Co lepsze Glonass czy GPS?

W erze wszechobecnej nawigacji satelitarnej, pytanie "Co lepsze: Glonass czy GPS?" wydaje się być naturalne. Często mylimy te nazwy lub używamy ich zamiennie, nie zdając sobie sprawy z ich unikalnych cech i, co ważniejsze, z ich zdolności do współpracy, która rewolucjonizuje precyzję lokalizacji w urządzeniach, z których korzystamy każdego dnia.

Globalne systemy nawigacji satelitarnej (GNSS): Podstawy

Zanim zagłębimy się w szczegóły, warto zrozumieć, że zarówno GPS, jak i Glonass należą do szerszej kategorii znanej jako Globalne Systemy Nawigacji Satelitarnej (GNSS). Obejmuje ona wszelkie systemy, które dostarczają autonomiczne pozycjonowanie geodystrybucyjne z globalnym zasięgiem. Oprócz amerykańskiego GPS i rosyjskiego Glonass, do GNSS zaliczamy również europejski Galileo i chiński BeiDou.

Co to jest GPS?

GPS (Global Positioning System) to najbardziej znany i powszechnie stosowany system nawigacji satelitarnej, stworzony i utrzymywany przez Stany Zjednoczone. Jego początki sięgają lat 70. XX wieku, a pierwotnie był przeznaczony do celów wojskowych. Składa się z konstelacji około 31 satelitów krążących na średniej orbicie okołoziemskiej (MEO) na wysokości około 20 200 km. Sygnały z tych satelitów są odbierane przez urządzenia naziemne, które następnie obliczają swoje położenie na podstawie czasu dotarcia sygnału z co najmniej czterech satelitów.

• Zasięg: Globalny.
• Właściciel: Rząd Stanów Zjednoczonych.
• Liczba satelitów: Nominalnie 24, obecnie więcej (około 31 operacyjnych).
• System współrzędnych: WGS84.

Co to jest Glonass?

Glonass (Globalnaja Nawigacionnaja Sputnikowaja Sistema) to rosyjski odpowiednik GPS, rozwijany od lat 70. ubiegłego wieku. Podobnie jak GPS, Glonass został stworzony z myślą o zastosowaniach wojskowych, ale obecnie jest również dostępny do użytku cywilnego na całym świecie. Konstelacja Glonass składa się z 24 satelitów krążących na wysokości około 19 100 km. Jedną z kluczowych różnic w porównaniu do GPS jest struktura orbit satelitów, co wpływa na jego wydajność, szczególnie w wysokich szerokościach geograficznych.

• Zasięg: Globalny.
• Właściciel: Rząd Federacji Rosyjskiej.
• Liczba satelitów: 24 operacyjne.
• System współrzędnych: PZ-90.11.

Główne różnice i podobieństwa

Chociaż oba systemy pełnią tę samą funkcję, istnieją między nimi istotne różnice:

• Orbity satelitów: Satelity GPS krążą w 6 płaszczyznach orbitalnych, podczas gdy Glonass wykorzystuje 3 płaszczyzny. Ta różnica sprawia, że Glonass jest często bardziej precyzyjny na wyższych szerokościach geograficznych (bliżej biegunów), gdzie sygnał GPS może być słabszy.
• Systemy współrzędnych: GPS używa globalnego systemu WGS84, natomiast Glonass opiera się na własnym systemie PZ-90.11. Nowoczesne odbiorniki automatycznie konwertują dane, więc dla użytkownika końcowego nie stanowi to problemu.
• Struktura sygnału: Historycznie Glonass używał techniki FDMA (Frequency Division Multiple Access), co oznaczało, że każdy satelita nadawał na nieco innej częstotliwości. GPS używa CDMA (Code Division Multiple Access), gdzie wszystkie satelity nadają na tej samej częstotliwości, ale z unikalnymi kodami. Nowsze satelity Glonass również implementują CDMA, co ułatwia integrację.
• Odporność na zakłócenia: Dzięki swojej unikalnej strukturze orbitalnej i historycznej modulacji, Glonass bywał postrzegany jako bardziej odporny na niektóre rodzaje zakłóceń, co było szczególnie ważne w zastosowaniach wojskowych.

Co lepsze: Glonass czy GPS? Dlaczego to pytanie nie ma sensu?

Pytanie, który system jest "lepszy", jest w rzeczywistości źle postawione w kontekście nowoczesnej technologii. Współczesne odbiorniki GNSS, takie jak te w smartfonach, nawigacjach samochodowych czy zaawansowanych urządzeniach geodezyjnych, są wielosystemowe. Oznacza to, że jednocześnie odbierają sygnały zarówno z satelitów GPS, jak i Glonass (a często także Galileo i BeiDou).

Dlaczego to takie ważne?

• Zwiększona liczba widocznych satelitów: Im więcej satelitów "widzi" odbiornik, tym dokładniejsze i bardziej stabilne jest określenie pozycji. W trudnych warunkach, takich jak gęsta zabudowa miejska (tzw. "kaniony miejskie") czy lasy, gdzie część sygnałów jest blokowana, możliwość korzystania z większej puli satelitów jest nieoceniona.
• Lepsza precyzja i niezawodność: Połączenie danych z obu systemów znacząco poprawia precyzję pomiaru. Błędy, które mogłyby wystąpić w jednym systemie, mogą zostać skorygowane lub zminimalizowane przez dane z drugiego.
• Szybsze ustalanie pozycji (TTFF – Time To First Fix): Dostęp do większej liczby satelitów oznacza, że urządzenie szybciej "łapie" sygnał i ustala początkową pozycję.

Ciekawostka historyczna: Dostępność selektywna GPS

Przez wiele lat, aż do 2000 roku, GPS stosował funkcję zwaną "Selective Availability" (SA), która celowo obniżała precyzję sygnału cywilnego dla użytkowników spoza wojska. Miało to na celu zapewnienie przewagi militarnej USA. Glonass nigdy nie stosował takiej funkcji. Dziś SA jest wyłączona, a cywilny sygnał GPS jest tak samo precyzyjny jak wojskowy.

Praktyczne zastosowania i przyszłość

Dla przeciętnego użytkownika, który korzysta z nawigacji w smartfonie, fakt, że jego urządzenie korzysta zarówno z GPS, jak i Glonass (oraz innych systemów GNSS), oznacza po prostu lepsze doświadczenie. Dokładniejsze mapy, płynniejsza nawigacja w mieście i większa niezawodność w terenie to bezpośrednie korzyści tej synergii.

Przyszłość nawigacji satelitarnej to dalsza integracja i rozwój. Systemy takie jak europejski Galileo i chiński BeiDou są coraz bardziej dojrzałe i również włączane do nowoczesnych odbiorników. To sprawia, że globalna konstelacja satelitów nawigacyjnych staje się coraz gęstsza, a precyzja lokalizacji rośnie do poziomu, który jeszcze niedawno był nieosiągalny dla masowego odbiorcy.

Wnioski: Siła tkwi we współpracy

Zatem, zamiast pytać, co jest lepsze – Glonass czy GPS – powinniśmy raczej doceniać fakt, że oba te systemy, pracując razem, oferują nam niezrównaną precyzję i niezawodność. To właśnie wielosystemowość jest kluczem do zaawansowanej nawigacji, która umożliwia nam swobodne poruszanie się po świecie, zarówno w codziennych podróżach, jak i w ekstremalnych wyprawach.