Kdo z vás někdy hledal keš v lese krátce po dešti, ten tenhle zážitek určitě zná. Všude klid, les voní mokrou zemí, všechno má skoro pohádkovou atmosféru… a do toho GPS, která se rozhodne, že si dá improvizační taneční vystoupení. Jednou ukáže vlevo, hned potom doprava, a podle mapy jste prý o deset metrů jinde, než kde zrovna stojíte. Nebojte, telefon se nezbláznil. Aplikace taky ne. Za vším je obyčejná fyzika — a listí plné vody.
GPS signál je slabá rádiová vlna. A voda mu dává pořádně zabrat
GPS pracuje s extrémně slabým signálem, který letí z výšky kolem dvaceti tisíc kilometrů. Když se konečně doplazí k zemi, je tak na hraně možností, že by nejradši zalezl do mechu a spal.
A teď si představte, že na cestě narazí na mokré listy. Zatímco suché listí je jako lehká záclona, mokré listí je hutný závěs. Voda totiž ráda pohlcuje a rozptyluje rádiové vlny. A když jich pohltí dost, GPS ztrácí přehled. Mokrý les je pro navigaci něco jako hustá mlha pro dálková světla.
Útlum signálu: voda mění šíření vln a GPS to komplikuje
Voda má vysokou permitivitu. Permitivita je fyzikální vlastnost materiálu, která určuje, jak dobře v něm mohou procházet elektrická a rádiová pole — tedy jak silně je daný materiál zeslabuje nebo zpomaluje. Prostě jinak vede rádiové vlny. Co to znamená pro vás?
- signál zeslábne
- fáze signálu se rozhodí
- měření vzdálenosti k satelitům ztratí přesnost
Přijímač pak pracuje s horšími daty. Musí dopočítávat, filtrovat a tipovat. A když něco tipuje, nikdy to není stoprocentní.
Multipath efekt: signál se odráží a chodí oklikou
Vlhký les navíc přináší odrazy. Část signálu projde přímo, ale další část se odrazí od mokrých listů, větví nebo země a dorazí později. Vzniká multipath efekt. A GPS dostane několik verzí jedné informace. Každá z trochu jiného úhlu. A pak se dějí klasické věci:
- šipka skáče po mapě
- chvíli jste metr od cíle, chvíli deset
- stojíte, ale podle GPS se hýbete
Multipath je zkrátka digitální varianta hry na tichou poštu.
Suchý les vs. mokrý les: rozdíl poznáte okamžitě
Suchý les není pro GPS žádná výhra, ale pořád jím lze procházet relativně hladce — listy jsou lehké, vzdušné a bez vody, takže signál prochází korunou poměrně přímo. Mokrý les je ale úplně jiná liga: voda v listech výrazně tlumí signál, přibývá odrazů, klesá poměr signálu k šumu a každý strom přidává vlastní porci rozptylu, která navigaci ještě víc rozhodí. Nejhorší období bývá:
- po dešti
- ráno s rosou
- na jaře a na podzim
Najednou i jednoduchá tradička začne připomínat malou detektivku.
Offline režim s tím nemá vůbec nic společného
Častým omylem je představa, že offline režim zhoršuje GPS, ale ve skutečnosti na přesnost nemá žádný vliv — satelity vysílají pořád stejně, přijímač pracuje úplně stejně a aplikace jen zobrazuje výsledek. Když tedy GPS v lese po dešti zlobí, není to ani telefon, ani mapa, ale jednoduše prostředí nasáklé vodou.
Jak na to v praxi: geocachingová realita
Tomu úplně neutečete, ale dá se to zkrotit.
- Dejte GPS pár vteřin, aby se ustálila.
- Neřešte každou drobnou změnu, sledujte celkový směr.
- Nepřebíhejte se ze strany na stranu.
- Využijte hint, terén a vlastní intuici.
- Když je to úplně mimo, jděte na otevřenější místo a zkuste zaměřit znovu.
GPS vás má dovést do blízkosti schovaného pokladu. Zbytek je už vaše geokačerská práce.
Mokrý les vs. GPS: shrnutí hlavního fyzikálního problému
Mokré listí zhoršuje přesnost GPS, protože voda pohlcuje a rozptyluje slabý satelitní signál a vytváří další odrazy, které přijímač vyhodnocuje s malým zpožděním. Navigace pak dostává proti sobě více verzí téže informace, musí je složitě filtrovat, a výsledkem je poloha, která kolísá, skáče nebo se posune o několik metrů. V hustém a mokrém lese tak nejde o technickou chybu zařízení, ale o přirozený fyzikální jev, který má přímý dopad na to, jak spolehlivě vás GPS dovede až ke keši.
Narazili jste při lovu na rozvernou GPS? Dejte nám vědět na Facebooku a pochlubte se fotkou z terénu na Instagramu – stačí označit @cesky.geocaching nebo použít #geocachingCZ.
