A GPS (Global Positioning System) Globális Helymeghatározó Rendszer, az Amerikai Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma (Department of Defense) által (elsődlegesen katonai célokra) kifejlesztett és üzemeltetett – a Föld bármely pontján, a nap 24 órájában működő – műholdas helymeghatározó rendszer.
A GPS egy fejlett helymeghatározó rendszer, amellyel 3 dimenziós helyzetmeghatározást, időmérést és sebességmérést végezhetünk földön, vízen vagy levegőben. Pontossága jellemzően méteres nagyságrendű, de differenciális mérési módszerekkel akár mm pontosságot is el lehet érni, valós időben is.
A rendszer felépítése
A helymeghatározás 24 db nagy műhold segítségével történik, melyek a Föld felszíne fölött 20200 km-es magasságban keringenek, az Egyenlítővel 55°-os szöget bezáró pályán. Egy-egy műhold nagyjából naponta kétszer kerüli meg a Földet. Az égbolton sík terepen egyszerre 7 műhold látható, melyből a helymeghatározáshoz 3, a tengerszint feletti magasság meghatározásához pedig további egy hold szükséges.
A rendszer kialakítása igen nagy összegeket emésztett fel (indításkor kb. 12 milliárd USD). Az 1970-es években, a hidegháború során kezdtek a fejlesztésbe, ez része volt a szigorúan titkos csillagháborús tervnek.
A helymeghatározási módszer
A helymeghatározás elmélete analitikus geometriai módszereken nyugszik. A műholdas helymeghatározó rendszer gyakorlatilag egy időmérésből kiszámított távolságmérésen alapul. Mivel ismerjük a rádióhullámok terjedési sebességét, és ismerjük a rádióhullám kibocsátásának és beérkezésének idejét, ezek alapján meghatározhatjuk a forrás távolságát. A háromdimenziós térben három ismert helyzetű ponttól mért távolság pontos ismeretében már meg tudjuk határozni a pozíciót. A további műholdakra mért távolságokkal pontosítani tudjuk ezt az értéket. A mérés alapja két nagy pontosságú (10e-12 – cézium atomóra), adott frekvenciájú szinuszos jel.
Néhány felhasználási terület:
Térképészet, nyomkövetés, hajózás, vitorlázórepülés, szállítás, tájékozódási versenyek, harcászati gyakorlatok, tengeri kutatások, dzsungel és sivatagi kutatások. Egyre elterjedtebb a GPS hálózat magáncélú felhasználása. Jól segítheti a tájékozódást kirándulás, síelés, vagy egyszerűen autóval való utazás során.
Egyre népszerűbbek azok a játékok, amelyekben GPS segítségével kell felkutatni pozíciókat és begyűjteni az itt elhelyezett ’bizonyítékokat’. A GPS hálózat egy rendkívül jól, sokoldalúan használható, könnyen kezelhető és mindenki számára elérhető rendszer, amely folyamatos fejlődésen, bővítésen megy keresztül. Mindenesetre az biztos, hogy egy figyelemreméltó, érdekes eszköz.