Πριν από μερικά χρόνια οι ηλεκτρονικές συσκευές προσδιορισμού συντεταγμένων χρησιμοποιούνταν αποκλειστικά από τους στρατιωτικούς, ναυτικούς, πιλότους, τουρίστες, και άλλους εκπροσώπους των επικίνδυνων επαγγελμάτων ή των ανθρώπων με extreme χόμπι. Σήμερα τα navigators έχουν γίνει δημοφιλή ανάμεσα στους απλούς χρήστες, όπως οι εκδρομείς, οδηγοί ακόμα και πεζοί.

Από τι αποτελείται ένα navigator?

Ουσιαστικά, το navigator αποτελείται από δύο λειτουργικά κομμάτια: τον δέκτη, ο οποίος λαμβάνει τα σήματα των δορυφόρων και με βάση αυτά, προσδιορίζει τις γεωγραφικές συντεταγμένες, και το «χαρτογραφικό» module, το οποίο είναι ικανό να απεικονίσει τον χάρτη, να σημειώσει την τοποθεσία σας, να χαράξει τη διαδρομή και να προσδιορίσει κα να απεικονίσει επιπλέον πληροφορίες, όπως το ύψος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, την ακριβή ώρα, την ταχύτητα κίνησης κ.τ.λ. Αυτές οι συνιστώσες του πλοηγητή μπορεί να είναι χωριστές, αλλά μπορεί να τοποθετούνται και σε ένα σώμα. Ως χαρτογραφική συνιστώσα, φυσικά, λειτουργεί ο υπολογιστής, ο οποίος μπορεί να είναι φτιαγμένος για κάποια συγκεκριμένη εργασία, αλλά και για γενική χρήση (π.χ. ένα laptop ή ένας υπολογιστής παλάμης) και στον οποίο είναι εγκατεστημένα ειδικά προγράμματα (και στις δύο περιπτώσεις θα πρέπει να διαθέτει τους έγκυρους χάρτες του τόπου).

Το βασικό σήμα για τον δέκτη αποτελούν οι εκπομπές των πομπών, οι οποίοι βρίσκονται στους δορυφόρους. Με αυτό το σήμα μεταδίδονται οι πληροφορίες για την θέση του δορυφόρου και την ακριβή ώρα, στην οποία έγινε η εκπομπή του. Γνωρίζοντας την ταχύτητα μετάδοσης των ραδιοκυμάτων και την καθυστέρηση που μεσολαβεί από την στιγμή της εκπομπής και τη στιγμή λήψης του σήματος, μπορούν να υπολογιστούν οι αποστάσεις μέχρι τους δορυφόρους.

Φυσικά, η ακρίβεια προσδιορισμού της ώρας σε αυτή την περίπτωση είναι πολύ σημαντική, γιατί εάν γίνει λάθος ακόμα και ενός χιλιοστού του δευτερολέπτου μπορεί να καταλήξει στον προσδιορισμό θέσης με απόκλιση μερικών δεκάδων χιλιομέτρων, κάτι που ίσος είναι αποδεκτό για τον τουρισμό, αλλά για την πλοήγηση στις πόλεις είναι απολύτως απαράδεκτο.

Για προσδιορισμό των γεωγραφικών συντεταγμένων και του ύψους επάνω από την επιφάνεια της θάλασσας το υπολογιστικό τμήμα του δέκτη θα πρέπει να λύνει τριγωνομετρικό πρόβλημα και συγκεκριμένα, να βρίσκει το σημείο τομής των τεσσάρων σφαιρών με γνωστά κέντρα (τα οποία, φυσικά, συμπίπτουν με τους δορυφόρους) και γνωστές ακτίνες (οι οποίες προσδιορίζονται με βάση την καθυστέρηση του σήματος).

Πρέπει να σημειωθεί, ότι ο δέκτης μπορεί να είναι πολυπλεκτικός (όταν μια συσκευή κάνει μεταγωγή μεταξύ των ορατών δορυφόρων) ή πολυκαναλικός (όταν σε αυτό περιλαμβάνονται μερικά modules για λήψη, τα οποία λαμβάνουν το σήμα από τους δορυφόρους ταυτόχρονα).

GPS και άλλα

Το πιο διαδεδομένο και πιο συχνά χρησιμοποιούμενο σύστημα πλοήγησης θεωρείται το NAVSTAR GPS – NAVigation Satellites providing Time And Range; Global Positioning System, σύντομα – GPS. Η λειτουργία του συστήματος σήμερα εξασφαλίζεται από μια ομάδα των τριάντα ενός δορυφόρων (ο μέγιστος αριθμός είναι τεχνολογικά περιορισμένος και αποτελεί 37 δορυφόρους). Ο πρώτος δορυφόρος του συστήματος GPS εκτοξεύτηκε το 1974, ενώ το 1993 ο αριθμός τους έφτασε στους 24, ο οποίος είναι απαραίτητος για την κάλυψη όλης της επιφάνειας της Γης. Το GPS αναπτυσσόταν για τις ανάγκες του Υπουργείου άμυνας των ΗΠΑ και τα πρώτα χρόνια της λειτουργίας του χρησιμοποιούταν μόνο από στρατιωτικούς. Με τον καιρό αυτό δόθηκε σε χρήση και για πολιτικά πρόσωπα.

Παγκοσμίως αναπτύσσονται μερικά εναλλακτικά συστήματα τοποθέτησης. Τα πιο μεγάλα από αυτά είναι το ρωσικό σύστημα GLONASS και το ευρωπαϊκό Galileo, βέβαια και τα δύο τώρα βρίσκονται σε στάδιο ανάπτυξης.

Το GLONASS άρχισε να δημιουργείται την δεκαετία του ογδόντα του προηγούμενου αιώνα - και πάλι για πολεμικούς σκοπούς. Αργότερα ανακοινώθηκε επίσημα, ότι τα navigators, που λειτουργούν σε αυτό το σύστημα, θα μπορούν να αγοραστούν και από απλούς πολίτες-χρήστες.

Galileo είναι άλλο ένα σύστημα παγκόσμιας τοποθέτησης, το οποίο αναπτύσσεται από ευρωπαϊκές χώρες με συμμετοχή της Ρωσίας, Ουκρανίας, Κίνας, χώρες της Λατινικής Αμερικής και άλλων κρατών. Σχεδιάζεται να μπει σε λειτουργία ήδη από φέτος. Η κύρια διαφορά του Galileo από το GPS και το GLONASS είναι, ότι δεν έχει καμία σχέση με στρατιωτικούς φορείς, και είναι πλήρως εμπορικό (αναπτύσσεται από το Ευρωπαϊκό Διαστημικό Πρακτορείο).

Άλλες χώρες του κόσμου επίσης αναπτύσσουν δικά τους συστήματα δορυφορικής τοποθέτησης: η Ινδία δημιουργεί το IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System), επάνω στο δικό του σύστημα δουλεύει η Κίνα.

Γιατί να δημιουργούνται διάφορα συστήματα, όταν υπάρχει το GPS, το οποίο λειτουργεί σίγουρα και είναι διαθέσιμο σε οποιοδήποτε σημείο του πλανήτη? Από τεχνικής άποψης, δεν υπάρχει λόγος. Όμως, εάν παρθούν υπόψη μερικοί πολιτικοί και στρατιωτικοί λόγοι, τότε αυτό είναι απλά απαραίτητο. Το GPS ελέγχεται πλήρως από το υπουργείο άμυνας μιας συγκεκριμένης χώρας, το οποίο, ανάλογα με τις επιθυμίες του μπορεί να μειώνει την ακρίβεια των ενδείξεων αλλά και να μπλοκάρει τελείως την λειτουργία των navigators σε κάποια περιοχή.

Θα πρέπει όμως να υποθέτουμε, ότι μετά την έναρξη λειτουργίας των νέων συστημάτων τοποθέτησης, στα ράφια των καταστημάτων θα εμφανιστούν πλοηγητές, οι οποίοι θα μπορούν να λειτουργούν ταυτόχρονα με μερικά από αυτά τα συστήματα. Προς το παρόν δε, η απόλυτη πλειοψηφία των διαθέσιμων για τους χρήστες συσκευών είναι τα GPS-navigators.

Από κουκκίδα σε γραμμές

Οι πιο απλοί πλοηγητές είναι ικανοί να παρουσιάζουν μόνο την ψηφιακή πληροφορία: γεωγραφικό πλάτος, γεωγραφικό μήκος και ύψος πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Έχοντας έναν παραδοσιακό, χάρτινο χάρτη και την ευχέρεια εργασίας με αυτόν, είναι αρκετό για να μπορεί κανείς να προσανατολιστεί στον χώρο. Όμως μια τέτοια λύση μάλλον δεν θα βολέψει τους περισσότερους σύγχρονους χρήστες. Είναι πολύ πιο βολικό, όταν οι συντεταγμένες παρουσιάζονται σε μορφή κουκκίδας στον ηλεκτρονικό χάρτη, ο οποίος αντιπροσωπεύει ένα γεωπληροφοριακό σύστημα, στο οποίο υπάρχουν δεδομένα όχι μόνο χαρτογραφικής ιδιότητας, αλλά και οι πρόσθετες πληροφορίες για τα μουσία, αξιοθέατα, για τις ιδιαιτερότητες της σήμανσης των δρόμων, καφετέριες, βενζινάδικα κ.τ.λ.

Εννοείται, ότι η διαθεσιμότητα των πρόσθετων πληροφοριών επιτρέπει να βρεθεί το ζητούμενο στοιχείο και να χαραχθεί αυτόματα προς αυτό η βέλτιστη διαδρομή. Η χωρητικότητα της μνήμης, η οποία είναι απαραίτητη για τον ηλεκτρονικό χάρτη, εξαρτάται πρώτα από όλα από την λεπτομέρειά του και από την επιφάνεια κάλυψης.

Ο βαθμός της λεπτομέρειας των χαρτών, καθώς και ο όγκος των πρόσθετων πληροφοριών της πόλης η της περιοχής εξαρτάται άμεσα από την δημοτικότητα τους. Για μικρές πόλεις και περιοχές με μικρό πληθυσμό μπορεί να μην υπάρχουν χάρτες καν, και αυτό είναι λογικό: είναι αμφίβολο, εάν θα είναι οικονομικά συμφέρουσα η δημιουργία λεπτομερούς χάρτη, π.χ. του Διδυμοτείχου.

Οι ηλεκτρονικοί χάρτες μπορούν να απεικονίζονται όσο σε δυσδιάστατο χώρο, τόσο και σε τρισδιάστατο. Το πλεονέκτημα του τελευταίου είναι η θεαματικότητα, ενώ σε μερικές περιπτώσεις και περισσότερη άνεση στον προσανατολισμό. Η κίνηση του αντικειμένου, στο οποίο έχει τοποθετηθεί το navigator, μπορεί επίσης να απεικονιστεί.

Πρέπει να σημειωθεί η ανάγκη της εξακρίβωσης των χαρτών. Οποιοσδήποτε χάρτης παλιώνει: στις πόλεις εμφανίζονται νέες οικοδομές, δρόμοι, ακόμα και περιοχές, δημιουργούνται καινούριοι κόμβοι και αλλάζει η σήμανση των οδών, από την οποία εξαρτιούνται σημαντικά οι πραγματικές διαδρομές μετακίνησης με αυτοκίνητο. Μερικές φορές οι χάρτες προμηθεύονται με «συνδρομητική εξυπηρέτηση», δηλαδή με πρόσβαση σε περιοδικές αναβαθμίσεις.

Ο βαθμός της λεπτομέρειας των χαρτών, καθώς και ο όγκος των πρόσθετων πληροφοριών της πόλης η της περιοχής εξαρτάται άμεσα από την δημοτικότητα τους.

Για μικρές πόλεις και περιοχές με μικρό πληθυσμό μπορεί να μην υπάρχουν χάρτες καν, και αυτό είναι λογικό: είναι αμφίβολο, εάν θα είναι οικονομικά συμφέρουσα η δημιουργία λεπτομερούς χάρτη, π.χ. του Διδυμοτείχου.

Οι ηλεκτρονικοί χάρτες μπορούν να απεικονίζονται όσο σε δυσδιάστατο χώρο, τόσο και σε τρισδιάστατο. Το πλεονέκτημα του τελευταίου είναι η θεαματικότητα, ενώ σε μερικές περιπτώσεις και περισσότερη άνεση στον προσανατολισμό.

Η κίνηση του αντικειμένου, στο οποίο έχει τοποθετηθεί το navigator, μπορεί επίσης να απεικονιστεί.

Πρέπει να σημειωθεί η ανάγκη της εξακρίβωσης των χαρτών. Οποιοσδήποτε χάρτης παλιώνει: στις πόλεις εμφανίζονται νέες οικοδομές, δρόμοι, ακόμα και περιοχές, δημιουργούνται καινούριοι κόμβοι και αλλάζει η σήμανση των οδών, από την οποία εξαρτιούνται σημαντικά οι πραγματικές διαδρομές μετακίνησης με αυτοκίνητο. Μερικές φορές οι χάρτες προμηθεύονται με «συνδρομητική εξυπηρέτηση», δηλαδή με πρόσβαση σε περιοδικές αναβαθμίσεις.

Οι κάτοχοι των υπολογιστών παλάμης (palmtops) με ενσωματωμένο GPS-module μπορούν να επωφεληθούν χρησιμοποιώντας πολύ βολικά, ποιοτικά και ταυτόχρονα δωρεάν προϊόντα, όπως είναι η εξειδικευμένη έκδοση GIS Google Maps για φορητές συσκευές. Αυτό το πακέτο υποστηρίζει την τοποθέτηση με βάση τα δεδομένα από τον GPS-δέκτη, την απεικόνιση της κίνησης, μπορεί να εκτελεί αναζήτηση των αντικειμένων και να τα δείχνει στον χάρτη, να εμφανίζει τις πληροφορίες για τις καφετέριες, τους κινηματογράφους, μουσεία και άλλα αντικείμενα. Οι χάρτες με υψηλή ποιότητα και τακτική αναβάθμιση μπορούν να μεταφορτωθούν από την αντίστοιχη διαδικτυακή πηγή κατευθείαν στη φορητή συσκευή. Και τα δύο projects είναι διαθέσιμα στους συνδρομητές, οι οποίοι χρησιμοποιούν συσκευές με τα πιο διαδεδομένα λειτουργικά συστήματα - Symbian και Windows Mobile.