Miután a tegnapi tempomatos posztot páran alaposan szétoffolták azzal, amit a címben olvashattok, időszerűvé vált elétek tárni Kételkedő minden részletre kiterjedő eszmefuttatását, mert úgy tűnik, sokakat izgat a téma, még levélírónk is egészen tűzbe jött a sztori végére, legalábbis ott használt felkiáltójeleket igen nagy koncentrációban.

A múltban jópár blogbejegyzést és hozzászólást elolvasva, egyre inkább érlelődött bennem a gondolat, hogy nézzek utána, hogy is működik a sebességmérés GPS-szel. Ugyanis egyre inkább azt látom, hogy korunk vívmányait használó olvtársak, a régmúlt idők kvarcóra őrületéhez hasonlóan (az idősebbek talán még emlékeznek a „hétzenés” kvarcórákra, melyek az akkori idők hiedelme szerint nagyságrenddel pontosabbak a mechanikus, rugós óráknál, pedig…) a modern technológia újabban közkincsé vált eszközének, a GPS-nek a sebességmérését pontosabbnak találják (ami igaz is, bizonyos feltételek esetén) az autó kilométerórájánál, és ehhez igazítják a tempójukat (ami nem feltétlenül szerencsés).

Lássuk miért! Hogy és mit mér a GPS? Mielőtt ebbe belefognánk, Murphy mester megjegyzését figyelembe véve –a legtöbb vita előbb utóbb szómagyarázatokba fullad – tisztázzunk néhány fogalmat:

Pillanatnyi sebesség: A sebesség nagysága egy adott pillanatban (t) egyenlő egy nagyon rövid időre (delta t) számított átlagsebességgel. Ez nem más, mint a grafikonon ábrázolt sebességgörbénk(hiszen változhat a sebességünk) adott pontbeli érintőjének meredeksége. (Bocs!)
Átlagsebesség: Az  összes út/összes idő hányados neve átlagos sebességnagyság, szintén a mozgás egészét jellemző mennyiség. (Vagyis hiába megyünk kétszázzal, ha félórát kávézunk a benzinkútnál, az átlagsebességünk nem lesz kétszáz) Egyenlőre ennyi a fogalmakból.

(A jobb oldali középső szám a sebesség, alatta a magasság.)

A GPS rádióhullámokkal dolgozik. Ő maga nem ad, viszont vesz. A Föld körül keringő 24 műholdról. Na nem az összesről, hiszen egyszerre nincs az összes a láthatár felett. Ha belegondolunk, józan ésszel is elfogadható, hogy egy, illetve két műhold vétele esetén, eléggé pontatlan képet kaphatunk arról, hol is vagyunk. Tehát minimum három műholddal való kapcsolat szükséges ahhoz, hogy helyzetünket két dimenzióban meghatározzuk. (Hol vagyunk a Föld felszínén), és négy, hogy a harmadik dimenziót is megkapjuk (milyen magasan egy adott referencia ponthoz képest). Ilyenkor örülünk, és bízunk Moha bában(illetve Andreában. Izlések és pofonok). Igen ám, de a navigációs programunk, képes arra is, hogy a sebességünket is mutassa. (Néha extrém körülmények között is)

Joggal felmerül a kérdés, mennyire bízhatunk ebben az adatban? Vajon melyik ad pontosabb értéket? Az autónk „hivatalos” műszere, vagy a modern high-tech kütyünk? Azt mindannyian láthatjuk, ha rendelkezünk ilyen berendezéssel, hogy a sebesség növekedésével együtt nő a különbség is az autó órája és a GPS által mért sebesség között. Mintha a kilométeróra készakarva kevesebbet mutatna. Ez majdnem így is van. Egy mérőműszer soha nem pontos minden tartományban. Sőt! Soha nem pontos, bármit is mérünk. Ezért szokták megadni a műszer pontosságát. Ráadásul a mérés módszerétől függően, mindig lesz egy tartomány, ahol a leginkább pontos a mutatott érték, ez alatt, és ez felett a pontosság romlik. Akik nagy pontosságú méréseket végeznek, azok tisztában vannak ezzel, és figyelembe is veszik. És azt is tudják, hogy mekkora a mérésük pontossága! Nekünk elég annyit tudnunk, hogy az autónk soha nem fog alacsonyabb értéket mutatni a valósnál. És még egy fontos dolog! Az autó sebességmérője mindig a pillanatnyi sebességet fogja mutatni!!! Pontosságát természetesen rengeteg tényező befolyásolja, kezdve a kerekek méretétől, a műszer életkorán át rengeteg dologig.

Mit mutat a GPS? Itt a sebességmérés egy kicsit bonyolultabb. Nem szeretnék fizikaórát tartani. De egy két dolog elkerülhetetlen. Egyszerűnek tűnne ha maga a földi egység számolná a sebességünket két pont között. Sajnos ez nem járható út. Mivel a helymeghatározás akár 100 méteres hibával is történhet, ezzel a módszerrel nem jutnánk értékelhető adathoz. A mérnökök ekkor nyúltak a rég bevált módszerhez. Mindannyian tanultuk az iskolában, de halhattuk is, hogy a hozzánk képest mozgó tárgyakról érkező hang magassága a távolság, illetve a sebesség függvényében változik. Ez történik a rádió- és fényhullámokkal is. Megváltozik a „hangmagasságuk”, vagyis a frekvenciájuk, ha hozzájuk képest mozgunk. Ezt Doppler effektusnak nevezik. Jól számolható, és mérhető, ezért kiválóan alkalmasak a sebesség meghatározására. Sajnos a rend éber őrei is használják, trafipax formájában. 

Mikor a tenyérnyi GPS-t tatjuk a kezünkben, nem is gondolunk rá, hogy egy bolygóléptékű rendszer részesei vagyunk. És itt kezdődnek a bonyodalmak. Ez a rendszer – a műholdak és a kézi kütyü – számos zavaró tényezőnek van kitéve. Ezért az adott pillanatban igen sok hibát véthet. Ez jól látható – igaz nem az ismert navigációs rendszerekben főleg – a pozíciónk vándorlásában. (A navigációs rendszerek szűrik ezt a hibát. Egyrészt az extrém nagy eltéréseket nem veszik figyelembe, másrészt szoftveresen igyekeznek a térképen látható úton tartani). Ez a hiba csökken, minél hosszabb ideig vagyunk egy adott pozicióban.

A Doppler elven történő sebességmérés igen precíz. Jelen pillanatban a skála felbontása, vagyis az általunk pongyolán pontosságnak nevezett valami, 0.01 m/s. illetve  a másodpercenként elvégzett mérések átlaga ennél egy nagyságrenddel rosszabb, 0.1 m/s. Mit jelent ez a gyakorlatban? A kütyünk másodpercenként ellenőrzi a sebességünket, oszt, szoroz, majd kiköpi a végeredményt. Ami 0.1 m/s pontosságú, vagyis 0.36 km/h lehet az eltérés. (Ideális esetben) De legyünk nagyvonalúak! Vegyük ennek majdnem háromszorosát, és mondjuk azt, hogy az érték +- 1 km/h pontosságú. De olvassunk is rögtön vissza! Milyen érték is ez? Bizony! Átlagérték!!! Tehát a GPS átlagsebességet mér, méghozzá az előző másodpercek átlagsebességét! Amíg a sebességünk változatlan nincs is ebből gond. Lassan a két görbe, a pillanatnyi sebesség, és az átlagsebesség egymáshoz simul, szigifikáns eltérés nem lesz a kettő között. De mikor megyünk mi állandó sebességgel? (OK! Akinek nincs tempomatja, az sikeres ember nem lehet!)

Ez az egyszerű technikai magyarázat. Hátra is dőlhetünk, karunkat kersztbe fűzzük, és közöljük: A GPS pontosabb, aszerint vezetek. Mivel Kovács II. tizedes is Doppler radarral méri a sebességem, baj nem lehet! Ez még akár igaz is lehet (ha nem változott az előző másodpercekben jelentősen a sebességünk!!!!). De mi van a többi közelekedővel? Akik vannak annyira maradiak, hogy nem használják korunk eme csodálatos vívmányát? Akik azt gondolják, ha apáink megvoltak a kilométerórával, ők is elboldogulnak valahogy. Egy autópálya tempónál a két sebesség közötti különbség akár 8-10 km/h is lehet. Ami elég jelentős ahhoz, hogy zavaró legyen, viszont nem elég ahhoz, hogy kevés időt töltsünk egymás közelében, csökkentve ezzel is azt a veszélyt, amit egy másik autó okozhat.

Olvtársak! Elhiszem, hogy a GPS pontosabb! És azt is, hogy érdekesebb! Én is használom! De amikor az idő jelentős többségében betartom a sebességkorlátozást, akkor biza a GPS-em 124 km/h-át mutat, mert az autóm órája ekkor áll 130-on! Együtt közlekedünk! A rendszer leggyengébb (???) eleméhez méretezem a rendszert! Tehát a hivatalos mérés az, amit az autód ÓRÁJA mutat! Nincs mindenkinek GPS az autójában! Ne akkor villogjuk le egymást, ha abban a hamis tudatban autózunk óra szerint 140-145-öt, hogy szabályosak vagyunk!

Ez az én szerény véleményem! Lehet tévedek.