K čemu je dobrá GPS? Pět věcí, které možná nevíte

Nejčastěji používáme „džípíesku“ jako navigaci v autě a v různých mobilních aplikacích. Určuje naši polohu, takže se hodí i pro toulání v přírodě. Systém, který vyvíjí americké ministerstvo obrany od roku 1973, umí ale i mnohem složitější a sofistikovanější věci, než běžný smrtelník tuší.

Systém je založen na satelitní komunikaci a umí určit polohu s přesností až 30 centimetrů pomocí čtyř nebo i více umělých družic. Celkem je na oběžné dráze umístěno 32 družic.

GPS umí určit také čas s přesností nanosekund. Vědci za použití dražších přístrojů dokážou určit polohu s přesností centimetrů nebo i milimetrů.

Družice poskytující systém GPS

„Lidé si mysleli, že jsem se zbláznila, když jsem začala mluvit o dalších aplikacích. Ukázalo se, že jsme to dokázali,“ vysvětlila geofyzička Kristine Larsonová z University of Colorado Boulder.

Vědci mohou účinněji varovat před přírodními katastrofami, měřit příliv a odliv moře nebo výšku sněhové pokrývky.

Využití GPS by mělo být v budoucnu stále lepší po zapojení evropského, ruského a čínského navigačního systému, takže budeme mít k dispozici více dat a přesnější měření.

1. Předpověď zemětřesení

Lidstvo se po staletí spoléhá na seizmografy, které měří otřesy země. Přijímač GPS může sledovat geologické procesy, jež jsou mnohem pomalejší. Pohyb tektonických desek se může změřit právě pomocí GPS.

Vědci vylepšili přijímače tak, aby dokázali aktualizovat data dvacetkrát za sekundu. To jim umožnilo přesnější analýzu předchozích zemětřesení.

V roce 2011 například prokázali, že se při zemětřesení v Japonsku (jež vedlo mimo jiné i k havárii jaderné elektrárny Fukušima) posunulo mořské dno o 60 metrů.

Odborníci tak mohou do deseti vteřin říci, jak silné bude začínající zemětřesení. Američané už mají GPS zahrnutou do systému včasného varování před zemětřesením na západním pobřeží Spojených států. Podobnou síť si buduje i Chile, aby dokázalo lépe a rychleji předpovědět riziko vzniku tsunami.

2. Sledování vulkánů

Sopečnou činnost je také možné lépe monitorovat při využití GPS. Observatoře, jež sledují činnost vulkánů, mají rozmístěné přijímače okolo hory v místě sopky. V momentě, kdy se pod povrchem začne posouvat magma, vyvolá to i změny na povrchu.

Podle toho, jak se stanice okolo sopky zvedají nebo naopak klesají, mohou vulkanologové určit, kudy magma pod povrchem teče.

Vědci mohli lépe monitorovat činnost aktivní sopky Kilauea na Havaji v loňském roce, kdy došlo k mohutné erupci. Pomohli tím místním úřadům při evakuaci obyvatel žijících v okolí.

Signály z navigace pomáhají po erupci přesněji odhadnout množství prachu, jež se dostává do atmosféry, a to, jakou rychlostí se rozšiřuje. Mraky tvořené prachem představují velké nebezpečí pro leteckou dopravu.

3. Analýza sněhu

Signál ze satelitů se také odráží od země. Vědci takto zachycené signály dlouho považovali za šum, jakousi ozvěnu, která komplikuje měření. Larsonová před 15 lety začala tento fenomén zkoumat podrobněji. Analýza ozvěn pomůže odvodit vlastnosti povrchu, od kterého se signál odráží. To umožní určit například vlhkost půdy v daném místě nebo to, kolik se nahromadilo sněhu.

Stanice GPS tak mohou sloužit i jako senzory pro měření hloubky sněhu. Je to vhodné zejména v oblastech Arktidy a Antarktidy, kde je nedostatek meteorologických stanic.

Přijímače GPS mohou sledovat změny ve sněhové pokrývce. Experti z Colorado School of Mines in Golden takto použili 23 GPS stanic v západní Antarktidě. Vědci sledují, kolik každou zimu napadne sněhu a kolik jej během léta odtaje.

4. Sledování poklesu půdy a předpověď povodní

V některých regionech dochází k poklesu půdy. Například v Indonésii nebo Bangladéši. Pomocí GPS se může přesněji změřit, jak se různé regiony propadají do země. Zároveň systém umí mapovat hladinu spodní vody, respektive její změny.

Geofyzik John Galetzka z coloradské univerzity v Boulderu instaloval letos v červenci stanice GPS na soutoku řek Ganga a Brahmaputra v Bangladéši. Cílem je změřit, zda se půda v okolí řek propadá.

To znamená, že bude v budoucnu zranitelnější při povodních. „GPS je úžasný nástroj, který vám pomůže odpovědět na tyto i další otázky,“ uvedl.

5. Analýza atmosféry

Dalším využitím GPS je měření množství vodní páry v atmosféře. Signály se totiž v atmosféře, pokud obsahuje více vody, zpomalují. Tím lze lépe předpovídat dešťové a sněhové srážky. Například v Kalifornii v roce 2013 meteorologové používali data z GPS při letních bouřích, jež způsobovaly bleskové povodně.

Dokázali vydat varování 17 minut předtím, než k nim došlo. Signály GPS také ovlivňuje elektricky nabitá část atmosféry, takzvaná ionosféra. Vědci mohu změnami v ionosféře sledovat tsunami, jež se šíří po oceánu, a zlepšit tím varování na pobřeží.

Ukazuje se, že původní systém vytvořený k přesnému určení polohy může být užitečný i v mnoha jiných případech než jen tehdy, když nechceme bloudit v lese nebo v cizím městě.

Souhrn toho nejdůležitějšího
každý pátek ve vašem e-mailu.

Přihlásit odběr