… aneb “Ako sa GPS na krídle vozilo”.
Výsledkem poměrně časté korespondence s Edou Doubravským je mimo fotografií jeho MiniTornáda a Sagity představených na tomto webu i tento článek, zveřejněný v časopise RC Modely 1/2002, který se souhlasem autora uvádím v plném znění.
Už v začiatkoch mojej modelárskej éry som som bol vždy zvedavý, ako rýchlo môj model lieta, akú má stúpavosť, ako som s ním bol ďaleko a vysoko. Dlho som tieto údaje približne odhadoval, až kým som nedostal nápad umiestniť do modelu prijímač GPS. Dlho som tejto myšlienke odolával, pretože som bol presvedčený, že nemám vhodný model, ktorý by bez problémov uniesol 160g záťaže navyše. Vlastním niekoľko malých modelov iba na elektropohon.
Jedného mrazivého, slnečného, sobotného rána, som však tejto myšlienke podľahol. A just to idem vyskúšať! Voľba padla na môj vôbec prvý model, staručičký elektrovetroň. Ten, s ktorým som sa pred štyrmi rokmi učil lietať - obrázok č. 1. A ako každý letec samouk, som sa v leteckých začiatkoch potýkal s tým, ako aspoň chvíľu model udržať vo vzduchu. S pribúdajúcimi pádmi úmerne rástla hmotnosť modelu na súčasných 890g. Podotýkam, že to nie je žiadne 3 metrové éro, ale malý vetroň o rozpätí 1440 mm, poháňaný speed 400/7,2 na priamo so sedmičlánkom NiCd KR-1100AAU. Riadená je smerovka výškovka a motor. Sám sa čudujem, že to ešte celkom obstojne lieta pri spomínanej hmotnosti. Nedalo sa teda nič robiť, vetroň dostane ďalších 16dkg záťaže v podobe elektronického spolucestujúceho. Jediné miesto, kde bolo možné prijímač umiestnit ako tak v ťažisku, bolo pri koreni krídla z vrchu. Chudák areodynamika.
Ako GPS prijímač som použil eTrex Summit od firmy Garmin, ktorý mi často robí spoločníka pri rodinných výletoch. Tento prijímač je pôvodne určený predovšetkým pre vysokohorskú turistiku, cyklistiku a závesné lietanie. Plusom tohto prijímača je, že je dosť malý a okrem elektronického kompasu, má pomerne presný barometrický výškomer, ktorý sa pri výkyvoch atmosférického tlaku sám kalibruje podľa vypočítaných údajov získaných zo satelitov. Sú to vlastne tri nezávislé systémy v jednom. Bližšie informácie o prijímači nájdete na http://www.garmin.com alebo http://www.garmin.sk.
Pre tých, ktorý nevedia ako taký GPS prijímač funguje krátke vysvetlenie:
GPS (Global Positioning System) je systém globálnej navigácie pre vojenské a civilné účely. Funguje kdekoľvek na zemi alebo v priestore. Prevádzkujú ho vzdušné sily USA. Srdcom je niekoľko riadiacich pozemných staníc a 24 aktívnych satelitov, ktoré obiehajú po šiestich obežných drahách vo vzdialenosti približne 20.000km od zeme. Na každom satelite sú umiestnené presné atómové hodiny. Satelit vysiela informácie o čase spolu so svojou polohou na orbite a o polohách ostatných satelitov. GPS prijímač na základe oneskorenia signálov od jednotlivých satelitov vypočíta svoju presnú polohu na zemi alebo priestore. Na vypočítanie polohy na zemi stačia GPS prijímaču signály aspoň z troch družíc. Čím však GPS prijímač prijíma viac satelitov, tým je navigácia presnejšia.
V čase konania letu, GPS prijímač prijímal súčasne 11 satelitov a zobrazoval navigačné údaje s presnosťou 5m. Táto presnosť má byť v dohľadnej dobe ešte zvýšená. V USA už funguje vylepšený systém v skúšobnej prevádzke.
Na dočasné upevnenie GPS prijímača k modelu som použil starú, kombatom osvedčenú metódu: obojstranná lepiaca páska a dva kusy lepiacej pásky vystuženej sklenenými vláknami - obrázok č. 2. Držalo to ako kliešť. Celé som to doma ešte raz vyskúšal a hor sa na letisko! Tam ma milo prekvapilo, že som tam úplne sám (veď ktorému ďalšiemu bláznovi by sa chcelo mrznúť vonku, keď sa ortuť teplomera vyšplhala horko ťažko na 2 stupne pod nulou). Aspoň som mal celé letisko pre seba a nevystrúham si hambu, ak to nepoletí. Ale letelo! Napriek vzletovej hmotnosti 1050g to nebolo až tak zlé. Síce stúpanie bolo pomalé a ovládanie akési ťažkopádne, hrial ma však pocit, že tento let si budem môcť doma v teple do detailov poprezerať na PC. Lietal som systémom: “ďaleko a vysoko”. Prvú časť letu som absolvoval stále “na motor”, po nastúpaní výšky som motor vypol a dokĺzal som na pristátie. Dĺžka letu: 13 minút 42 sekúnd. Po pristátí som sa dychtivo vrhol na GPS. Výškomer vykazoval maximálnu výšku letu 435m. Po odpočítaní nadmorskej výšky štartu 126m som dostal výsledok: vetroň nastúpal nad letiskom 309 metrov. Pekné. Doma po analyzovaní trajektórie letu som zistil, že najvzdialenejší bod od miesta štartu sa nachádzal vo výške 268m nad letiskom pri vodorovnej vzdialenosti 493m. Pomocou Pythagorovej vety som potom vypočítal vzdialenosť modelu od vysielača, ktorá činila úctyhodných 561m! S tak malým vetroňom to bolo napriek môjmu dobrému zraku na hranici možností. Používam súpravu FC-16 s “krátkou” anténou českej proveniencie. V lietadle bol osadený 6 kanálový prijímač Futaba s jednoduchým zmiešavaním. Napriek veľkej vzdialenosti som nezaznamenal žiadny problém s dosahom súpravy.
Doma po krátkej prestávke, keď som dostatočne rozmrzol ja aj GPS-ko, pripojil som ho nedočkavo na PC. Na vyhodnocovanie údajov používam s obľubou program OziExplorer. Je to snáď najlepší program pre prácu s GPS, ktorý som videl. Výhodou tohto programu je možnosť vloženia akejkoľvek doma naskenovanej mapy. Po následnej kalibrácii sa dá použiť ako mapový podklad do ktorej OziExplorer “kreslí” celý priebeh letu. Ja používam turistickú mapu Bratislavy a okolia, chcelo by to však pre tento účel mapu podrobnejšiu, takú však nevlastním.
Na obrázku č. 3 je vidno tabuľku s údajmi, ktoré boli načítané z vnútornej pamäti GPS prijímača do PC. Pamäť GPS bola pritom zaplnená iba na 11%. Pre naše použitie je kapacita pamäte viac než dostačujúca. V tabuľke sú postupne uvedené od 4-tého stĺpca: zemepisná šírka, zemepisná dĺžka, údaj z výškomera, dátum a čas. Modrý kurzor je nastavený na maximálnej dosiahnutej výške, kde som vypínal motor.
Na ďalšom obrázku č. 4 je červenou farbou vykreslená pôdorysná trajektória letu na mapovom liste Bratislavy. Ten červený “terč” je miesto štartu. Miesto pristátia je kúsok od neho, nie je však dobre viditeľné. Vľavo hore je okno menšie so štatistickými údajmi: dátum a čas štartu a pristátia, celkový čas letu a údaj ktorý ma trocha prekvapil: za 13minút a 42 sekúnd model urazil vo vzduchu viac ako 6,5 km. Slušné nie? Ďalej sú to údaje o minimálnej, maximálnej a priemernej rýchlosti a nakoniec dosiahnutá minimálna a maximálna výška. Na obrázku č. 5 je v hornej časti výškový profil letu. Presne tak ako model stúpal a klesal. Nižšie je graf rýchlosti v závislosti na čase.
Trial verzia programu OziExplorer sa dá stiahnuť na vyskúšanie z http://www.oziexplorer.com. Program je s istými obmedzeniami, (nedajú sa ukladať údaje, obmedzená možnosť kalibrácie mapy a časové obmedzenie používania programu) úplne funkčný.
To “pravé orechové” však prišlo, až keď som údaje importoval do programu, ktorý som náhodou našiel na internete - obrázku č. 6. Program sa volá 3DTracer, a ako názov napovedá, slúži na 3D zobrazenie priebehu letu. Program bez problémov importoval všetky údaje z OziExplorera a “chutila” mu aj moja mapa, ktorú používam. Ba čo viac, program umožňuje používať vektorové 3D mapy zemského povrchu. Trajektória letu sa dá prezerať zo všetkých možných a nemožných uhlov. Obsahuje akýsi prehrávač letu, ktorý sa dá krokovať. Tým, čo nestačí zobrazenie pozície lietadla ako bod, je v programe k dispozícii model vetroňa. Modely iných lietadiel sa dajú importovať. Postupne, ako sa kreslí trajektóriu letu, zanecháva pomyselné lietadlo za sebou čiaru, ktorá postupne tmavne. Program bol vyvinutý špeciálne pre športových letcov, na záznam a prehrávanie trasy letu. Program obsahoval aj 4 ukážky s nahratými kúskami údajov nejakých letov. Je to celkom slušné “udělátko”. Funkčnú demoverziu programu 3DTracer je možné stiahnuť z http://www.stransim.com.
Záver:
Pre použitie v malých elektroletoch nie je GPS prijímač, pre svoju hmotnosť, ideálne riešenie. Iná situácia je však pri “čmuďákoch” alebo pri väčších vetroňoch, kde by sa zvýšenie hmotnosti neprejavilo až tak negatívne. Nezanedbatelná nie je ani cena prijímačov v súčasnosti, tá však postupne klesá spolu aj s hmotnoťou. Momentálna cena GPS eTrex Summit sa na Slovensku pohybuje okolo 15.000 Sk.
Na ukážku možností GPS, by bolo zaujímavé použiť ho v nejakom obratnejšom a rýchlejšom lietadle, ako môj vetroň. Bolo by potom radosť pozrieť si nejakú akrobatickú zostavu. Užitočné by bolo spolu s GPS prijímačom umiestniť do modelu aj malý vysielač, ktorý by prenášal telemetrické údaje počas letu späť na zem, alebo doplnením o mikropočítač by sa dala realizovať v modeli funkcia autopilota, ktorý by sa aktivoval pomocou RC súpravy, alebo pri rušení a strate signálu.
Ing. Eduard Doubravský
e-mail:dedou@ba.sanet.sk
11.2.2002
Když jsem tento vysílač kupoval coby trošku opožděný dárek pro sebe k 40. narozeninám tj. v květnu 1998 (stál 8400 Kč a v sadě byl přijímač, 4 serva HS-422, zdroje pro vysílač i přijímač a nabíječka obou typů akumulátorů), tak to podle mne byla asi v té době nejvýhodnější koupě v poměru výkon/cena.
