Jaké budou přístroje GPS v budoucnosti?

15. 3. 2006

Digitalizace našeho života postupuje rychlými kroky vpřed a v posledních několika letech jsme pozorovali nejprve pokusy o sdružení digitálních přístrojů do jednoho celku, později už serióznější práce.

V létání samozřejmě, na rozdíl od pozemní nebo vodní dopravy, užíváme 3D navigaci.

Moderní autopilot spolupracuje se systémem FMS, tj. Flight Management System, což je palubní počítač, do něhož lze na datovém nosiči přenést naplánovanou trasu včetně vertikálních souřadnic a FMS pak během letu tato data předává autopilotu, který podle nich vede letoun po trati. Aby mohl autopilot tuto činnost provádět, musí mít informace o poloze letadla. Ty mu v současné době dodávají navigační přístroje klasického typu, zejména inerční navigace nebo radionavigace. V posledním desetiletí se mohutně prosazuje i družicová navigace, která nepochybně v budoucnu převezme hlavní slovo nejen v letecké navigaci.

Už nyní využívají třeba geodeti družicovou navigaci k velmi přesným měřením; daleko přesnějším, než jaká používáme my s komerčními ručními přístroji GPS.

Potenciál přesnosti měření GPS je v řádu milimetrů, v letectví nám pro přesnou navigaci jistě stačí řád centimetrů nebo decimetrů. Přistaneme-li na runway 50 cm stranou od „centerline", pak se určitě nic zvláštního neděje.

 

Uvádí se, že vertikální souřadnici měří běžné GPS přístroje s přesností asi o řád nižší, než horizontální. Jestliže dnešní komerční přístroje měří horizontální polohu s chybou v řádu metrů, pak by vertikálu měřily s chybou až desítky metrů. Jakmile bude tato chyba snížena na řádově centimetry až decimetry, bude možné s výhodou využívat GPS k dokonalému určení polohy letadla v prostoru. Doplnění vertikální navigace do těchto přístrojů už pak bude jen otázkou doplnění příslušného softwaru pro výpočty z oboru sférické geometrie. Z letišť tak časem mohou zmizet nákladná zařízení VOR/DME, ILS, NDB a další, anebo zůstanou jako záložní.

Dopravní nebo vojenská letadla možná budou používat palubní počítač FMS, ale v malých soukromých, sportovních nebo ultralehkých letadlech s úspěchem zastanou úlohu FMS přístroje GPS.

Soukromý pilot malého letadla si doma nebo na letišti sedne k počítači a připojí se k internetu. Na vhodné letecké stránce (bude to Aeroweb?) si stáhne data o aktuálním větru u země a v několika vyšších hladinách a nakliká si na mapce trasu letu. Hotový výpočet letového plánu si potom stáhne do svého GPS a odejde s ním do letadla, kde GPS usadí do datového držáku, jímž bude propojený s autopilotem – i v ultralightu se přece mohou objevit autopiloty; tato idea není nijak vzdálená představě malých servomotorů, přijímajících instrukce z palmtopu nebo notebooku. Tyto malé počítače zastávají úlohu FMS; data o poloze budou čerpat z GPS, včetně přesné vertikální polohy.

Po vzletu připojí soukromý pilot funkci autopilota. GPS ve spolupráci s aktuálním měřením IAS a pohybu letadla vyhodnotí aktuální snos a vítr, provede opravu navigačního výpočtu a zobrazí jej na monitoru nebo displeji.

Zároveň povede letadlo po předem naplánované 3D trati, tj. od jednoho otočného bodu k dalšímu a naplánovaným stoupáním, horizontálním letem i klesáním. V paměti GPS i počítače se bude zaznamenávat trasa letu (to samozřejmě umějí GPS už dávno) a případně se tato data budou také okamžitě odesílat přes internet na centrální server Úřadu pro civilní letectví, kde se bude několik milisekund po letecké nekázni rovnou vyčíslovat výše pokuty, kterou pilot bude muset po přistání zaplatit, jinak mu pracovník ÚCL datovým přenosem uzamkne kód v letadle a pilot nebude moci nastartovat.

To byl samozřejmě žert, ale řekněte – je to snad nereálné?

 Vždyť nebude ani potřeba radar. Letový provoz bude možné sledovat na webu, kam se budou automaticky stahovat data ze všech letících letadel. Oprávněná osoba, která bude mít na tyto stránky přístup, si bude moci nechat zobrazit aktuální stav, letové plány, historii letů, trajektorie, data letadel včetně toho, co pilot před letem udělal (např. kolik nabral paliva a jak dlouho mu vystačí, kolik paliva má aktuálně na palubě, jak rychle letadlo letí, jaký je tlak uvnitř přetlakové kabiny, co mu ukazují přístroje, snad i webová kamera, pohlížející do kabiny – dispečeři mohou vidět, jestli v letadle zrovna nehoří, cestující nejsou v bezvědomí nebo neřádí tam teroristé, jestli pilota neklamou přístroje, atp.). Datová komunikace mezi letadly a zemí bude značně intenzivní.

Zpátky k přístrojům GPS.

Brzy budou mít rozsáhlou paměť a v ní uložený veškerý terén celého zemského povrchu, v gridu řekněme 10 x 10 metrů. To znamená, že každých 10 metrů zemského povrchu bude v databázi GPS vyjádřeno třemi souřadnicemi: zeměpisnou šířkou, délkou a nadmořskou výškou. K tomu se může přidat další informace, například o typu povrchu (beton, les, voda, město, skála, tráva,…). GPS změří přesně svoji nadmořskou výšku a porovná ji s nadmořskou výškou terénu v téže horizontální souřadnici z databáze; z rozdílu hodnot vyhodnotí výšku nad terénem. Odtud se odvíjí další možnosti – zhodnocení, zda letadlo nemíří například do nějaké překážky. A pokud do ní míří, za jak dlouho narazí. Může navrhnout manévr k vyhnutí (hlasem může mluvit na pilota, kam má zatočit a jak má dál postupovat, podobně jak fungují dnešní GPWS v dopravních letadlech).

Snad není daleko doba, kdy se GPS bude schopno připojit k internetu a přijímat či odesílat data.

Využití může být jak „domácí" (na internetové stránce se doma můžeme podívat, kde ten náš táta zrovna letí a kdy už bude doma), tak „veřejné" (GPS bude pravidelně odesílat data o větru, turbulenci, teplotě, námraze, atd.) na veřejný portál a tyto informace budou k prospěchu všem ostatním, kteří se třeba chystají na letišti k odletu, budou k dispozici leteckým meteorologům, řídícím letového provozu, provozním dispečerům či komukoliv, kdo se o tyto informace bude zajímat.

GPS mohou také komunikovat mezi sebou, vyměňovat si údaje o vzájemné vzdálenosti a směru pohybu, takže mohou nahradit systém včasného varování před srážkou (dnešní TCAS).

Taková funkce by byla využívána i v automobilech (nemuselo by se stávat, že dojde k nabourání v mlze nebo v noci do neosvětleného auta) a na lodích. Takto vybavených přístrojů GPS by se mohly vyrábět doslova milióny a jejich cena by klesla na zcela přijatelné minimum, takže jejich využití v amatérském létání by nemuselo nutně znamenat zdražení celého procesu létání, ba spíše možná naopak – celou řadu drahých mechanických přístrojů bychom v letadle nahradili jedním počítačem, přičemž cena jednoho notebooku je dnes srovnatelná s cenou mechanického výškoměru a variometru, ale užitná hodnota a funkce počítače jsou tisícinásobně vyšší.

Otázkou zůstává, jak rychle takováto modernizace bude vstupovat do běžného života nás, sportovních letců.

 

Kdyby vznikl progresívní tým šikovných lidí, pak věřím, že by se všechno dalo realizovat skoro hned. Možnosti techniky jsou na to už dávno připraveny. Vyvstává však obava, aby podobné projekty nepředběhly dobu, protože velké množství lidí uvažuje značně konzervativně a podobné vynálezy považuje za zbytečné. Možná budeme muset počkat, až vyspěje generace dnešních teenagerů, kteří už nedokážou žít bez počítačových her, na vojáky si nehrajou s umělohmotnými flintami někde v lese, nýbrž v nějaké „střílečce" na computeru, nestavějí si vozítka z rozbitých kočárků a nejezdí s nimi z kopce někde na vesnici, ale jezdí rovnou s formulí v počítači. Až tihle malí kluci budou velcí, bude jim moderní technika v letadlech chybět a pustí se do díla, aby to rychle změnili. A to je moc dobře.

Mohlo by vás zajímat


Zkušenosti a doplnění našich čtenářů

Přidat komentář