Back GPS Afrikaans Sistema de Posicionamiento Global AN نظام التموضع العالمي Arabic جی بی اس ARZ GPS AST GPS Azerbaijani قلوبال مؤقعیت تعیین ائتمه سیستمی AZB GPS Bashkir GPS BAR GPS Byelorussian
Globalni položajni sustav (akronim GPS) je satelitski radionavigacijski sustav za određivanje položaja na Zemlji ili u njezinoj blizini. Sustav omogućuje korisniku određivanje svih 3 koordinata njegova trenutačnog položaja u jedinstvenom svjetskom (globalnom) koordinatnom sustavu. Globalni položajni sustav čine: skupina umjetnih satelita u orbitama oko Zemlje koji stalno (kontinuirano) odašilju kodirane radiosignale s podatcima o svojem trenutačnom položaju i vremenu odašiljanja (satelitski segment sustava), zemaljske postaje koje preciznim mjerenjima utvrđuju položaj satelita i prate njihov rad (kontrolni segment) te prijamnici korisnika koji, najčešće u kompaktnom kućištu, sadržavaju antenu, radioprijamnik i računalo (korisnički segment).
Radioprijamnik korisnika proračunava svoj trenutačni položaj analizirajući signale koje je primio s najmanje četiriju satelita. Sateliti se u tom trenutku moraju nalaziti iznad obzora (horizonta), a na putu signala ne smiju biti fizičke zapreke. Za proračun je dovoljno poznavati točan položaj 3 satelita te odrediti udaljenosti do njih, dok se podatci o položaju i udaljenosti četvrtoga satelita uvode radi korekcije pogrešaka. Zahvaljujući točno određenoj putanji, položaj satelita u svakom se trenutku može predvidjeti, a moguće otklone prate zemaljske postaje te o njima putem satelita izvještavaju korisnike. Udaljenost do svakoga pojedinog satelita, uz poznavanje brzine širenja elektromagnetskih valova, izračunava se mjereći razliku u vremenu odašiljanja signala sa satelita i vremenu prijema signala na prijamniku. Izračunane udaljenosti polumjeri su zamišljenih sfera (kugla), kojima se u središtima nalaze sateliti, a u zajedničkom sjecištu radioprijamnik. Podatci o vremenu odašiljanja signala sa satelita iznimno su točni zahvaljujući rubidijevim i cezijevim atomskim satovima, ali se pogreške u mjerenju pojavljuju uglavnom zbog nesavršenosti kremenoga sata (poznatog i kao kvarcni sat) u prijamniku, nejednolike brzine širenja signala pri prolasku kroz ionosferu i troposferu, zaostajanja signala zbog refleksije (odbijanja) od predmeta na površini i drugog.
Danas je u najširoj civilnoj uporabi NAVSTAR/GPS (engl. Navigation System with Time and Ranging / Global Positioning System, najčešće samo GPS), američki sustav koji je, prvotno za vojne potrebe, razvilo Ministarstvo obrane SAD-a. Satelitski segment toga sustava sastoji se od 24 umjetna satelita, ravnomjerno raspoređena u 6 orbitalnih ravnina, koji svakih 12 sati obiđu Zemlju na udaljenosti od približno 20 200 kilometara. Prvi je satelit lansiran 1978., a puna je konstelacija ostvarena 1995. Položaj satelita prati 5 zemaljskih postaja (glavna u Colorado Springsu u SAD-u, preostale 4 u blizini ekvatora). Osim američkoga, djelomično su operativni ili su u pripremi i globalni položajni sustavi Rusije (GLONASS), Europske zajednice (Galileo) te Kine (Beidou). Trenutačno se ulažu napori za spajanje tih sustava, što bi unaprijedilo točnost određivanja položaja i osiguralo dostupnost dovoljnoga broja satelita u slučajevima zapriječenosti dijela obzora.
Pogreška mjerenja sustavom NAVSTAR/GPS uglavnom je manja od 10 metara (do 1. svibnja 2000. za civilne korisnike točnost sustava bila je ograničena na približno 100 metara), što za određene potrebe ipak ne zadovoljava, pa se uvode postupci kojima se pogreške mjerenja mogu dodatno smanjiti. Tako na primjer za postavljanje osnovnih točaka geodetskih mreža pretežno se primjenjuju relativne metode mjerenja (diferencijalni globalni položajni sustav ili DGPS), kojima se postiže točnost od nekoliko centimetara. Tim se metodama, istodobno s mjerenjima što ih obavlja korisnik, provode i istovjetna mjerenja na nedalekoj lokaciji kojoj je položaj već prije precizno određen. Na toj je lokaciji zato moguće odrediti trenutačnu pogrešku sustava, izračunati potrebnu korekciju kojom se ona uklanja te ju radiovezom poslati korisniku. Za potrebe navigacije pojedina se područja prekrivaju mrežom stalnih postaja koje neprestano emitiraju korekcije, što korisnicima s posebno prilagođenim prijamnicima omogućuje vrlo precizno određivanje svojega položaja u realnom vremenu.
Globalni položajni sustav omogućio je revoluciju u navigaciji i geodetskoj izmjeri. Sve se češće povezuje s drugim sustavima (na primjer s telekomunikacijskim ili geoinformacijskim sustavom, globalnom računalnom mrežom), dobivajući sve širu primjenu u navigaciji brodova, zrakoplova, svemirskih letjelica u orbiti oko Zemlje, cestovnih vozila, te za orijentaciju pojedinca u prostoru, na primjer planinara i izletnika. Uz prikladnu elektroničku kartu tako je moguće i automatsko vođenje plovila, letjelica i vozila optimalnim putem do željenoga cilja. Uporaba toga sustava postala je nezaobilazan dio geodetske prakse, a dugotrajnim mjerenjima te posebnim metodama obradbe rezultata njime je moguće opažati s milimetarskom točnošću čak i relativne pomake Zemljinih tektonskih ploča. Daljnja minijaturizacija prijamnika omogućila je da se njima opremaju i današnji mobiteli, što je područje primjene GPS-a dodatno proširilo na svakodnevni život velikoga dijela svjetske populacije.[1]