Galileo | Navigace | GPS

Kdyby dnes USA vypnuly GPS, možná byste si toho na mobilu ani nevšimli

  • Satelitní navigaci jsme si zvykli říkat podle americké předlohy GPS
  • Dnešní telefony ale používají také evropský, ruský a čínský systém
  • Kdyby USA nyní vypnuly GPS, možná byste to ani nepoznali

Před téměř dvaceti lety a více než deseti miliardami eur začalo jedno velké evropské dobrodružství, které v prosinci roku 2016 vyvrcholilo veřejným startem satelitního navigačního systému Galileo. Ano, Galileo! Že už jste na něj také zapomněli?

Není se čemu divit, z Galilea se totiž stala běžná záležitost a evropský satelitní navigační systém doplnil řadu dalších, které dnes podporuje téměř každý telefon.

Satelitní navigační systém Galileo

  • Provozovatel: Evropská unie
  • Satelity: 22 v provozu, 2 testovací
  • Oběžná dráha: 23 tis. km
  • Přesnost při plném nasazení: 1-2 m  (* otevřená služba), 1 cm (komerční služba HAS – High Accuracy Service)
  • Náklady: 10 miliard eur

Každý satelit získal přezdívku podle vítěze národního kola dětské soutěže Galileo Drawing Contest. Svého zástupce má i Česko. Jedná se o družici číslo E19 (GSAT0103) s přezdívkou David podle Davida Markarjance. Její aktuální polohu můžete sledovat třeba na webu pulsesat.com.

Klepněte pro větší obrázek
Pozemní segment Galilea – pracoviště, která řídí jeho kompletní chod

(* Odhad polohy na cílovém zařízení může být i přesnější, dnešní přijímače totiž kombinují signály z vícero satelitních navigačních systémů.)

Galileo používáte každý den

Většina z vás už Galileo používá každý den, aniž by o tom musela přímo vědět. A stejně tak ruský Glonass, čínské Beidou/Compass a konečně americký systém Navstar GPS, jehož názvem dnes nepřesně pojmenováváme všechny obdobné systémy GNSS (Globální Navigační Satelitní Systém).

Evropská unie za tímto účelem spustila nový propagační web usegalileo.eu s katalogem mobilních telefonů, sportovních hodinek i celých čipsetů na trhu, které si poradí se signálem z našich vlastních družic.

Klepněte pro větší obrázek
Čipset Qualcomm Snapdragon 636 (vpravo) na Nokii 7.1 z naší nedávné pitvy. I tento SoC už samozřejmě podporuje Galileo.

Na seznamu je většina současných čipsetů Snapdragon od Qualcommu včetně verze Wear pro chytré hodinky. Dále nechybí Exynos od Samsungu, čipsety od Mediateku, podpora v Apple A9 a vyšších a GNSS modulech od Broadcomu a Intelu.

Více systémů naráz

Právě podpora více družicových polohových systémů naráz (společně s A-GPS) vedla k tomu, že dnes získají telefon, navigace v automobilu nebo třeba sportovní hodinky první fix (souřadnice geografické polohy) zpravidla během několika sekund od spuštění a doby, kdy jsme museli turistickou gépéesku postavit na pařez a čekat třeba i několik minut, jsou už dávno ty tam. Majitelé prvních modelů řady eTrex od Garminu mi jistě dají za pravdu.

Klepněte pro větší obrázek
Skrytý svět signálů satelitních navigačních systémů. Běžné přijímače v mobilech apod. přijímají signály kategorie E1/L1 a nejnovější čipy zvládnou přijímat zároveň i signály E5/L5. Ostatní signály jsou určené pro speciální aplikace. Zdroj: ESA Navipedia.

Nezrychlilo se však pouze hledání, ale i přesnost a prostupnost signálu materiálem. Tento článek píšu v naší redakci uprostřed historické městské zástavby. Na stole mi leží telefon s aktivním příjmem GNSS. V okolí jsou vysoké budovy, díky odrazům satelitního signálu od jejich fasád a tenké střeše však signál doputuje až na můj stůl dobrých pět metrů od okna a kontrolní aplikace v telefonu ukazuje nejvýše desetimetrovou odchylku. Něco takového bylo před deseti lety prakticky nemyslitelné.

Už to dávno není jen americké GPS

Celá soustava Galilea se nyní skládá z 22 aktivních družic a 2 testovacích, což je už dostatečné množství na plný chod (FOC – Full Operational Capability), kterého by měl systém dosáhnout relativně brzy. To znamená, že i váš mobil bude signál z těchto satelitů nacházet stále častěji a bude si z nich moci vybírat.

Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek
Základní princip výpočtu polohy pozorovatele, pokud přijímač ví, kde se přesně nachází družice a jak dlouho od ní letí signál – tedy jak je od ní daleko.

Samotný výpočet polohy provádí uvnitř běžného telefonu navigační koprocesor, který poté předává operačnímu systému hotová data zpravidla ve formě textového protokolu NMEA. Kvůli tomu není úplně jednoduché určit, komu máme s trochou nadsázky zrovna poděkovat za to, že víme, kde jsme – jestli Washingtonu, Moskvě, Bruselu nebo Pekingu.

Stručná odpověď: Většinou naprosto všem.

GPSTest pro Android odhalí, jaké satelitní systémy zrovna používáte

Pokud kdesi 20-30 tisíc kilometrů nad našimi hlavami poletují desítky družic GPS, Galilea, Glonassu a dalších, čip v mobilu si z těchto signálů může pečlivě vybírat ty nejvhodnější a získat velmi rychle fix i tam, kde by to bylo se starým přijímačem naprosto nemožné.

Který z těchto signálů to zrovna je, napoví třeba mobilní aplikace pro Android GPSTest od Seana Barbeaua z Univerzity Jižní Floridy, kterou ve svých materiálech doporučuje i samotná European Global Navigation Satellite Systems Agency (GSA), která zastřešuje jak programy Galileo, tak starší EGNOS. Jen připomenu, že GSA sídlí v Praze.

Klepněte pro větší obrázek
Seznam satelitů, jejichž signál zrovna přijímá můj mobil. Vlaječka indikuje samotný navigační systém. Písmeno „U“ ve sloupci Stav pak indikuje, že tuto družici čip použil při výpočtu polohy pro poslední fix. Jak vidno, GPS tvoří jen polovinu.

Aplikace po spuštění zobrazí seznam dostupných družic všech podporovaných satelitních systémů a jejich základní údaje. Jakmile čip vypočítá aktuální polohu, zobrazí se dodatečné údaje. Třeba to, které z těchto družic přijímač použil při výpočtu posledního fixu.

U každého satelitu v seznamu zároveň nechybí vlaječka země, která za ním stojí, z čehož je patrné, že se jedná o Navstar GPS (USA), Glonass (Rusko), Beidou/Compass (Čína) nebo právě Galileo (Evropská unie). Kompletní popis aplikace najdete v tomto PDF dokumentu.

Galileo i GPS toho umějí mnohem více

Leckdo by mohl namítnout, proč jsme se tedy nedomluvili a všichni dohromady nespustili jeden jediný globálně spravovaný satelitní systém třeba pod patronací OSN? Jednoduše proto, že vedle tohoto základního nešifrovaného signálu – v případě Galilea se mu říká Open Service (OS) – mohou satelitní systémy nabízet na odlišných kmitočtech další šifrované služby třeba jen pro kritickou infrastrukturu svých členů (státní správu členských zemí), záchranný systém a komerční klienty s mnohonásobně vyšší přesností a hlavně dostupností.

Klepněte pro větší obrázek
Satelitní navigační systémy rozlišuje i několik dalších aplikací. Třeba GPS Status, který pro GPS volí symbol kolečka, pro Glonass čtverečky, pro Galileo plus a pro Beidou/Compass křížek. Zelená barva označuje satelity, které čip použil k výpočtu polohy a velikost symbolu pak sílu signálu.

Tyto pokročilé signály, ke kterým se běžná veřejnost nedostane, mají obranné mechanismy před rušením a umožňují také velmi rychlý výpočet polohy a dráhy. Stručně řečeno, uzavřený šifrovaný signál GPS, který na cíl navádí americkou vojenskou střelu, a GPS signál, se kterým si poradí přijímač ve vašem telefonu, jsou dvě různé věci. V případě Galilea, Glonassu a dalších platí totéž.

Na stranu druhou, v dobách míru těží ze vzájemné otevřenosti všichni zmínění hráči, a tak máme na vysokých, téměř geostacionárních, drahách desítky amerických, evropských, ruských, čínských, japonských a dalších družic, které dole na Zemi pomáhají naprosto všem, ať už vyrazíme do lesa na houby, anebo třeba na Jadran.

Diskuze (48) Další článek: American Airlines prodlužují odstávku letadel Boeing 737 Max 8 přinejmenším do září

Témata článku: Android, USA, Mobility, Země, Čína, Družice, Praha, Evropská unie, Rusko, Galileo, Navigace, GPS, Nokia, Qualcomm, Kartografie, ESA, GNSS, Signál, David, Výpočet, GSA, Satelitní navigace, Jadran, EGNOS, Navigační systém


Aktuální číslo časopisu Computer

Velký test Wi-Fi mesh

Nejlepší hodinky pro všechny aktivity

Důležité aplikace na cesty

Jak streamovat video na Twitch