Global Positioning System (GPS) to system nawigacji satelitarnej, obejmujący zasięgiem całą kulę ziemską. Stworzony, utrzymywany i zarządzany przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych, dostępny jest dla każdego, kto zaopatrzy się w odpowiedni odbiornik.
GPS powstał w czasie zimnej wojny, jako amerykańska reakcja na wystrzelenie radzieckiego statku kosmicznego Sputnik. W zamyśle wykorzystywany miał być do celów wojskowych i wywiadowczych, dziś jest powszechnie używany w wielu dziedzinach.
Na system GPS składają się trzy segmenty: kosmiczny, w postaci 31 satelitów krążących po orbicie okołoziemskiej; naziemny – stacje kontrolne i monitorujące na ziemi oraz segment użytkownika – odbiorniki sygnału.
Jak działa globalny system pozycjonowania?
Sieć satelitów krąży na wysokości ok. 20 000 km po orbitach wytyczonych tak, że w każdym miejscu na ziemi można odebrać sygnał radiowy z co najmniej czterech z nich. Oznacza to, że odbiornik GPS znajdujący się na ziemi stale odbiera sygnały z czterech satelitów w tym samym czasie. Na ich podstawie określa odległość od każdego z satelitów, po czym oblicza dokładne położenie użytkownika na ziemi.
System GPS do celów cywilnych udostępniony został w latach 80. Obecnie ma szerokie zastosowanie w nawigacji samochodów, samolotów, w żegludze. Turyści wykorzystują go do sprawdzania, czy nie zboczyli z obranej trasy, służbom ratowniczym pomaga w szybszym odnalezieniu miejsca wypadku. Naukowcy i inżynierowie monitorują za jego pomocą aktywność geologiczną naszej planety – trzęsienia ziemi, aktywność wulkanów.
GPS narzędziem geodezji
System GPS znalazł niezwykle istotne zastosowanie w geodezji i kartografii. Z jego pomocą stworzony został Międzynarodowy Ziemski System Odniesienia oraz Europejski Ziemski System Odniesienia. Dzięki temu możliwe stało się opracowanie map w jednorodnym układzie. Wcześniej istniała sieć triangulacyjna, czyli sieć trójkątów wyznaczających współrzędne geograficzne. Dziś, zamiast nich, mamy sieci punktów GPS – nie tylko krajowe, ale również międzykontynentalne. Dzięki bardzo szerokiemu zastosowaniu GPS nowe sieci są dokładniejsze i powstają szybciej.
Ponadto pomiary z GPS, w połączeniu z satelitarnymi bądź lotniczymi zdjęciami terenu, pomagają opracowywać mapy topograficzne oraz tematyczne. Pomagają tworzyć i aktualizować tzw. geograficzne systemy informacji – GIS (Geographic Information System) oraz systemy informacji o terenie – LIS (Land Information System). Są to systemy informacyjne, gromadzące i przetwarzające dane przestrzenne i opisowe, dotyczące lokalizacji obiektów geograficznych.
Poprzez nałożenie mapy cyfrowej na pomiary z GPS, tworzone są tzw. cyfrowe mapy terenu. Korzystając z mapy cyfrowej, zamiast analogowej, otrzymujemy narzędzie pozwalające wyświetlić konkretne, interesujące nas dane. Możemy w ten sposób wyświetlić np. tylko zbiorniki wodne, lasy, drogi itd.
Geodeci wykorzystują systemy GPS w niwelacji satelitarnej do wyznaczania różnic wysokości pomiędzy odległymi punktami, do tworzenia danych katastralnych, wyznaczania wektorów przesunięć czy wyznaczania tras.