GPS - עבר, הווה ועתיד מבטיח המחייב זהירות
מאת: יוסי שרמן
יוסי שרמן, שייט ותיק ומראשי מרכז המיפוי הישראלי, היה שותף לתחילתו של עידן ה GPS לצורך מדידה ומיפוי של ישראל וחופיה. בהמשך הוביל יוסי רבים מהתהליכים הקשורים לנושא המיפוי האלקטרוני בישראל. בכתבה שלפנינו סוקר יוסי את ההתפתחות אך גם מתריע מסיכונים.
ימים ראשונים ולא כל כך רחוקים
ראשית השימוש במערכת Global Positioning System – GPS, כלומר מערכת איתור עולמית, לצורך מדידה גיאודטית, בארץ ישראל, היה בליל שימורים בחורף 1984. התכנסנו אנו, אנשי מרכז המיפוי הישראלי, עם צוות המחקר של אגף המדידות הממשלתי, במתקן השפד"ן בחוף ראשל"צ, שם ניתן היה לקבוע מרחק במדידה קרקעית מצילום אוויר ומצילום לוויני להשוואת הדיוק. המתנו במתח למערך של שלושת הלוויינים הראשונים אשר יקלטו במערכת ה GPS. המערכת הראשונית שהשתמשנו בה כללה שני מקלטים מסורבלים, בגודל של מארז מחשב. המקלטים הוצבו בשתי נקודות שנמדדו מראש. ההתרגשות הגיע לשיאה כשקיבלנו באמצעות 2 המקלטים 6 נתונים של מרחק משלושת הלוויינים. חזרנו למשרד עם הזריחה, חישבנו ומצאנו שאכן הפלא עובד! מדדנו מרחק קרקעי של כ-100 מ' בציוד מדידה ובקרן לייזר והשווינו לנתונים מהלוויינים במרחק 25,000 ק"מ וההבדל היה של מספר מילימטרים!
מאז הצטרפו למערך הלוויינים האמריקאי עוד כ- 30 לוויינים. מתוכם 2 בכוננות להחלפה לתחזוקה ותקלות. מערכת זו, כמו רשת האינטרנט, הוקמה לצורכי הצבא האמריקאי שמיד אושרה לשימוש אזרחי בדיוק של 100 מ' אך בפועל הגיעה ל 10 מטר. ארצות הברית שמרה לעצמה את הקוד והשליטה בשיבושים מכוונים, להשגת יתרון צבאי וביטחוני לצבא ולסוכנויות המודיעין הפועלים מסביב לגלובוס. המערך המלא שובץ בחלל בשנות ה- 80. במלחמת המפרץ הראשונה נוצר ביקוש אדיר למכשיר ע"י כוחות הצבא האמריקאי במדבריות, לקראת הפלישה לעיראק, בעקבותיו נמכרו המכשירים האזרחיים שמהם הוסרה מגבלת הדיוק, כך שהצבא התפשר, ויתר העולם "הרוויח" מערכת מיקום לדיוק של כ 5-10 מ'.
במצב זה שהיד על ה"שלטר" בידי האמריקאים התפתחה תעשיה ענקית של מכשירי ניווט לניטור מיקום גיאוגרפי וציר תנועה ובהמשך פותחו מכשירים בעלי צגי מפות אלקטרוניות כפי שאנו מכירים היום. בנושא זה הקדים השימוש בים את היבשה אך החלוצה לניצול הטכנולוגיה החדשנית הייתה התעבורה האווירית. השימוש האזרחי הנפוץ הביא את הנשיא האמריקאי קלינטון להתחייב בצו נשיאותי לאפשר שימוש אזרחי רציף במערכת הצבאית שלו.
בשנת 1994 הוזמנתי לביקור בספינת הצבא הצרפתי והסקסטנט נראה במיקום המצביע על שימוש יום יומי. לשאלתי ענה המפקד בהיסוס שרק לו, בסתר, יש בקבינה מכשיר GPS ומאחר שחוששים מהשליטה הבלעדית של המערכת האמריקאית, ממשיכים לנווט ללא ה GPS.
כיום פועלות בחלל מספר מערכות ניווט לוויני נוספות: GLONASS הרוסי, גלילאו האירופאי ו- BEIDOU הסיני.
הז'אנו 64 החדשה היא "מפלצת". היא הפכה ליאכטת הדגל של ז'אנו במקום הז'אנו 57. מבחינת הגודל היא קרובה להגדרה של "סופר יאכטה" או יאכטת-על.
דיוק הולך וגובר
שיט בים הפתוח מצריך למעשה קליטת 3 לוויינים בלבד למטרת איתור, לעומת 4 לוויינים לאיתור יבשתי, וזאת בשל מימד הגובה. אבל, השאיפה לאמינות, זמינות ודיוק, הביאה את היצרנים לפתח מערכות היודעות לקלוט מספר מערכות של מיקום לווייני, כך שאותו מכשיר יקלוט בים עשרות לוויינים הנעים יחד איתו מאופק לאופק. להמחשה: מירב קליטת הלוויינים מהמערכת האמריקאית הניתנת לקליטה בחצי כדור יהיה 26/2. עם רמת קליטה מרובת מערכות כזאת, ניתן להגיע בחישוב גס לדיוק של פחות מ 5 מטר ובמערכת DGPS (ראה בהמשך) לרמת דיוק של סנטימטר. מכשירי הGPS השתכללווהפכו למדויקים יותר, ברחבי העולם ישנן תחנות קרקעיות שמיקומן הגיאוגרפי ידוע בדיוק גבוה מאוד. מאחר ומדובר בחיתוך מרחקים מלוויינים, מיקום נקודת GPS קבועה מביאה לדיוק מירבי המתגבר על הפרעות של סערות שמש ועיוותים אחרים הנובעים מהאטמוספרה. חישוב ההפרש במרחק (דלתא) מנקודת הקבע, למיקום שלנו במכשיר גיאודטי המחובר בתקשורת סלולארית, יביא לדיוק של סנטימטר בצירי האורך והרוחב. לשיטה זו קוראים DGPS [ראשי תיבות של מערכת חובקת עולם דיפרנציאלית = Differential Global Positioning System].
דוגמה למשמעות היכולת לדיוק הרב בנקודת האיתור היא כי ייתכן ועוד מספר שנים יצטמצם הצורך בנתבים בנמלים. כיום נמצאת בפיתוח מערכת לניתוב אוטומטי של עגינת אוניות. בקצוות ציר השדרית של האוניה מותקנים מכשירי GPS בחיבור למערכת חיישנים, הנתונים הקבועים של מפת הנמל והמזח מוזנים יחד עם נתוני הזרמים, הרוחות ושאר הנתונים המשתנים כמו נתוני גאות ושפל למחשב, בנוסף מוזנים נתוני האוניה כמו: מידות, תפוקה ועוצמת מנועים, רדיוס סיבוב, היגוי ועוד. מכאן לעגינה אוטומטית הדרך קצרה.
הרקע בצג המכשיר המראה את מיקום נקודת האיתור גם הוא השתכלל. מסמן נע, על רקע קווי דל של קווי חוף בצג קבוע ומסורבל, הגענו לתצוגה חכמה, בטלפונים החכמים, הכוללת מעבר למפה גם מידע ומספרי טלפון ביעדי ההפלגה. ניתן לתכנן מראש תדלוק, תיקונים, גרירה וגם מסעדות ובילויים. למעשה היישום בטלפון החכם משמש כקהילת ידע לימאים הזונחים ברוב המקרים את המפות הרשמיות ואת ספרי החופאות לטובת ה"פייסבוק" של הימאים במכשירים החכמים.
אזהרה! מדובר במידע שאינו רשמי וללא אחריות! גם לגבי המפות וגם לגבי המידע. לגבי המפות נוכחנו לאחרונה כיצד נויוניקס השתמשה במפות תרגול הכוללות מידע שגוי ושלושה איים שלא היו, כאילו זו המפה העדכנית. תביעה ייצוגית כנראה בדרך.
לגבי המידע, חשוב להזכיר שיש גם אנשים רעים היכולים לשתול במקרה הטוב, פרסום העסק ובמקרה החמור למחוק ולשבש, להטעות ולהרוס חופשה באי קסום אליו כיוונו בשל אותו מידע.
מפות ממוחשבות
מפות ממוחשבות הן כלי אדיר המסופק על ידי מספר רב של ספקים, מהם ממשלתיים כמו האדמירליות הבריטית, ה- USGS שהוא המיפוי האמריקאי, המיפוי של הטורקים ועוד. בנוסף לספקים הממשלתיים קיימות חברות אזרחיות, המובילה שבהן היא ג'פאסן JEPPESEN שעסקה שנים בניווט תעבורה אווירית ורכשה את C-MAP. לא כל החברות מחזיקות באותה רמת דיוק ואמינות.
באשר לחופי ישראל, האדמירליות הבריטית וחברת ג'פסאן (C-MAP) הן בעלות הסכמי עדכון מול תחום מיפוי ימי במרכז למיפוי ישראל (מפ"י), גופים אלו משלבים את מיפוי חופי ישראל ביישומי המיפוי הממוחשב. מפ"י מהווה את הסמכות הממלכתית להפקת המפות ובקרוב תוציא לאור את מפת נמל חדרה החדשה ומפת מפרץ אילת, כמו כן החל שלב הכנת מפות אלקטרוניות (ENC) בהתאם לתקן בין לאומי.
כשהמערכות נותנות לנו מיקום, ניתן להוסיף עצמאית שכבות מידע בטכנולוגית ה GIS. ראשית מערכות ה-AIS המשלבות מידע ומיקום, שנית, יש תוכנות מדף כגון GLOBAL+MAPPER ואחרות המאפשרות לנו לסרוק ולקבע את המפות הרשמיות ולעדכן את אזהרות הניווט כך שמבחינת המיפוי הבסיסי צפוי לנו שיט בטוח. בטכנולוגית ה-GIS [מערכת מידע גיאוגרפית המקשרת בין שכבות מידע למיקום= GEOGRAFICAL INFORMATION SYSTEM] נוכל להוסיף שכבות ולראות במיקום שקיבלנו את שכבות המפות הסינופטיות ומכ"ם העננים, תצוגה מקיפה מותנה כמובן בתקשורת אינטרנט זמינה שהופכת לזולה מיום ליום.
הטוב והרע
היכולת לאיתור מדויק הביאה לפיתוח מכשירי ניטור המסייעים במניעת הונאות, גניבות וזיהום. המכשירים נותנים לחדרי הפיקוח בחוף אפשרות לפקח על ההפלגה מרחוק ולהציע שינוי בכיוון ההפלגה בהתאם לנתונים המטאורולוגים ונתונים אחרים.
עם הטוב גם בא הרע. הטכנולוגיה פותחת פתח ל"נוכלי טכנולוגיה". שימוש לרעה התגלה במכשיר עקיבה (טרקר) שדייג "שתל" בספינה של שכנו למרינה. מכשיר כזה הוא למעשה כרטיס GPS + כרטיס SIM לתקשורת,סוללה ומגנט להתקנה מהירה. המכשיר משדר את מיקומו ומאפשר להתחקות על רקע מפות גוגל, אחר המיקום והנתיב המתועד. מטרתו הייתה לגלות את נקודות הדיג שלו. מקרה נוסף לשימוש לא סימפטי בעוקב: חוקר פרטי התקין טרקר ביאכטת הבעל, כדי שאשתו תהייה בטוחה שהוא אי שם הרחק בים, בעוד היא צוללת לזרועות המאהב.
הכול מבוסס מיקום, כבר אמרנו….
