NAVIGAATTORINAVIGAATTORI

Pietari Brahen rotaryklubi Pietari Brahen rotaryklubi 24.4.00724.4.007

Viikkoesitelmä: Leo IlkkoViikkoesitelmä: Leo Ilkko

sisältösisältö

► NavigointiNavigointi Mikä on GPS?Mikä on GPS?

► satelliitit, monitorointiasemat, gps -laitteet, signaalitsatelliitit, monitorointiasemat, gps -laitteet, signaalit

► historiahistoria► paikannustarkkuuspaikannustarkkuus► merkitysmerkitys

► TOMTOMTOMTOM

► DemoDemo

GPS eli Global Positioning GPS eli Global Positioning SystemSystem

► Yhdysvaltojen puolustusministeriön Yhdysvaltojen puolustusministeriön kehittämä ja rahoittama kehittämä ja rahoittama satelliittipaikannusjärjestelmä, viralliselta satelliittipaikannusjärjestelmä, viralliselta nimeltään Navstar GPS nimeltään Navstar GPS

► Navstar-GPS:n kehitystyö aloitettiin 1970-Navstar-GPS:n kehitystyö aloitettiin 1970-luvun puolivälissä ja tarkoituksena oli luoda luvun puolivälissä ja tarkoituksena oli luoda sekä sotilas- että siviilikäyttöön tarkka, sekä sotilas- että siviilikäyttöön tarkka, reaaliaikainen ja yksisuuntainen reaaliaikainen ja yksisuuntainen paikannusmenetelmäpaikannusmenetelmä

GPSGPS

►GPS koostuu kolmesta elementistä:GPS koostuu kolmesta elementistä: Satelliitit avaruudessaSatelliitit avaruudessa Monitorointiasemat maan päälläMonitorointiasemat maan päällä GPS vastaanottimetGPS vastaanottimet

►GPS-paikannus perustuu siihen, että GPS-paikannus perustuu siihen, että satelliitit lähettävät atomikellon ajan ja satelliitit lähettävät atomikellon ajan ja sijaintitiedon, jonka GPS-laite sijaintitiedon, jonka GPS-laite vastaanottaavastaanottaa

SatelliititSatelliitit

► GPS järjestelmään kuuluu yhteensä 24 GPS järjestelmään kuuluu yhteensä 24 satelliittia, jotka kiertävät maata kuudella satelliittia, jotka kiertävät maata kuudella reitillä ja lähettävät radiosignaaleina reitillä ja lähettävät radiosignaaleina paikkatietoa 20,3 km korkeudeltapaikkatietoa 20,3 km korkeudelta

► GPS vastaanottimen on saatava signaali GPS vastaanottimen on saatava signaali vähintään neljästä satelliitista, jotta vähintään neljästä satelliitista, jotta paikannus onnistuupaikannus onnistuu

MonitorointiasematMonitorointiasemat

► Monitorointiasemia on 5Monitorointiasemia on 5► Pääasema Colorado SpringissäPääasema Colorado Springissä► Yksi Hawaijilla, kolme pienillä saarilla Yksi Hawaijilla, kolme pienillä saarilla

päiväntasaajalla, Atlantilla, Tyynellä päiväntasaajalla, Atlantilla, Tyynellä valtamerellä ja Intian valtamerellävaltamerellä ja Intian valtamerellä

► Neljä apuasemaa ottaa vastaan vakio dataa Neljä apuasemaa ottaa vastaan vakio dataa satelliiteista ja välittävät tiedot satelliiteista ja välittävät tiedot pääasemalle, joka korjaa datan ja lähettää pääasemalle, joka korjaa datan ja lähettää korjatun tiedon takaisin satelliiteillekorjatun tiedon takaisin satelliiteille

GPS signaalitGPS signaalit

► Satelliitit lähettävät matalatehoista radiosignaalia eri Satelliitit lähettävät matalatehoista radiosignaalia eri taajuuksilla eri käyttäjille. Signaali läpäisee pilvet, taajuuksilla eri käyttäjille. Signaali läpäisee pilvet, lasin ja muovin muttei esim. peltikattoa lasin ja muovin muttei esim. peltikattoa

► GPS-satelliitit lähettävät kantoaallon päälle GPS-satelliitit lähettävät kantoaallon päälle moduloituna ns. näennäissatunnaista signaalia (PRN, moduloituna ns. näennäissatunnaista signaalia (PRN, Pseudo Random NoisePseudo Random Noise))

► GPS toimii kahdella päätaajuudella (L1 ja L2):GPS toimii kahdella päätaajuudella (L1 ja L2): L1 (1575,4200 MHz) siviilikäytössä L1 (1575,4200 MHz) siviilikäytössä L2 (1227,6000 MHz) sotilaskäytössä salattuna 2003 lähtien L2 (1227,6000 MHz) sotilaskäytössä salattuna 2003 lähtien L3 (1381,0500 MHz) sotilaskäytössä globaali ydinräjähdyshälytys L3 (1381,0500 MHz) sotilaskäytössä globaali ydinräjähdyshälytys

(NUDET – Nuclear Detonation) (NUDET – Nuclear Detonation) (L4 (1841,4000 MHz) kokeellinen, ei käytössä) (L4 (1841,4000 MHz) kokeellinen, ei käytössä) L5 (1176,4500 MHz) siviilikäyttöön (ehdotus, saatavilla 2005) L5 (1176,4500 MHz) siviilikäyttöön (ehdotus, saatavilla 2005) (2227,5000 MHz) avaruusalusten telemetriaan (ei arviota (2227,5000 MHz) avaruusalusten telemetriaan (ei arviota

saatavuudesta) saatavuudesta)

GPS:n historiaGPS:n historia

► Satelliitin radiosignaalin käyttö navigoinnissa syntyi Satelliitin radiosignaalin käyttö navigoinnissa syntyi Johns Hopkinsin yliopistossa, kun Sputnik-1:n signaalia Johns Hopkinsin yliopistossa, kun Sputnik-1:n signaalia mitattiin satelliitin lentäessä Yhdysvaltojen yli mitattiin satelliitin lentäessä Yhdysvaltojen yli lokakuussa 1957lokakuussa 1957

► Ensimmäinen navigointikäyttöön tarkoitettu NAVSTAR-Ensimmäinen navigointikäyttöön tarkoitettu NAVSTAR-satelliitti (Block I) laukaistiin vuonna 1978satelliitti (Block I) laukaistiin vuonna 1978

► 27. huhtikuuta 1995 paikannusjärjestelmä oli täydessä 27. huhtikuuta 1995 paikannusjärjestelmä oli täydessä toimintakunnossa (FOC, toimintakunnossa (FOC, Full Operational CapabilityFull Operational Capability) )

► Vuonna 1984 Ronald Reagan vapautti Navstar-GPS:n Vuonna 1984 Ronald Reagan vapautti Navstar-GPS:n siviilikäyttöön, ennen tätä järjestelmä oli vain siviilikäyttöön, ennen tätä järjestelmä oli vain Yhdysvaltojen puolustusministeriön käytössäYhdysvaltojen puolustusministeriön käytössä

PaikannustarkkuusPaikannustarkkuus► Navstar-GPS:n tarkkuus on siviilikäytössä Navstar-GPS:n tarkkuus on siviilikäytössä

vaakasuunnassa muutama metri. vaakasuunnassa muutama metri. Korkeussuunnassa tarkkuus on n. 2–3 kertaa Korkeussuunnassa tarkkuus on n. 2–3 kertaa heikompiheikompi

► 1. toukokuuta 2000 asti Yhdysvaltojen 1. toukokuuta 2000 asti Yhdysvaltojen puolustusministeriö heikensi tahallisesti satelliittien puolustusministeriö heikensi tahallisesti satelliittien siviilikäyttäjiin lähettämät rataelementit ja kellon siviilikäyttäjiin lähettämät rataelementit ja kellon käyntitiedot (käyntitiedot (Selective AvailabilitySelective Availability, SA), jota ennen , SA), jota ennen siviilikäyttöön suunnattujen GPS-laitteiden tarkkuus siviilikäyttöön suunnattujen GPS-laitteiden tarkkuus oli vaakasuunnassa 100 metriä ja oli vaakasuunnassa 100 metriä ja korkeussuunnassa 156 metriäkorkeussuunnassa 156 metriä

► Paikannusvirhettä tuovat satelliittien rata- ja Paikannusvirhettä tuovat satelliittien rata- ja kellovirhe, ilmakehä, monitieheijastuminen, kellovirhe, ilmakehä, monitieheijastuminen, satelliittigeometria, paikantimen virheet, tahallinen satelliittigeometria, paikantimen virheet, tahallinen häirintä ja käyttäjän virheethäirintä ja käyttäjän virheet

GPS:n yleisestä GPS:n yleisestä merkityksestämerkityksestä

► GPS-tyyppisten järjestelmien monopolia on verrattu GPS-tyyppisten järjestelmien monopolia on verrattu ydinasemonopoliinydinasemonopoliin

► GPS:n venäläinen versio GLONASSGPS:n venäläinen versio GLONASS

► Eurooppa on julistautunut globaaliksi toimijaksi ja on Eurooppa on julistautunut globaaliksi toimijaksi ja on rakentamassa satelliittipohjaista globaalia rakentamassa satelliittipohjaista globaalia suunnistusjärjestelmäänsä, Galileo-GPS:ää. Galileon kehityksen suunnistusjärjestelmäänsä, Galileo-GPS:ää. Galileon kehityksen melkein pysähdyttyä Kiinakin aikoi rakentaa omansa, mutta on melkein pysähdyttyä Kiinakin aikoi rakentaa omansa, mutta on nyttemmin tullut mukaan Galileoonnyttemmin tullut mukaan Galileoon

► GPS:t antavat mahdollisuuden globaaliin liikkumiseen GPS:t antavat mahdollisuuden globaaliin liikkumiseen (erikoisjoukot, lentokoneet, kuljetukset jne.) ja vaikuttamiseen (erikoisjoukot, lentokoneet, kuljetukset jne.) ja vaikuttamiseen (GPS-pohjaiset aseet)(GPS-pohjaiset aseet)

► GPS poistaa merkittävän osan paikallistuntemuksen edusta GPS poistaa merkittävän osan paikallistuntemuksen edusta

liikkeen osanaliikkeen osana

GPS:n sotilaallisesta GPS:n sotilaallisesta merkityksestä merkityksestä

► Persianlahden sodassa 1991 Navstar-GPS-laitteet olivat Persianlahden sodassa 1991 Navstar-GPS-laitteet olivat vielä harvinaisiavielä harvinaisia

► Niillä oli merkittävä osuus koko sodan voittamisessa siinä, Niillä oli merkittävä osuus koko sodan voittamisessa siinä, että ne mahdollistivat koukkauksen lännen kautta, halki että ne mahdollistivat koukkauksen lännen kautta, halki piirteettömän, tasaisen autiomaan, jossa irakilaisten piirteettömän, tasaisen autiomaan, jossa irakilaisten kokemuksen mukaan ei pysty operoimaan suurilla joukoillakokemuksen mukaan ei pysty operoimaan suurilla joukoilla

► GPS -vastaanotin kalliin risteilyohjuksen tutkaa GPS -vastaanotin kalliin risteilyohjuksen tutkaa halvempana suunnistusjärjestelmänä yksinkertaisti ja halvempana suunnistusjärjestelmänä yksinkertaisti ja halvensi oleellisesti niiden maalin määrittämistähalvensi oleellisesti niiden maalin määrittämistä

► GPS -vastaanotin poistaa sään haitallisen vaikutuksen GPS -vastaanotin poistaa sään haitallisen vaikutuksen ohjuksen tai muun ohjattavan ammuksen suunnistuksestaohjuksen tai muun ohjattavan ammuksen suunnistuksesta

► Irakin sodassa 2003 GPS sai taktisen sovelluksen aseissaIrakin sodassa 2003 GPS sai taktisen sovelluksen aseissa

GPS:n siviilimerkityksestäGPS:n siviilimerkityksestä

► GPS-järjestelmää käytetään laajasti GPS-järjestelmää käytetään laajasti geodesiassa esim. maannousun tutkinnassageodesiassa esim. maannousun tutkinnassa

► Tämän lisäksi GPS tunkeutuu yhä enemmän Tämän lisäksi GPS tunkeutuu yhä enemmän päivittäiseen elämään päivittäiseen elämään

► Saatavissa on jo matkapuhelimeen integroitu Saatavissa on jo matkapuhelimeen integroitu GPS-paikannus, ja monet taksit ja GPS-paikannus, ja monet taksit ja henkilöautot käyttävät henkilöautot käyttävät paikkatietojärjestelmäänpaikkatietojärjestelmään integroitua GPS- integroitua GPS-paikannusjärjestelmääpaikannusjärjestelmää

Navigaattori lisää turvallisuutta liikenteessäJulkaistu Torstai, 8. Maaliskuu 2007

• Hollantilaisen TNO tutkimuslaitoksen mukaan navigaattorin käyttö parantaa liikenneturvallisuutta

• Navigaattorin käyttäjän tarvitsee tuntemattomassa ympäristössä pysähtyä 25% vähemmän ja olla pysähdyksissä jopa 35% vähemmän aikaa kuin ilman laitetta ajelevan

• Suuri lukuja, jotka varmasti pitävätkin paikkansa Keski-Euroopan suurissa kaupungeissa

• Tutkimuksen mukaan kuljettaja tekee 50% vähemmän pieniä liikennerikkeitä, sillä huomio kiinnittyy ajamiseen reitin etsimisen sijasta

• Tutkimukseen osallistuneista 67% koki suunnistamisen vähemmän stressaavaksi navigaattorin kanssa

• Eri asia on sitten, jos navigaattoria näpyttelee ajaessa• Aina ei silti sokeasti kannata totella navigaattoria, vaan terve maalaisjärki on hyvä

pitää matkassa mukana

TOMTOM-navigaattoriTOMTOM-navigaattori Linux-PCLinux-PC CPU 400MHzCPU 400MHzRAM 64Mb RAM 64Mb

1Gb muistikortti / 20 Gb kovalevy1Gb muistikortti / 20 Gb kovalevyBluetooth-handsfreeBluetooth-handsfree

TOMTOM:llaTOMTOM:lla

► Ovelta ovelleOvelta ovelle► Kytke, kiinni ja lähde matkaanKytke, kiinni ja lähde matkaan► Hands free puhelinHands free puhelin► 32 eri kieltä32 eri kieltä► Kartat päivitettävissäKartat päivitettävissä► Kiinnostavat kohteet netistä ladattavissaKiinnostavat kohteet netistä ladattavissa

TiekameratTiekamerat AlkotAlkot HuoltoasematHuoltoasemat Jne.Jne.

TOMTOM DEMOTOMTOM DEMO

►KarttaKartta näyttö/sormi-osoitus näyttö/sormi-osoitus

►ReitinoptimointiReitinoptimointi►ÄäniohjausÄäniohjaus►PuhelinPuhelin

  EMEA:n intergoitujen gps-laitteiden markkinat  

  Toimittaja   Q2 2006 shipments 

  osuus-%

  Q2 2005 shipments 

  osuus-%

  Muutos Q2'06/Q2'05

Yhteensä   2,448,920   100    1,245,870   100    96.60 

  TomTom   747,610   30.50    258,530   20.80    189.20 

  Garmin   408,660   16.70    102,530   8.20    298.60 

  Mio Technology

  232,990   9.50    157,470   12.60    48.00 

  Navman   156,510   6.40    88,640   7.10    76.60 

  Medion   149,920   6.10    169,220   13.60    -11.40 

  Muut   753,230   30.80    469,480   37.70    60.40 

              Lähde: Canalysin arviot, 2005-2006

TulevaisuusTulevaisuus