Работи ли GPS под земята?

От началото на този век леките ръчни GPS устройства стават евтини и широко достъпни. Работейки от сигнали, излъчвани от поредица от орбитални спътници, тези миниатюрни устройства могат да триангулират вашето местоположение навсякъде по земната повърхност. След като се установи първоначалната ви позиция, те също могат да проследяват движенията ви, да определят скоростта ви и да извършват много други изчисления. Технологията обаче изисква видимост със сателитите.

Ограничения

Има няколко места, при които ръчните GPS устройства няма да работят или работят лошо. Ако сте в голяма сграда или търговски център, има малък шанс вашето GPS устройство да успее да намери корекция на достатъчно сателити, за да изчисли вашата позиция. Същото важи и ако сте под земята, независимо дали в подземен търговски комплекс, тунел, метро или природна пещера. Дори надземните туристи могат от време на време да се окажат без използваем сигнал, ако са под скалист надвес или в дъното на залесено дере. Това е неизбежно ограничение на GPS технологията.

GPS 101

GPS устройствата събират сигнали от поредица усъвършенствани сателити, първоначално поставени в орбита от американската армия. Всяка е във фиксирана или „геостационарна“ орбита около Земята и съдържа изключително точни атомни часовници. Вашият GPS сравнява сигналите от множество сателити, изчислява колко далеч са от собственото си време и използва тези цифри, за да определи вашата позиция. Всеки път, когато вашият преносим GPS може да се заключи на сигнали от три спътника, той може да ви каже къде се намирате на земната повърхност. Ако може да намери сигнали от четири или повече сателита, може да ви каже и вашата надморска височина.

Мъртво разчитане

Знаейки това, може да очаквате GPS да ви изведе съобщение за грешка, когато карате през тунел или по друг начин загубите сигнала си. На практика това обикновено не се случва. След като GPS установи първоначалната ви позиция, той непрекъснато преизчислява вашето местоположение в реално време. Това осигурява вашата скорост и посока на движение. Когато влезете в тунел, вашето устройство губи контакт със сателитите. Той обаче знае колко бързо вървите, по коя улица или магистрала и в коя посока. От това вашият GPS прави образовано предположение - традиционно наричано „мъртво отчитане“ - за вашата позиция, докато не успее да възстанови контакт със сателитите за позициониране.

Работа

Има редица приложения за подземна система за навигация и местоположение, подобна на GPS, и са изследвани няколко конкурентни технологии. Например японската компания Aichi Steel разработи устройство, което изчислява положението с помощта на земните магнитни полета и акселерометър. В комбинация с GPS технологията, тя теоретично би осигурила безпроблемна навигация над и под земята. Подземната система, разработена в Швейцария за проучване на пещери, поставя над пещерата четири предавателя, които могат да се свържат към GPS сателитите по нормален начин. Те получават сигнали от предавател, носен от изследователя, и могат да триангулират този сигнал, за да осигурят точно положение.