Aţi remarcat probabil că în fiecare unboxing şi recenzie Mobilissimo.ro am grijă să menţionez la capitolul conectivitate cum stă telefonul respectiv (sau tabletă şi mai nou ceasurile) la localizare. Cândva vorbeam doar despre GPS, apoi am ajuns la GPS Dual band şi acum menţionăm mereu şi suportul pentru servicii de poziţionare globală precum GALILEO, GLONASS, BEIDOU (BDS), QZSS, dar şi NavIC. Mai jos vom explica ce e cu fiecare, ce ţară le-a lansat şi ce e diferit pentru fiecare sistem. Să începem!
GPS - Global Positioning System
GPS foloseşte geolocalizarea şi informaţia temporală, raportarea la timpul atomic internaţional pentru a face o localizare precisă. Acesta este cel mai des folosit sistem de navigare de pe glob şi cel mai vechi, datând din 1978. Atunci pornea la drum ca un proiect militar al Statelor Unite. Avem de-a face cu un sistem de navigare bazat pe sateliţi şi care a fost folosit de Departamentul de Apărare iniţial, apoi deschis pentru public în 1994. Foarte important e faptul că nu necesită conexiune la Internet pentru a funcţiona.
Sistemul te poate localiza cu precizie pe hartă, dar doar câtă vreme ești în acoperirea sateliților şi nu îi blochează clădiri înalte. Funcţionează doar la exterior şi se bazează pe L-Band (Lower Band), banda joasă a spectrului de frecvenţă radio, adică între 1 GHz şi 2 GHz. Condiţiile meteo adverse au efecte asupra acestui sistem. Când un semnal de joasă frecvenţă călătoreşte prin atmosferă, viteza sa se schimbă din cauza fenomenelor meteo. SUA foloseşte predicţii meteo şi modele atmosferice pentru a corecta posibilele erori.
Un total de 31 de sateliţi GPS sunt deasupra Pământului acum. Iată cum cum funcționează sistemul de localizare:
- Receiverul GPS de pe telefonul tău calculează o poziţie în 4 dimensiuni (axele Z, Y, Z plus timp) bazându-se pe datele primite de la multipli sateliţi GPS. Fiecare satelit are date precise de poziție şi timp, transmiţând datele la receiver. Când spunem timp ne referim la ceasuri atomice stabile de pe sateliţi, sincronizate între ele şi cu cele de pe Terra. Orice abatere de la Timpul Atomic Internațional (TAI) este corectată zilnic.
Stabilizarea poziţionării se face aşa:
- fiecare diferenţă de timp a sosirii semnalului din orbită spre receiver va genera o figură geometrică, un hiperboloid. Linia care uneşte doi sateliţi formează axa hiperboloidului. Acolo unde se intersectează 3 hiperboloizi (văzuţi de sus ca 3 cercuri) se află receptorul. GPS necesită 4 sau mai mulţi sateliţi cu vizibilitate directă pentru o navigare precisă. Există asistență uneori de la turnurile de telefonie, sisteme de predicţie, de corecţie a orei pentru a o sincroniza cu timpul atomic.
În condiţii în care ştim deja variabile cu privire la poziţie precum Elveţia față de nivelul mării ajung şi 3 sateliţi. O navă singură pe Ocean e un exemplu. Dispozitivele moderne cu GPS se ajută şi cu antenele operatorilor, reţelele celulare şi conexiunile Internet pentru localizare si mai precisă. SUA poate bloca oricand accesul la GPS pe motive militare.
În anii '90 calitatea GPS-ului a fost scăzută printr-un program guvernamental de "Disponibilitate Selectivă", program oprit de Bill Clinton în anul 2000. SUA a pornit acel program de Disponibilitate Selectivă în 1990 când Departamentul de Apărare a scăzut precizia citirilor GPS în scop non militar. În 1991 venea Războiul din Golf, unde GPS-ul a fost vital pentru americani. A fost citată o îngrijorare că adversarii militari ar putea avea avantaje folosind acest sistem, de aici scaderea preciziei sale.
Şi ca un mic reper, producătorul de telefoane Benefon lansa primul telefon comercial cu GPS în 1999. În 2004 Qualcomm realiza primul test cu Assisted GPS, adică o combinaţie de semnal GPS şi cel de la turnurile de telefonie.
GALILEO
GALILEO este un sistem de navigare global realizat de către Uniunea Europeană. A debutat în 2011, când au fost lansaţi primii doi sateliţi GALILEO GNSS din Guiana Franceză. UE a dorit să nu mai depindă de GPS din SUA şi GLONASS din Rusia.
Se laudă cu precizie de localizare de până la 1 metru. Sistemul acesta funcţionează pe 3 segmente:
- Spaţiu
- Terestru
- Utilizator
Partea cu spaţiul implică generarea şi transmiterea de cod, care include semnale de fază, dar şi stocarea şi retransmiterea datelor navigaţionale. Partea terestră conectează sistemul GALILEO, calculează coordonatele şi administrează staţiile. Partea de utilizator implică receptorii GALILEO. Din 2018 încoace UE impune ca toate telefoanele noi să aibă şi suport GALILEO.
A ajutat mult şi serviciile de urgenţă, iar automobilele cu funcţia eCall sună automat la 112 în caz de accident şi transmit şi localizarea prin GALILEO.
GLONASS
GLONASS este răspunsul ruşilor la GPS-ul american. A debutat în anii '80 şi are acoperire globală şi precizie sub cea a GPS-ului. Implică 24 de sateliţi, iar acurateţea poziţionării este de 5-10 metri, în vreme ce la GPS este de 3.5 - 7.8 metri. Există şi o versiune A-GLONASS, GLONASS Asistat, care aduce şi navigare turn by turn, informaţii în timp real despre trafic şi se coordonează cu turnuri de telefonice pentru o localizare mai precisă.
Primul satelit a fost lansat în 1982 şi ultimul în 25 octombrie 2020. Rusia afirmă că poziţionarea prin GLONASS se face mai precis mai ales în zonele cu multe clădiri care ar bloca semnalul GPS.
BEIDOU
BEIDOU, cunoscut şi ca BDS este un sistem de navigare şi poziţionare globală construit de China şi bazat tot pe sateliţi. Prima generaţie de BeiDou a fost creată la începutul anilor 2000, dar casată în 2012. China lansa BeiDou-2 în 2011 şi oferea servicii din 2012. Din 2015 s-a construit BeiDou-3, care extinde acoperirea la nivel global. Odată finalizat, BeiDou-3 avea 35 de sateliţi şi oferă precizie de localizare la nivel de milimetru. Ultima lansare a fost în 2020.
Iniţial China trebuia să lucreze cu UE la Galileo, iar Guvernul chinez alocase 230 de milioane de euro pentru proiect în intervalul 2003-2006. În 2008 China s-a declarat nemulţumită de implicarea sa şi a ales să îşi construiască propria reţea. Acurateţea localizării are 3 niveluri:
- 3.5 metri: global, public
- 2.5 metri: Asia Pacific, public
- 10 cm: criptat, militar
Acest serviciu este aşteptat să valoreze 156 de miliarde de dolari până în 2025, prin serviciile generate. BeiDou înseamnă "Carul Mare", folosit de-a lungul istoriei pentru orientarea navigatorilor.
QZSS
QZSS este Quasi Zenith Satellite System şi este un sistem de 4 sateliţi construit de Japonia. El foloseşte un satelit geostaţionar şi 3 sateliţi în orbita uşor eliptică şi cu înclinare mare. Dorinţa a fost de a introduce o localizare mai bună în zona Asia-Oceania, mai ales Japonia. Aici serviciile GPS erau slabe. Sateliţii sunt compatibili şi cu GPS, deci receiverele rămân aceleaşi pe terminalele mobile. Primul satelit QZSS a fost lansat pe 11 septembrie 2010 şi a funcţionat 10 ani.
Ulterior a fost lansat QZS-1R, care îl va înlocui pe primul satelit, dar şi alţi 3 sateliţi QZSS au fost lansaţi la fiecare 2-3 ani după. Ultima lansare a fost în octombrie 2021 şi numărul total de sateliţi în orbită este de 5 acum. Japonia vrea să creeze un sistem independent de GPS cu 7 sateliţi în 2023.
NavIC
Acest acronim a început să apară în ultimii ani la telefoanele mobile, ca tip de serviciu de localizare suportat. Oficial este Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS), dar numele comercial este NAVigation With Indian Constellation, adică NavIC. Acesta este un sistem autonom regional cu 8 sateliţi al Indiei, care oferă poziţionare în timp real, dar şi sincronizare temporală. Acoperă India şi o regiune de 1500 de kilometri în jurul său. A debutat în 2013 şi ultimul satelit lansat a fost în 2018. Oferă două tipuri de servicii: unul criptat militar şi unul pentru civili.
Trackerele cu NavIC sunt obligatorii pe vehiculele vândute în India şi în curând se vor impune şi pe terminalele mobile. India a luat decizia de a crea acest sistem după ce SUA i-a interzis în 1999 cererea să apeleze la GPS pentru conflictul din regiunea Kargil ocupată de trupele din Pakistan. Pakistan fusese aliat cu SUA în timpul Războiului Rece şi avea relaţii bune şi cu Marea Britanie. India primise ajutoare din URSS în 1971 în timpul războiului cu Pakistan. India este şi acum a doua cea mai mare piaţa pe care ruşii îşi vând armele. De aceea SUA a refuzat să le dea acces la GPS.
Legate de acurateţe, NavIC oferă o acurateţe de până la 10 metri în India şi 20 metri în Oceanul Indian, dar şi într-o regiune de 1500 de kilometri în jurul Indiei. Faţă de GPS, care merge în Banda L, NavIC funcţionează pe două benzi, S şi L. Pentru a preveni problemele provocate de condiţii meteo, India măsoară diferenţa de delay între cele două semnale, în benzi S şi L.
