Czy leci z nami pilot?
Odczyt dr Mieczyslawa Piraszewskiego

26 kwietnia 2001 roku w Domu Polskim SPK odbyla sie z inicjatywy ottawskiego SIP prelekcja dra Mieczyslawa Piraszewskiego p.t. Global Positioning System (GPS) - nowoczesny system nawigacyjny, czyli - czy leci z nami pilot.

Dr Piraszewski, byly adiunkt Instytutu Geodezji Wyzszej i Astronomii Geodezyjnej Politechniki Warszawskiej, pracownik naukowy Natural Resources Canada, prowadzi obecnie miedzynarodowy projekt NAREF (North America Reference Frame). Jako autor licznych publikacji naukowych z dziedziny zastosowan GPS w geodezji i nawigacji jest wiec wybitnym autorytetem w temacie prelekcji. Pozwola Panstwo, ze sam prelegent wprowadzi Was w temat.

"Zagadnienie nawigacji towarzyszy czlowiekowi praktycznie od poczatku istnienia, chociaz sama nazwa powstala duzo pozniej. Juz w czasach starozytnych spotykamy sie z tym zagadnieniem chociazby w tworczosci Homera lub Biblii. W czasach sredniowiecznych zostala ona rozwinieta i opierala sie na obserwacji gwiazd, slonca, uksztaltowania terenu oraz specjalnie do tego celu budowanych obiektów nawigacyjnych takich jak latarnie morskie, kopce kamienne. Glowna przeszkoda w realizacji tego typu obserwacji byly warunki pogodowe. Dopiero rozwój nauki, wynalezienie kompasu, rozwój kartografii spowodowal pewne uniezaleznienie sie od warunkow pogodowych oraz poprawil dokladnosc nawigacji. Niestety rozwoj cywilizacji spowodowal zapotrzebowanie na coraz bardziej dokladne i niezawodne systemy nawigacyjne. W tym momencie nalezy zadac sobie pytanie, kto lub co tak naprawde powodowalo tak gwaltowny rozwój systemów nawigacyjnych. Odpowiedz jest prosta - wojsko. Po doswiadczeniach niemieckich z pociskami V-1 i V-2, oraz rozwinieciu systemow rakietowych w okresie zimnej wojny, problemem stalo sie precyzyjne trafienie w cel, lecz nie z dokladnoscia 2-3 km, ale z dokladnoscia 1-5 metrow. Do tego typu nawigacji wymyslono, czy tez opracowano, system GPS (w wydaniu amerykanskim)", ktory jest obecnie najnowoczesniejszym na swiecie z systemow satelitarnych, zaprojektowanym jako precyzyjny system okreslania polozenia o zasiegu globalnym.

Na system GPS Navstar skladaja sie trzy segmenty, wyrozniane wedlug funkcji: Segment satelitarny, segment kontroli i segment uzytkownika. Segment satelitarny tworza 24 satelity. Satelity sa rozmieszczone na szesciu planach, czyli plaszczyznach orbitalnych (cztery satelity na kazdym), co pozwala na odbior sygnalu od pieciu do dwunastu satelitow z kazdego punktu globu.

Segment kontroli tworzy system pieciu stacji monitorujacych z glownym centrum kontroli w bazie lotniczej Falcon w stanie Kolorado. Stacje odbieraja sygnaly kontrolne i telemetryczne satelitow i w razie potrzeby dokonuja zdalnej korekty. Segment uzytkownika tworza odbiorniki GPS. Odbiorniki GPS przetwarzaja sygnaly z satelity na wspolrzedne polozenia (trojwymiarowe), predkosc, czas itp. Ilosc, dokladnosc oraz postac prezentowanych danych zaleza od przeznaczenia i rodzaju odbiornika. Dzialanie systemu jest oparte na wyznaczaniu odleglosci miedzy punktem pomiaru a satelitami. Wyznaczenie polozenia odbiornika na pokladzie SP w przestrzeni wymaga wiec odbioru z minimum trzech satelitow. Pomiaru odleglosci dokonuje sie poprzez dokladny pomiar czasu, w ktorym sygnal radiowy dociera z satelity do odbiornika. System GPS przewiduje dwa poziomy dokladnosci systemu: PPS (Precise Positioning System) - Dokladny System Nawigacji i SPS (Standard Positioning System) - Standardowy System Nawigacji. PPS jest przeznaczony glownie dla armii USA i panstw NATO oraz niektorych agencji rzadowych i autoryzowanych uzytkownikow cywilnych.

"Zastosowan tego systemu jest bardzo duzo. Wystarczy wymienic kilka, zaczynajac od moze najbardziej wyrafinowanych tzn. badania ruchu skorupy ziemskiej, poprzez pomiary geodezyjne, wszelkiego rodzaju nawigacje morska, lotnicza, samochodowa, az do najprostszego zastosowania, czyli jak znalezc droge do domu, gdy sie zgubilismy na bezdrozach kanadyjskich lub w czasie odwiedzania metropolii amerykanskich." Tymi slowami pan dr Piraszewski wprowadzil nas w wymiar praktyczny tematu. Byl nawet zorientowany w cenach rynkowych, ktore naprawde nie sa wygorowane w przypadku takich urzadzen - wielkosci zegarka, pozwalajacych np. zbierac beztrosko grzyby nie martwiac sie, ze zabladzimy w lesie.

Spotkanie bylo niezmiernie interesujace. Co prawda niezwykly ostatnio rozkwit naszej polonijnej estrady odciagnal troche potencjalnych sluchaczy, jednak tym samym spowodowal, ze zgromadzili sie tu sami najwieksi entuzjasci tematu. Ich dociekliwosc spowodowala, ze prelekcja stala sie bardzo szczegolowa, zywa i ciekawa. Jeden ze sluchaczy (inz. Wojtek Remisz) podzielil sie z nami wiadomoscia, ze juz niedlugo, w czasie kiedy duzo ludzi przemieszcza sie po zelaznym moscie z Hull do Ottawy, oczywiscie na Canada Day, bedzie badal amplitude jego odchylen wlasnie przy pomocy Global Positioning System - GPS. Tak to jest na tym swiecie, ze bociany trafiaja do tych samych gniazd zza oceanow, a my w tych celach musimy zawieszac satelity.

Wojtek Kozlowski

WSTEP PRELEGENTA

Zagadnienie nawigacji towarzyszy czlowiekowi praktycznie od poczatku istnienia, chociaz sama nazwa powstala duzo pozniej. Juz w czasach starozytnych spotykamy sie z tym zagadnieniem chociazby w tworczosci Homera lub w Biblii. W czasach sredniowiecznych zostala ona rozwinieta i opierala sie na obserwacji gwiazd, slonca, uksztaltowania terenu oraz specjalnie do tego celu budowanych obiektow nawigacyjnych, takich jak latarnie morskie, kopce kamienne. Glowna przeszkoda w realizacji tego typu obserwacji byly warunki pogodowe. Dopiero rozwoj nauki, wynalezienie kompasu, rozwoj kartografii spowodowal pewne uniezaleznienie sie od warunkow pogodowych oraz poprawil dokladnosc nawigacji. Niestety, rozwoj cywilizacji spowodowal zapotrzebowanie na coraz bardziej dokladne i niezawodne systemy nawigacyjne. W tym momencie nalezy zadac sobie pytanie, kto lub, co tak naprawde powodowalo tak gwaltowny rozwoj systemow nawigacyjnych. Odpowiedz jest prosta - wojsko. Po doswiadczeniach niemieckich z pociskami V-1 i V-2, oraz rozwinieciu systemow rakietowych w okresie zimnej wojny, problemem stalo sie precyzyjne trafienie w cel, lecz nie z dokladnoscia 2-3 km, ale z dokladnoscia 1-5 metrow. Do tego typu nawigacji wymyslono, czy tez opracowano, system GPS (w wydaniu amerykanskim) oraz system GLONASS (w wydaniu rosyjskim). Wlasnie system GPS i jego zastosowania chcialbym przedstawic w mojej prezentacji. Zastosowan tego systemu jest bardzo duzo. Wystarczy wymienic kilka, zaczynajac od moze najbardziej wyrafinowanych tzn. badania ruchu skorupy ziemskiej, poprzez pomiary geodezyjne, wszelkiego rodzaju nawigacje morska, lotnicza, samochodowa, az do najprostszego zastosowania, czyli jak znalezc droge do domu, gdy sie zgubilismy na bezdrozach kanadyjskich lub w czasie odwiedzania metropolii amerykanskich.

dr Mieczyslaw Piraszewski

ZYCIORYS PRELEGENTA:

Dr Mieczyslaw Piraszewski ukonczyl w 1987 roku Wydzial Geodezji i Kartografii Politechniki Warszawskiej. Od 1987 do 1998 roku pracowal w Instytucie Geodezji Wyzszej i Astronomii Geodezyjnej Politechniki Warszawskiej jako asystent, a po obronie rozprawy doktorskiej od 1993 roku jako adiunkt. W 1998 roku wyjechal do Kanady gdzie poczatkowo pracowal dla prywatnych firm geodezyjnych w Albercie.

Od pazdziernika 1999 roku pracuje jako inzynier geodeta w Geodetic Survey Division Natural Resources Canada. Prowadzi i jest odpowiedzialny za miedzynarodowy projekt NAREF (North America Reference Frame). Jest autorem licznych publikacji naukowych z dziedziny zastosowan GPS w geodezji i nawigacji.