2015. december: jegyzet, portré, tudomány, atomenergia, agykutatás, lézer, disszemináció, innováció, egyetem, paragrafus, hulladékgazdálkodás, zöldkörnyezet, vízgazdálkodás, kiállítás/konferencia, it
2015. december 2.

Szerző:
B. Szabó Edina

Már negyedszázados a GPS

A Földművelésügyi Minisztériumban rendezték meg A műholdas helymeghatározás 25 éve Magyarországon című konferenciát, amelyen a GPS (Global Positioning System) technológia hazai képviselői nagy érdeklődés mellett, számos szakember jelenlétében emlékeztek meg a múltról, beszéltek a jelenről és a jövőbe mutató tervekről.


Az előadók és a közönség soraiban egyaránt helyet foglaltak a műholdas helymeghatározó rendszer első magyar szakértői, akik kitartó munkával meghonosították a GPS-t a hazai kutatás-fejlesztés területén, akik kidolgozták az oktatásba integrálható tananyag alapjait, és természetesen azok, akik jelenleg is egy-egy hazai vagy nemzetközi projektben dolgoznak.

A Földmérési és Távérzékelési Intézet Kozmikus Geodéziai Obszervatóriuma (Fömi KGO) Penc község mellett, Pest megyében található. Létrehozásáról már 1969-ben döntés született, épületét 1976. november 26-án avatták fel.
Elhelyezkedésének köszönhetően szűkebb környezete kiválóan alkalmas geodinamikai mérőműszerek, érzékelők telepítésére. Éppen ezért társintézmé­nyeivel együttműködve a KGO folyamatosan fenntartja és fejleszti integrált állomását.
Az állomás tevékenységei közé tartozik az 1990-es évek elején kialakított GNSS állomás fenntartása és fejlesztése. 2007 júniusa óta már a GLONASS jelek vételére is alkalmas GNSS műszer üzemel itt. A penci állomás része a globális IGS (Nemzetközi GNSS Szolgálat), a regionális EPN (EUREF Permanens Állomáshálózat), valamint a nemzeti GNSS hálózatoknak.
A folyamatos GNSS mérések tudományos és gyakorlati eredményeinek hasznosítása rendkívül sokrétű. A hosszú távú mérések analízise a legmegbízhatóbb koordináta- és sebességadatokat nyújtja, amelyeket a geodéziai vonatkoztatási rendszerek (a globális ITRS, az európai ETRS89 és a hazai ETRS89/OGPSH) fenn­tartásában és a mozgásvizsgálati analízisben hasz­nosítanak. Az analízis „melléktermékeként” in­formációk nyerhetők a légkör és az ionoszféra állapotáról. A meteorológusok ezeket az információkat a napi előre­jelzésben, a klíma hosszú távú változásának monitorozá­sában tudják hasznosítani, illetve a geofizikusok a fel­ső­légkör vizsgálatára tudják felhasználni. A meteorológia, a szeizmológia, műholdradar interferometria, a gravimetria, a villámdetektálás és az atomi rezgésekre alapozott időmérés területeiről bővebb információ az obszervatórium honlapján található.

Az egész napos eseményen – ahogyan az a zárszóban is elhangzott „véletlenül” – éppen huszonöt előadásra került sor. Ebből is kitűnik, hogy volt mire és kire emlékezni, volt mit felidézni és bemutatni a GPS hazai történelme kapcsán.
A megnyitóbeszédet követően a tudományos-történelmi meg­közelítés több arcra is nosztalgikus mosolyt csalt. Különösen akkor, amikor szó esett a terepen gyalog megtett több száz kilométerről, mint az akkoriban még amúgy is kezdetleges technológia egyik velejárójáról, amire a szocialista blokk tagországai számára egyszerűen és olcsón beszerezhető emberi erőforrást alkalmaztak. De hasonló hatást ért el 1989-re visszatekintve az első GPS-oktatás felelevenítése, amelyen a Malév pilótái is részt vettek, hiszen a nemzetközi gyakorlathoz valamiképpen csatlakozni kellett. Vagy később a kétcsatornás GPS-vevők használata, amelyek lassan tizenkét csatornásak lettek, ma pedig akár kétszáz csatorna is rendelkezésre áll… A nap egyébként is a számok bűvöletében telt el, nem csupán azért, mert a technológia maga is mérőszámokon alapul, hanem mert a tudomány képviselői után vagy inkább mellett, a piaci szereplők is köszöntötték az elődöket, és bemutatták a kezdeti projekteket, a kényszerítő nemzetközi hatásokra tett válaszlépéseiket, a jelenlegi technológiai megoldások egyedi felhasználását. Az évszámok és a technológia mérőszámai mellett nagy pozitívum, hogy a nemzetközi piacon egyre nagyobb területet foglalunk el, és természetesen az oktatás-továbbképzés óraszámában is kifejezhető a fejlődés.

A földön, vízen, levegőben és az űrben tett látogatások során megemlékeztek a balatoni és dunai hajózáshoz elengedhetetlen geofizikai mérések eredményrögzítésének fejlődéséről, a légi irányításban ma is alkalmazott alapokról, a barlangászat által szolgáltatott és a szeizmológiai adatok feldolgozásáról. Láthattuk, milyen integráció eredménye az egyes területeken alkalmazott eszközök együttműködése és rendszerbe illesztése. Azt is megtudtuk, hogy miért van „kanyar” a négyes metró Gellért tér–Fővám téri szakaszánál: mert a Duna fenékvizsgálatakor észlelték a Gellért-hegy tömbjének pontos körvonalait, és így el lehetett kerülni a hosszadalmas és felesleges többletmunkát az alagút építésénél.
(A részletes program és az előadások egy részének anyaga az esemény honlapján elérhető.)

A konferencia szervezőbizottságának egyik tagja, a konferencia egyik szekcióelnöke és felszólalója – „a KGO valamennyi volt és aktív tagja nevében” – Kenyeres Ambrus osztályvezető (Földmérési és Távérzékelési Intézet, Kozmikus Geodéziai Obszervatórium) foglalta össze számunkra a sarokpontokat, és válaszolt a jövőt firtató kérdéseinkre.

Fontos-e Magyarországnak a műholdas helymeghatározás? Fontos-e Magyarország a műholdas helymeghatározás számára?

– Kezdjük talán egy rövid előzetessel… A műholdas helymeghatározás és annak első gyakorlati megvalósítása az amerikai NAVSTAR GPS katonai rendszerként indult, és a gyors, tetszőleges helyen, időben és körülmények közötti, de csak deciméteres pontosságú helymeghatározást (és azt is csak a katonai felhasználók számára) kínálta.

A „civil szféra” azonban hamar felfedezte az ebben rejlő először tudományos, majd mindinkább gyakorlati lehetőségeket, és a saját földi infrastruktúrájának (permanens állomáshálózatok és szabadon hozzáférhető szolgáltatások) kiépítésével egy olyan óriási piacot és gazdasági potenciált teremtett meg, amely például a vonatkozó amerikai katonai doktrína átgondolásához vezetett, és nemcsak a kezdeti pontossági korlátozást vonták vissza, de az újabb generációs műholdakon már a civileket is támogató jelszolgáltatást indítottak.

Ehhez a potenciálhoz adódott még hozzá az orosz GLONASS, a kínai Beidu, a japán QZSS és az első igazi civil helymeghatározó rendszer, az európai Galileo megjelenése és fokozatos kiépülése.

E műholdas rendszerek jószerével a gazdaság minden területén elterjedtek, és nemcsak ott ahol pozíció-információ kell (az összes közlekedési szakág, földmérés, térinformatika, mezőgazdaság, katasztrófavédelem), hanem például a bankszférában (időszinkronizálás), a meteorológiában (előrejelzések pontosítása) és a geofizikában (tektonikai és felszíni mozgásvizsgálatok, az ionoszféra állapotának monitorozása) is.
A technológiát erős gazdasági integráltsága megkerülhetetlenné teszi. Nem véletlen, hogy a vezető gazdasági centrumok (Egyesült Államok, Oroszország, Európa, Japán, Kína) saját rendszert építenek.

A fenti bevezetőből jól látszik, hogy a GPS/GNSS a világon mindenkinek fontos (gazdaság, tudomány megannyi ága). Ám ahogy az a konferencia visszatekintő előadásaiból is kiderült, a technológiát hatékonnyá tevő – a nagy pontosságú alkalmazásokat támogató – földi infrastruktúra kiépítéséhez idehaza kemény meggyőző tevékenységet kellett folytatnunk, és ez a vizionált ütemhez képest sokszor évekkel késleltette a fejlesztéseket. Elsők így nem tudtunk lenni, de ez nem jelentette azt, hogy számottevően lemaradtunk volna bármely országtól – különösen a régiónkban –, mert mindig időben el tudtuk indítani a meggyőzési folyamatot.

A hazai döntéshozók számára tehát nem volt mindig fontos a GPS, de azt gondolom, az újdonságot más területeken is nehéz bevezetni, hiába a meggyőző szakmai érvek, a támogatás elnyerése nehéz. A KGO, mint a kapcsolódó K+F előfutára, mindig is a gyakorlat előtt kell, hogy járjon legalább két lépéssel, és elő kell készítenie a következő lépéseket. Kitartó munkával elértük, hogy az infrastruktúránk a mai napig nemzetközi színvonalú, azonban „holnaptól” – épp a Galileo belépésével – a küzdelem újból kezdődik, mert a meglévő infrastruktúrát (műszerpark, szoftverrendszerek) rövidesen le kell cserélni. Ezt régóta tudjuk, a meggyőzés, a lehetséges források feltárása már vagy egy éve folyamatban van. Idézőjelben szerencsénk, hogy a Galileo kiépítése számos okból késik. Rövidesen el fog dőlni, hogy Magyarországon jelenleg fontos-e a műholdas helymeghatározás. Ez azon múlik, sikerül-e az infrastruktúránkat felkészíteni a Galileo rendszer fogadására és a megfelelő szolgáltatások beindítására. Ez pedig elsősorban annak a sok ezer felhasználónak lenne fontos, akik munkájának sikere napi szinten a GNSS technikán és a KGO szolgáltatásain múlik.

Ha a kérdésnek azt az oldalát vesszük, hogy Magyarország fontos-e a műholdas helymeghatározás számára, a válasz annak ellenére egyértelműen igen, hogy alapvetően kis ország vagyunk. A KGO létre­hozásával 1976-ban létrejött egy olyan kutatóhely, kiépült egy olyan potenciál, amely nagy súllyal jelent meg, és van jelen azóta is a műholdas geodézia területén. Az 1980-as években a régió vezető műholdas K+F helyévé vált, a rendszerváltást követően az általunk szervezett konferenciasorozat fontos színtere volt a régió felzárkóztatásának. Európai szinten is kiemelkedő szerepünk van: a KGO vezetője irányítja jelenleg azt az európai munkacsoportot, amely a műholdas helymeghatározás geodéziai infrastruktúrájának, alkalmazásainak európai szintű koordinálását végzi. Szakértőink számos nemzetközi kutatócsoportban vannak jelen, munkájuk értékes hozzájárulást jelent, tehát hazánknak, és ezen belül elsősorban a KGO-nak fontos a nemzetközi szerepe.

Milyen szempontok határozzák meg a fejlődési lehetőségeket? Nem csupán az anyagi lehetőségeket, hanem akár a szakmai felkészültséget, az oktatási irányokat vagy azokat a projekteket illetően, amelyekhez csatlakozhatunk, és amelyek megvalósítására képesek is vagyunk.

– Egy adott rendszeren belül – legyen az egy ország vagy csak egy szakmai műhely – a fejlődési lehetőségeket, irányokat, vezetői és közreműködői oldalról egyaránt döntően a személyi feltételek határozzák meg. Egy magasan képzett és motivált humán háttérrel szűkebb anyagi források mellett is lehet sikereket elérni. Csakhogy manapság nagyon nehéz fiatal, motivált kutatót találni, és legalább olyan nehéz meg is tartani. Sajnos, ebben is nagy praxisunk van, akárcsak megannyi hazai K+F műhelynek. A humán potenciál kialakításában a hazai oktatás egyik súlyos problémája, hogy az oktatói túlterheltség miatt viszonylag kevés kapacitás jut a kutatásra. Ezen segít részben az oktatási intézmény és a kutatóhely – mint a mi esetünkben a BME és a KGO – együttműködése, a közös kutatások, részvétel az oktatásban, illetve a fiatal munkatársaink továbbképzésének formájában. Így próbáljuk együtt formálni a szakterület hazai előrehaladását.

A GNSS-hez kapcsolódó K+F vonatkozásában a hazai projekt­lehetőségek meglehetősen korlátozottak mennyiségben éppúgy, mint az elnyerhető források nagysága tekintetében. Az egyetlen kitörési pont a részvétel nagyobb nemzetközi együttműködésekben és projektekben. Az együttműködések jelentősége a szakterületi vezető csoportokhoz való egyenrangú kapcsolódás, ahol sokat tanulhatunk, de saját munkánkat, ötleteinket is hozzátesszük. Itt nem kívánom ezeket felsorolni, de azt egyértelművé kell tenni, hogy számos területen egyenrangú partnerek tudunk lenni, és ezek a kapcsolódások a hazai szakmai színvonal fenntartásában kiemelkedő szereppel bírnak. Az ezekben a nemzetközi tudományos programokban való részvétel vezet az egyes projektekbe való meghívásra, amelyek a szükséges anyagi háttér biztosításával erősítik a hazai K+F potenciált.

Vajon új szereplő képes lehet-e belépni erre a tudományos területre? Mennyire tud nyitott maradni ez a speciális szakma a fejlesztőcégek és tudósok következő generációja számára?

– A műholdas helymeghatározás rendkívül „demokratikus” technológia, ami annyit jelent, hogy a műholdak által sugárzott jeleket bárki – persze megfelelő tudás birtokában – már viszonylag egyszerű antennával veheti, feldolgozhatja, értelmezheti, és attól kezdve, ha új és jó ötlete van, azzal kutatásokat végezhet, akár szolgáltatást is indíthat. A sok milliárd dolláros műholdrendszerek civil alkalmazásait ráadásul nonprofit tudományos szervezetek támogatják, amelyek, mint például az IGS (International GNSS Service), globális állomáshálózatokat üzemeltetnek, amelyek mérési adatait és az azokból meghatározható műholdpályaadatokat szabadon elérhetővé teszik. Az összes országos GNSS szolgáltatás, legyen az fizetős vagy ingyenes, az IGS-adatokat használja. Európai szinten is működik egy ilyen „multinacionális” állomáshálózat, az EPN (EUREF Permanent Network), amely egy egységes európai geodéziai referenciarendszert kínál. Az EPN-ben a legtöbb ország működtet saját állomásokat, így benne van négy magyar állomás is. A KGO végzi negyven állomás adatainak feldolgozását, és vezető funkciót lát el a hálózat és szolgáltatásainak irányításában.

A GNSS technikában rejlő teljes potenciál szabadon hozzáférhető tudományos célokra. Ez egyébként egy rendkívül hasznos szimbiózis, mert a műholdas helymeghatározás bármely ágához kapcsolódó kutatás egészen bizonyosan gyakorlati hasznosuláshoz fog vezetni, és hozzájárul a jövőbeli műholdrendszerek kidolgozásához is.

A szabad hozzáférés alól részleges kivételek lehetnek az egyes országok aktív GNSS hálózatai – ilyen a magyar GNSSnet.hu vagy a német SAPOS –, amelyek az egyébként termelőmunkát végző vállalkozások számára fizetős szolgáltatást nyújtanak, de adataik tudományos és K+F célokra többnyire hozzáférhetőek. Jó példa erre a BME–ELTE–FÖMI–OMSZ közös OTKA pályázata, amelyben a GNSS meteorológiai alkalmazását vizsgáljuk, és ehhez a FÖMI eredményei szabadon elérhetőek. A helyzet akkor változhat meg, amikor a GNSS eredményeket a napi előrejelzésben is fel lehet majd használni.

A rendkívül tartalmas 25 éves történelem predesztinál a következő 25 évre? Látható-e valamiféle szükségszerű haladási irány, és várhatóan tudjuk-e tartani a lépést a nemzetközi projektekben?

– A műholdas helymeghatározás jellegéből adódóan az infrastruktúra és az eszköz oldaláról is jól meghatározott, hosszú távon jól prognosztizálható fejlesztési tendenciával rendelkezik, ami ad egyfajta stabil keretet az eszközfejlesztésekhez és a gyakorlati alkalmazások előkészítéséhez.

A szakterületen egy viszonylagos nyugodt évtized után az elkövetkező egy-két évben minőségi előrelépés fog bekövetkezni az európai Galileo és a távol-keleti rendszerek együttműködésével. Szolgáltatói oldalról ez a szükségszerű eszközcsere miatt komoly befektetést igényel, aminek egyértelmű haszonélvezői a technológia felhasználói lesznek azáltal, hogy a helymeghatározás megbízhatóbbá válik mindenhol, de különösen olyan helyeken, ahol eddig a jelvételt kitakaró objektumok (épületek, fák) csökkentették a pontosságot. Magyarországon is pontosan ez a helyzet, a jövőbeli sikereink kulcsa – ha nem is feltétlenül huszonöt, de legalább tíz évre – az infrastruktúra Galileo-képessé tétele. A lobbi és meggyőzés mókuskereke újraindult…•

 
Innotéka