ungefär fem dagar”, rapporterade Frates och hans kolleger. ”Om vi hade arbetat till fots, hade det tagit minst hundra år.”

[Diagram/Bilder på sidorna 22, 23]

(För formaterad text, se publikationen)

VAD GPS KAN VISA

Din exakta position

Longitud- och latitudkoordinater visas

Tid och datum

En kompass

Din höjd över havet

En kartbild

Den kan förstoras eller förminskas. Om du kör bil, kan du använda den till att leda dig till en plats du aldrig tidigare varit på

Din bäring

En kompassledare och pekare kan leda dig hem igen och visa avståndet du fortfarande har kvar att färdas

Antenn

Verklig storlek

Satellitstatus

Denna vy av himlen visar vilka av de 24 satelliterna din mottagare kan ”se”

Signalstyrka

Om några satelliter är blockerade (skuggad stapel), använder mottagaren alternativa satelliter för att bibehålla din positionsbestämning

[Bildkälla på sidan 22]

Jordglober på sidorna 21–23: Mountain High Maps® Copyright © 1997 Digital Wisdom, Inc.