Válečky s mapou a kazety. Tak vypadala automobilová navigace před GPS

Nástupu satelitní navigace předcházela celá řada systémů, z nichž některé se zdají být z dnešního pohledu skoro bizarní.

Iter Avto (1930) – Mapa složená jako tahák

Historicky první pomůckou usnadňující řidiči vedení vozu k cíli je Iter Avto z 30. let. Zařízení pracovalo se sadou papírových map, které byly navinuté na cívce. Při vkládání do čtecího zařízení se jeden z konců mapy připevnil na druhou cívku a jak auto jelo, mapa se převíjela z jedné cívky na druhou. Rychlost převíjení byla úměrná rychlosti jízdy díky připojenému rychloměru. Pro řidiče byla důležitá část viditelná přes průhledové okénko.

O skutečnou navigaci se pochopitelně nejednalo, systém neuměl přesně určit polohu vozidla na mapě. Při jízdě také musel řidič mapy měnit, neboť ta vždy zahrnovala jen určitou část plochy.

Systém s pohybující se mapou byl velmi populární v letectví v 60. letech. V tomto případě se ovšem pojil s rádiovou navigací, takže pohybující se mapa na přístrojové desce letadla ukazovala jeho polohu poměrně přesně. Tohoto využíval velmi přesný navigační systém Decca i méně přesný Doppler, oba typické pro první verze letadel HS-121 Trident či Tupolev TU-154. V 70. letech pohybující se mapa z dopravních letadel zmizela.

Turn by Turn (1971) – Hlasová navigace

Snaha usnadnit navigování řidiče k cíli vedla ke vzniku mnohem sofistikovanější navigace. Její vývoj probíhal v 60. letech a poprvé byla předvedena v roce 1973. Využívala magnetofonovou kazetu „s nahranou cestou“, ovšem bez vizuálního zobrazení mapy. Šlo o zajímavé řešení, které se však komerčního využití nedočkalo. Na svoji dobu bylo poměrně komplikované. Na videu vše vypadá idylicky a přirozeným hlasem namluvený komentář působí dokonce kvalitněji, než dnešní syntetické hlasy navigací.

Electro Gyro-Cator (1981) – Z letadel do aut

Zatímco cestovat v autě lze podle mapy, v letadle či na lodi na širém moři se bez přesné navigace neobejdete. V automobilu se první zařízení, které můžeme nazývat navigací, objevilo v roce 1981. Systém Electro Gyro-Cator byl společným dílem společností Honda, Alpine a Stanley Electric.

Pro určení polohy vozidla se využívalo principu setrvačníku, gyroskopu. Technicky se vycházelo z navigačního systému INS (Inertial Navigation System) neboli inerciální navigace pro letadla. INS se stalo prvním navigačním systémem, který pracoval nezávisle na pozemním zdroji. Tato vlastnost byla skvělá zejména při letech přes oceány. INS se v letectví hojně využívalo až do příchodu GPS. Vývoj INS začal v USA už v 50. letech a jeho primárním úkolem bylo navádění raket a kosmických lodí při letech do vesmíru.

Navigace pracuje velmi zjednodušeně na následujícím principu. Na začátku zadáte výchozí bod. Dále systém pracuje se vzdáleností cíle a směrem, jakým se objekt (auto, letadlo, loď) pohybuje. Z uvedených údajů lze celkem přesně zjistit, v jakém místě se navigovaný objekt v danou chvíli nachází.

Electro Gyro-Cator pracoval podobně jako Iter Avto s klasickou „papírovou“ mapou, která se vložila do zobrazovacího zařízení, obsahujícího právě soustavu setrvačníků, akcelerometrů a počítač. Do něj jste zadali místo začátku cesty, přičemž mapa se zobrazovala na 6palcové „obrazovce“, mimo jiné také z důvodu osvětlení při jízdě v noci. Polohu vozidla ukazovala šipka ovládaná přímo ze soustavy setrvačníků.

Nevýhodou INS v letectví je vrozená odchylka skutečné polohy letadla od zobrazené, která se s dobou letu zvětšuje. Důvodem je takzvaný snos, tedy samovolné odchylování letounu z daného kurzu. Proto let podle INS vyžadoval pravidelnou korekci, či přesněji ověřování skutečné polohy letadla vůči indikované poloze – takzvané plotování. V autech k ničemu takovému nedocházelo. Je však otázkou, jak byla tato navigace přesná, když v letectví se její přesnost počítá na hodinu letu na stovky metrů. Proto se v letectví INS kombinoval s dalšími navigačními prostředky.

Navigace Electro Gyro-Cator se moc nerozšířila. Byla totiž extrémně drahá. Dle dostupných údajů stála 2 750 dolarů, což byla na začátku 80. let čtvrtina ceny běžně prodávaných automobilů.

Etak Navigator (1985) – Poprvé přinesl digitální mapu

K dalšímu pokroku v automobilové navigaci došlo v roce 1985, kdy se poprvé objevila navigace Etak Navigator. Systém pochází od stejnojmenné americké společnosti, která byla v roce 2000 začleněna do původně holandské firmy Tele Atlas, tvůrce navigace TomTom.

Etak Navigator nabídl poprvé elektronickou mapu, zobrazovanou na obrazovce podobně, jako je tomu dnes. Byla však nesrovnatelně jednodušší, samozřejmě monochromatická. Původní systém pracoval se známým procesorem Intel 8088.

V principu navigace pracovala se známým výchozím bodem, od něhož vypočítávala následující průjezdní bod a tím určovala trasu jízdy (tzv. dead reckoning) podobně jako INS, a současně jinak než GPS. To trasu dokáže navrhnout celou předem, při znalosti pouze výchozího a konečného bodu.

Zjednodušeně řečeno Etak Navigator využíval magnetofonových kazet s mapovým podkladem. Vždy ale pouze část (například) města. Třeba pro přejetí Los Angeles byly zapotřebí čtyři kazety. Pohyb vozu zaznamenávalo několik snímačů. Kromě dvou snímačů otáček kol nepoháněné nápravy, šlo zejména o integrovaný digitální kompas. Při pohybu vozidla se pohyboval celý monochromatický obraz s mapovým podkladem. S ohledem na dobu vzniku lze Etak Navigator považovat za velmi vyspělý systém. Vzhledem k vysoké ceně se však během několika let prodalo jen několik tisíc jednotek systému.

Toyota CD-ROM navigační systém (1987) – Dvě prvenství pro Toyotu

Automobilové navigace se v 80. letech vyvíjely poměrně rychle, takže už dva roky po uvedení Etak Navigatoru přispěchala Toyota s dalším přírůstkem. Model Crown Royal Saloon G prodávaný pouze v Japonsku se stal prvním vozem na světě s navigací, jejíž mapové podklady již nebyly uloženy na magnetofonové kazetě, ale na kompaktním disku (CD–ROM).

Současně byla navigace integrovaná do palubní desky a CRT monitor byl poprvé barevný. Systém pracoval principálně podobně jako Etak Navigator, tedy s „dead reckoning“.

Navigační systém Mazda Eunos Cosmo (1990) – První automobilová navigace s GPS

Revoluce v automobilové navigaci dorazila v roce 1990. Tehdy Mazda uvedla na japonském a poté i na trzích v Asii, Novém Zélandu a Austrálii luxusní kupé Eunos Cosmo. Když opomeneme, že se jedná o jediný sériově vyráběný vůz s třírotorovým motorem typu Wankel, pak další prvenství najdete v kabině.

Eunos Cosmo se stalo prvním autem na světě, které nabídlo satelitní navigační systém. Poprvé tak navigace v autě pracovala v reálném čase na základě signálu z družic.

Navigace ONIS/GuideStar (1992/1995) – Původně na žádost půjčovny aut

K dalšímu rozšíření satelitní navigace v autech došlo v roce 1992 let díky systému ONIS. Jeho vývoj iniciovala floridská půjčovna aut Avis. Oficiálně jej dostaly vozy Oldsmobile 88 v modelovém roce 1995.

Pro komerční využití se systém přejmenoval na GuideStar. Byl však omezen pouze na Kalifornii a Las Vegas.

V roce 1997 následoval systém Alpine CVA-1005, který ještě využíval k mapovým podkladům CD-ROM.

O rok později se objevil Garmin StreetPilot. U něj byl CD-ROM nahrazen nosiči dat, které se podobají flash disku – každý obsahoval určitou oblast mapy.

Kde se vzal GPS a jeho následovníci

Současné automobilové navigace pracující na principu triangulace signálu z družic (k určení polohy potřebujete minimálně tři). Systémů je několik, vedle nejznámějšího amerického GPS se používá i ruský Glonass, evropský Galileo a čínský Beidou (Compass).

První dva jmenované vznikly již v 70. letech pro armádní účely, konkrétně pro navádění raket s plochou dráhou letu. Ty kopírují zemský povrch, tudíž jsou obtížně zjistitelné běžnými lokalizátory na principu radaru. Bohužel ze stejného důvodu bylo velmi obtížné je i rádiem navádět. Satelitní navigace byla po desetiletí určena výhradně pro armádu. Využití v civilním sektoru dlouhá léta bránila záměrná chyba, která měla znesnadnit navedení raket na cíl, pokud by se jich zmocnili například teroristé.

Od roku 1994 je GPS k dispozici také pro civilní sektor, ruský Glonass odstranil chybu v roce 2007.

První automobilová satelitní navigace se objevila už v roce 1990 ve voze Eunos Cosmo. Začátkem 90. let se GPS v roli pomocného systému dostává také do civilních letadel. První komerční let navigovaný (hlavně) pomocí GPS proběhl až v roce 2010.

Článek vyšel na Auto.cz