Spis treści:
Jeżeli jakieś auto nie posiada wbudowanej nawigacji, to uruchamiamy przenośny komputer z kieszeni. Stało się to całkowicie normalne i przeszło do codzienności w ciągu raptem kilkunastu lat. Jednak próby stworzenia systemu zapewniającego nawigację w czasie rzeczywistym dla pojazdów, sięgają znacznie odleglejszych czasów, niż mogłoby się wydawać. Cofnijmy się do bardziej analogowych dekad i prześledźmy historię pra-pra-pradziadków współczesnego GPS-u.
Autor: Rastoporte
GPS — to warto wiedzieć
Na początek, muszę wyjaśnić kilka podstawowych pojęć i przybliżyć zasadę działania czegoś, z czego bezrefleksyjnie korzystamy na co dzień.
Global Positioning System to ogromne i kosztowne przedsięwzięcie stworzone przez Amerykanów, a ściślej mówiąc Departament Obrony Narodowej USA. Jak można się domyślić, powstał przede wszystkim do zastosowań wojskowych.
Pierwsze testy rozpoczęto w 1972 roku, a sześć lat później na orbicie znalazł się pierwszy satelita w strukturze GPS. Obecnie jest ich 31, z czego aktywnych na orbicie zawsze co najmniej 28 z nich.
Jest ich tak dużo, aby zapewnić stały i szybki dostęp do sygnału. W każdym punkcie na Ziemi pozostajemy w zasięgu co najmniej czterech urządzeń krążących wokół planety nieco ponad 20 km nad naszymi głowami.
Już w 1983 roku zdecydowano o udostępnieniu struktury GPS do zastosowań cywilnych z powodu korzyści jakie zapewnia. W 1995 projekt osiągnął pełną zdolność operacyjną.
W 2000 roku wyłączono wszelkie ograniczenia w dostępności i bez żadnych zakłóceń mógł korzystać od tej pory każdy, kto posiadał odbiornik sygnału.
2004 rok to pomyślnie ukończone testy wspomaganego GPS w telefonach komórkowych przez firmę Qualcomm. W ten sposób moduł GPS zaczął trafiać do małych komórek, a resztę już znamy.
A na co to komu?
Zaczęliśmy od Ameryki i to głównie o nią będę swój dzisiejszy tekst opierał. Przemysł motoryzacyjny w Europie kilka dekad temu wyglądał zupełnie inaczej niż za oceanem.
Stany Zjednoczone były znacznie bardziej rozwinięte i w 1929 roku przypadało tam statystycznie około 206 aut na 1000 mieszkańców. W Europie najbardziej zmotoryzowana była wówczas Francja z niecałymi 27 pojazdami na 1000 osób, czyli w sumie nie ma o czym tutaj rozmawiać. Więcej szczegółów i statystyk poniżej:
Wspominam o tych danych, aby zrozumieć potrzebę zapewnienia pomocy w nawigowaniu już na bardzo wczesnym etapie rozwoju motoryzacji. Szybko powiększająca się siatka dróg wraz ze znacznym przyrostem aut na drogach była kluczowa.
Jones Live Map
I tak cofnęliśmy się do 1909 roku. Wtedy powstał pierwszy szczegółowy system nawigacji o nazwie Jones Live Map autorstwa J. W. Jonesa.
Był to zestaw składający się z papierowych krążków zawierających nadrukowane wskazówki nawigacyjne dedykowane dla konkretnej trasy, np. Nowy Jork — Filadeldia albo Chicago — Iowa.
Tarcze umieszczono w mosiężnej obudowie, a całość była połączona z licznikiem samochodu. W miarę postępu trasy, tarcza obracała się w obudowie, wskazując aktualny kierunek.
Każdy z krążków obejmował do 100 mil (160 km) drogi, po czym musiała nastąpić ręczna podmiana na kolejny. W przypadku dłuższych tras używano dwustronnie drukowanych tarcz. Jako ciekawostkę można dodać, że kierowca otrzymywał niekiedy nawet informację o rodzaju nawierzchni drogi.
System rozwijany był przez kolejne lata i w 1919 roku obsługiwał ponad 500 tras na terenie całych Stanów Zjednoczonych. Niestety nie mógł dotrzymać tempa błyskawicznemu rozwojowi infrastruktury. Powstawało mnóstwo nowych dróg, a bieżąca aktualizacja punktów orientacyjnych z nadrukowanych wskazówek stała się niemożliwa. Zaczęto stosować również odpowiednie oznakowanie dróg, więc na początku lat 20. wycofano Jones Live Map ze sprzedaży.
Iter-Auto
Następny ciekawy wynalazek to Iter-Auto. Wymyślony i skonstruowany we Włoszech w 1930 roku przez włoską organizację turystyczną — Touring Club Italiano. Tym razem stworzony z nadrukowanych rolek z mapami dla konkretnych tras umieszczonych w metalowej obudowie. Był oczywiście połączony z samochodowym prędkościomierzem, przez co rolka z mapą na bieżąco obracała się podczas jazdy.
Poprzedni pomysł zawierał wskazówki w odniesieniu do punktów nawigacyjnych. Tutaj jest już mapa z graficznymi punktami, która zawiera odpowiednie symbole np. stacji benzynowych czy przejazdów kolejowych. Dystrybucja jednak wyglądała podobnie, bo poszczególne trasy były na osobnych rolkach do kupienia.
Przewijanie odbywa się jednak wyłącznie w jednym kierunku, co może stwarzać pewne problemy. Jazda do tyłu lub niewłaściwe obranie trasy nadal powodowało naliczanie kilometrów, więc mapa “szła do przodu”, przez co konieczne były ręczne korekty.
DAIR System
Wczesna nieanalogowa próba stworzenia kompleksowego systemu wsparcia kierowcy. Dzisiaj mamy konsultantów, opiekunów i każdą informację na wyciągnięcie ręki. W czasach bez zaawansowanej elektroniki mogło to wyglądać właśnie jak DAIR System (Driver Aid, Information and Routing System) autorstwa General Motors z 1966 roku. Napisałem, że mogło, ponieważ cała koncepcja nie wyszła poza ośrodek projektowy i nie była dostępna w ogólnej sprzedaży.
Fizycznie były to, można powiedzieć dwa elementy. Pierwszy — skrzynka umieszczona na górze deski rozdzielczej wskazująca drogę. Informowała, kiedy kierowca ma jechać prosto, skręcić w lewo lub w prawo, a także o zakrętach czy nawet o konieczności zatrzymania.
Drugi element to główna konsola do obsługi, umieszczona pod deską, pomiędzy kierowcą a pasażerem. Tam znajdowała się m.in. okrągła tarcza telefoniczna, obsługa dziurkowanej karty do nawigacji i odbiornik radiowy.
Podstawową funkcją urządzenia miało być określanie przybliżonej pozycji pojazdu. Dzięki temu możliwe byłoby wezwanie pomocy w przypadku awarii lub chociażby braku paliwa. W erze bez systemów satelitarnych miało to być możliwe dzięki umieszczeniu specjalnych magnesów i nadajników radiowych wzdłuż drogi. Mówi się konkretnie o autostradach (co 3 – 5 mil) i w okolicy najważniejszych skrzyżowań w kraju.
Zapisywanie trasy odbywało się na dziurkowanej karcie umieszczonej w urządzeniu. Trzeba było taką trasę przejechać, aby karta została zadrukowana. Przy drugim przejeździe, wystarczyło kartę umieścić w czytniku i wskazówki były już wyświetlane automatycznie.
Ponadto mógł też zaoferować możliwość wysyłania i odbierania głosowych wiadomości z najbliższego punktu serwisowego. Właśnie dzięki komunikacji radiowej. Jak wspomniałem na początku, pomysł nie został zrealizowany. Trzeba jednak przyznać, że było to bardzo ambitne i z pewnością koszmarnie drogie przedsięwzięcie.
Honda Electro Gyro-Cator
Honda wraz z Alpine w 1985 roku opracowuje przełomowy wynalazek — Electro Gyro-Cator. To pierwszy automatyczny system nawigacyjny w samochodach. Był dostępny w oficjalnej sprzedaży, jako jedna z dodatkowo płatnych opcji wyposażenia.
Jak sama nazwa wskazuje, podstawą działania był żyroskop gazowy, który wykrywał zarówno ruch, jak i obrót pojazdu. Do obudowy skrzyni biegów zamontowano dodatkowe serwo, aby zbierać szczegółowe dane o prędkości i przebytym dystansie. Sama jednostka wewnętrzna była już małym komputerem wyposażonym w pamięć i procesor.
We wnętrzu wyglądało to już jak nawigacja z prawdziwego zdarzenia. 6-calowy wyświetlacz otoczony przyciskami do sterowania służył do wyświetlania lokalizacji pojazdu w postaci migającej kropki. Pod ekran z lokalizacją należało wsuwać statyczne mapy. Były one nadrukowane na przezroczystej folii. Dzięki precyzyjnym danym z osprzętu wszystko na ekranie się zgadzało.
Kariera tego cuda była krótka, bo potrwała mniej więcej rok. System był dostępny wyłącznie w Japonii i tylko na tamtejszy rynek tworzono mapy. Oprócz tego kosztował niemal 1/4 ceny całego auta, więc nie mógł stać się popularny. Zasada działania poniżej:
Etak Navigator
Niedługo po japońskim żyroskopie, powstało coś idącego o krok dalej — Etak Navigator. Opracowany przez amerykańską firmę Etak w 1985 roku. W odróżnieniu od Hondy wykorzystano tym razem kompas i szereg danych z czujników prędkości kół samochodu. Miało to zapewnić dokładne nawigowanie, zakręt po zakręcie, tak jak ma to miejsce dzisiaj, co w zasadzie się udało.
Urządzenie było bardzo precyzyjne, a na wyświetlaczu zamontowanym wewnątrz można wskazać konkretne skrzyżowanie, ulicę, a nawet wyszukać restaurację czy stację benzynową. Producent przewidział wersje z 4,5-calowym i 7-calowym wyświetlaczem.
System powstawał przez niezależną firmę. Cena nie była niska, a dodatkowo konieczne było też kupowanie kaset z mapami. Każda z nich pokrywała mniej więcej obszar jednego miasta. Mimo to duże firmy transportowe chętnie inwestowały w to rozwiązanie, zapewniając twórcom ogromne zyski.
Przez kilka lat wytężonego rozwoju, udało się przenieść z papierowych map do świata cyfrowego większość dróg na Ziemi. Dane są na tyle dokładne, że korzysta się z nich do dziś, choć obecnie pozyskuje się je w zupełnie inny sposób.
A później było już z górki
- 1987 – Toyota wprowadza wbudowaną nawigację w modelu Crown sprzedawanym wyłącznie na rynku japońskim. Mapy odczytywane są z płyty CD.
- 1993 – Mazda zaczyna korzystać z satelitów GPS w modelu Eunos Cosmo.
- 1994 – BMW 7-serii E38 jest pierwszym autem w Europie posiadającym wbudowaną nawigację satelitarną.
- 1995 – Oldsmobile 88 to pierwszy pojazd w Stanach Zjednoczonych z GPS-em.
Początek lat 90. to wczesny etap rozwoju w oparciu o GPS, z którego korzystamy dzisiaj i to pomimo ograniczeń w dostępie do sygnału. W 1995 Global Positioning System osiąga pełną funkcjonalność. Końcówka tej dekady to jeszcze powszechne korzystanie z płyt CD z nagranymi mapami i początek stosowania płyt DVD. Był to nadal bardzo kosztowny dodatek. Potem nadszedł czas dysków twardych i wbudowanych map.
Po wyłączeniu ograniczeń dostępu w 2000 roku nadeszła era małych odbiorników sygnału, znacznie redukując koszty korzystania z nawigacji. Kupowane jako zewnętrzne akcesorium do samochodu były już wystarczające do wygodnego i precyzyjnego nawigowania w czasie rzeczywistym. Z czasem zostały zastąpione urządzeniami ze znacznie większymi wyświetlaczami, potem stały się dotykowe, a teraz i one w zasadzie odeszły do lamusa. Obecnie mamy ogromne smartfony, tablety i powszechnie już wbudowane wielkie ekrany z systemami multimedialnymi w pojazdach.
Genialny wpis. Historia której nie znałem.