NARAMKY

Technologie RF (Radio Frequency = rádiový kmitočet)

Pro potřeby komunikace v mnoha různých podobách využívá rádiové vlny (též rádiové záření) jako část spektra elektromagnetického záření s vlnovými délkami od 1 milimetru až po tisíce kilometrů. Rádiové vlny se ve volném prostoru šíří od svého zdroje stejnou rychlostí do všech stran (prostorově v podobě koule), přičemž rychlost jejich šíření je přibližně rovna rychlosti světla ve vakuu. V případě jiných prostředí závisí na indexu lomu.

Technologie RFID (Radio Frequency Identification = identifikace na rádiovém kmitočtu)

Technologie na bázi rádiových vln umožňuje jednoduchou a prostorově omezenou lokalizaci v budovách i volném prostoru. Lokalizace probíhá na principu komunikace mezi čtečkou a RFID čipem, přičemž tato technologie umožňuje identifikovat pouze to, že předmět či osoba vybavená RFID čipem je či není v dosahu čtečky. Typickým příkladem praktického použití této technologie jsou bezpečnostní štítky na zboží v obchodech (štítek vložený např. do oblečení je RFID čipem a čtečkou je brána u vstupu do obchodu) nebo systém mýtných bran v dopravě. RFID čipy jsou buď pasivní, nebo aktivní.

GNSS (Global Navigation Satellite System = globální družicový polohový systém)

Služba umožňující za pomoci družic autonomní prostorové určování polohy s celosvětovým pokrytím. Technologie je používaná i pro účely běžných navigací a je dostupná každému uživateli smartphonu. Uživatelé této služby používají malé elektronické rádiové přijímače, které na základě odeslaných signálů z družic umožňují vypočítat jejich polohu s přesností na desítky až jednotky metrů. Plně funkční systém je pouze americký GPS (Global Positioning System = globální polohový systém) a ruský GLONASS (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система, transliterace: GLObalnaja NAvigacionnaja Sputnikovaja Sistěma = GLObální NAvigační Satelitní Systém). Vývoj probíhá na evropském GALILEO a čínském Beidou-2 (Compass).

Technologie GPS

Globální družicový polohový systém, s jehož pomocí je možno určit geografickou polohu přijímače nacházejícího se kdekoliv na Zemi. Uživatelé pomocí GPS přijímače přijímají signály
z jednotlivých družic, které jsou v danou chvíli nad obzorem. Na základě přijatých dat a předem definovaných parametrů přijímač vypočítá polohu antény, nadmořskou výšku a zobrazí přesné datum a čas. Komunikace probíhá pouze od družic k uživateli. GPS přijímač je tedy pasivní a pouze přijímá informace ze satelitu, ale sám žádné nevysílá. Běžně dostupné přijímače k amatérskému vyžití se vyrábějí jako jednofrekvenční, vícekanálové a kódové. Uživatelé z civilního sektoru mohou využívat pouze Standard Positioning Service (SPS = standardní polohová služba).

Princip fungování GPS

Struktura systému GPS má tři části. První tvoří vesmírný segment, jenž byl projektován na 24 družic, ale nyní jej reprezentuje soustava mezního počtu 32 družic. Každá obsahuje atomové hodiny (s rubidiovým, dříve také s cesiovým, oscilátorem), které se starají o dlouhodobou frekvenční stabilitu vysílaného signálu a mají maximální odchylku přesnosti 3 ns (= 0,000 000 003 s). Družice vysílá signál s informací o své pozici a s časem odeslání. Z každého místa na Zemi je obvykle viditelných šest družic. K určení dvojrozměrné polohy (zeměpisná délka a šířka) postačí příjem signálu ze tří družic, zatímco určení trojrozměrné polohy (navíc výška) vyžaduje minimální účast čtyř družic. Příjem menšího počtu družic znemožňuje výpočet polohy, vyšší počet družic naopak určení polohy dále zpřesňuje.

Druhou část systému představuje řídicí segment, který sestává z hlavní řídicí stanice, ze 3 povelových stanic a z 18 monitorovacích stanic. Při každém průletu družice nad některou z těchto stanic proběhne vyhodnocení parametrů její dráhy a vypočítají se korekce v dráze letu i ve vysílaném signálu. Dochází také k synchronizaci atomových hodin na palubě satelitu.

Třetím segmentem je uživatelská oblast. Skládá se z GPS přijímačů jednotlivých uživatelů, umožňujících přijímat signály z družic a získávat tak informace o poloze a čase. Segment je především z bezpečnostních důvodů tvořen pouze pasivními přijímači, které nemohou být zaměřeny. Díky tomu, že přijímače nemusí komunikovat s družicemi, je systém GPS schopen teoreticky obsloužit neomezený počet uživatelů.

Určení polohy

Základním principem je, že signál, pomocí kterého je určována poloha GPS přijímače na Zemi, je vysílán z družic, jež obíhají kolem naší planety. Proto je nutné (nebo minimálně doporučené) mít přímou viditelnost na oblohu, odkud signál z družic přichází. GPS přijímače přijímají signály
z jednotlivých družic, které jsou v danou chvíli nad obzorem, k tomu se musí spojit alespoň se třemi / čtyřmi satelity. Každá z družic vysílá speciální kódy a informace o své poloze a poloze dalších satelitů. GPS přijímač dokáže z přijatých kódů od všech dostupných družic vypočítat při znalosti rychlosti šíření signálu rozdíl mezi časem odeslání a časem přijetí zprávy s výsledkem, jak daleko se družice od GPS přijímače nacházejí a v důsledku toho detekovat svou aktuální polohu včetně nadmořské výšky v přesně daném datu a čase.

LBS (Location-based Service = služba na bázi lokalizace)

Informační lokalizační služba, která u mobilních zařízení (např. telefonů) umožňuje skrze bezdrátovou síť určit jejich polohu. Pro určení polohy se používá výpočet vzdálenosti mobilního zařízení od vysílačů šířících signál mobilní komunikace (GSM/GPRS/EDGE) nejčastěji metodou triangulace. Přesnost uvedené lokalizace je cca 50 metrů při vysoké dostupnosti záměrných bodů (např. v městské zástavbě), v případě nízké dostupnosti (např. v otevřené krajině) může být tolerance v zaměření i 1 km.

Určování polohy pomocí mobilní sítě

Mobilní sítě umožňují odhadnout polohu mobilního zařízení (např. telefonu) v závislosti na znalosti pozic svých základnových stanic. Existuje několik možností využití mobilní komunikační sítě k lokalizaci. Přístupy se liší v parametrech užívaných k určení polohy.