Metodická příručka pro práci s přístrojem GPS

Metodická příručka
pro práci s přístrojem
GPS
"Projekt Zlepšení podmínek pro výuku technických oborů včetně zvyšování motivace ţáků ke vzdělávání
se v těchto oborech, reg.číslo: CZ.1.07/1.1.05/02.0043."
1
Metodická příručka
pro práci s přístrojem
GPS
PhDr. Jana Česáková
RNDr. Michaela Křížová, Ph.D.
2
Obsah
1. ÚVOD .................................................................................................................................. 4
2. NAVIGACE POMOCÍ GPS ............................................................................................ 7
2.1 ČÍM JE VYBAVENA KAŽDÁ GPS DRUŽICE? .............................................................................. 8
2.2 ČÍM JE VYBAVEN GPS PŘIJÍMAČ? .............................................................................................. 8
3. ZÁKLADNÍ POSTUPY NASTAVENÍ GPS ............................................................. 10
3.1 POPIS PŘÍSTROJE – FUNKCE TLAČÍTEK, VÝMĚNA MONOČLÁNKŮ ............................... 10
3.2 ZAPNUTÍ A VYPNUTÍ; NASTAVENÍ PODSVÍCENÍ .............................................................. 11
3.3 INICIALIZACE GPS PŘIJÍMAČE V RŮZNÝCH........................................................................ 12
PROSTŘEDÍCH ........................................................................................................................................... 12
3.4 NASTAVENÍ GPS PŘIJÍMAČE ..................................................................................................... 13
3.5 VYTVÁŘENÍ A POUŽÍVÁNÍ TRASOVÝCH BODŮ ................................................................... 14
3.5.1 Označení aktuální pozice .......................................................................................................... 14
3.5.2 Vytváření trasových bodů pomocí mapy ................................................................................ 15
3.5.3 Úpravy trasových bodů ............................................................................................................. 15
3.5.4 Odstranění trasového bodu: .................................................................................................... 15
3.5.5 Přesun trasového bodu na stránce Mapa: ............................................................................. 16
3.5.6 Projekce trasového bodu .......................................................................................................... 16
3.5.7 Varovné trasové body ............................................................................................................... 16
3.6 POUŽITÍ MENU HLEDAT .............................................................................................................. 17
3.6.1 Najít podle jména ....................................................................................................................... 17
3.6.2 Poslední nalezené ....................................................................................................................... 18
3.6.3 Hledání pokladu .......................................................................................................................... 18
3.6.4 Hledání města ............................................................................................................................. 19
3
3.6.5 Hledání adresy ............................................................................................................................ 19
3.7 VYTVOŘENÍ TRASY ........................................................................................................................ 19
3.7.1 Vytvoření trasy: .......................................................................................................................... 20
3.7.2 Způsoby stanovení trasy k cíli ................................................................................................. 20
3.7.3 Navigace po uložené trase: ...................................................................................................... 20
3.7.4 Úprava trasy ............................................................................................................................... 20
3.8 HLAVNÍ STRÁNKY .......................................................................................................................... 21
3.8.1 Stránka družice .......................................................................................................................... 21
3.8.2 Stránka mapa .............................................................................................................................. 22
3.8.3 Stránka Kompas .......................................................................................................................... 23
3.8.4 Stránka Trasový počítač ......................................................................................................... 24
4. NÁMĚTY NA ÚKOLY A JEJICH ŘEŠENÍ ........................................................... 25
4.1 ÚKOL – VZDÁLENOST K URČITÉMU BODU, VZDÁLENOST DVOU BODŮ ........................ 25
4.2 ÚKOL - MĚŘENÍ OBSAHU PLOCHY (HŘIŠTĚ)........................................................................... 26
4.3 ÚKOL - MĚŘENÍ RYCHLOSTI ......................................................................................................... 27
4.4 ÚKOL - MĚŘENÍ NADMOŘSKÉ VÝŠKY ........................................................................................ 28
4.5 ÚKOL - MĚŘENÍ TLAKU ................................................................................................................... 28
4.7 GEOCACHING A TRASY VYUŽITELNÉ VE VÝUCE ................................................................... 32
5. GPS PŘIJÍMAČ GARMIN ETREX LEGEND HCX................................................ 35
6. POUŢITÉ ZDROJE....................................................................................................... 36
4
1. Úvod
Dnešní školní výuka je zaloţena na Rámcových vzdělávacích programech (dále RVP), s jejichţ
pomocí si mají ţáci utvářet a postupně rozvíjet klíčové kompetence. Všeobecné vzdělání je orientováno
zejména na situace blízké ţivotu a na praktické jednání. Učitelé se snaţí různými metodami dosáhnout
mnoha cílů. V RVP mimo jiné najdeme cíle jako podněcovat ţáky k tvořivému myšlení, logickému
uvaţování a k řešení problémů, vést ţáky k všestranné, účinné a otevřené komunikaci, rozvíjet u ţáků
schopnost spolupracovat a respektovat práci a úspěchy vlastní i druhých, učit ţáky aktivně rozvíjet a chránit
fyzické, duševní a sociální zdraví a být za ně odpovědný, pomáhat ţákům poznávat a rozvíjet vlastní
schopnosti v souladu s reálnými moţnosti a uplatňovat je spolu s osvojenými vědomostmi a dovednostmi při
rozhodování o vlastní ţivotní a profesní orientaci. A učitelé se snaţí vymýšlet různé činnosti a metody práce,
kterými by daných cílů dosáhli co nejefektivněji.
Jednou z moţností by mohlo být vyuţití přístrojů GPS a geocachingu obecně. Tato publikace vznikla
jako pomůcka pro učitele, kteří s GPS začínají. Moţností, které tato oblast dává, je totiţ mnoho. Jednak jsou
témata spojená s orientací zakomponovaná přímo v oblastech učiva, se kterými by se ţáci měli během výuky
setkat, podporuje navíc spolupráci, práci ve skupině, díky tomu i komunikační dovednosti, ohleduplnost
a prosazování vlastních myšlenek. Práce s GPS učí pracovat s technickými přístroji a učí samostatnosti.
Sloţitější varianty geocachingu (např. wherigo) učí ţáky programovat a celá technologie vyuţívá internet.
A pro učitele nejpříjemnější vlastností GPS přístrojů a geocachingu je neuvěřitelná variabilita. Je totiţ
opravdu moţné tuto výukovou pomůcku pouţít pro libovolný tematický celek, jakýkoli předmět, v jakékoli
době. Můţe slouţit jako motivace k danému tématu, jako procvičení učiva, nebo jako zopakování
probraného celku. Navíc se dá pojmout jako hra, kde jednotlivá stanoviště budou zaměřená podle tématu,
kterému se zrovna chce učitel věnovat – a můţe to být od humanitních oborů, přes technické, po umělecké, i
těloprocvičující. Pohyb je navíc problém mnoha dnešních dětí. Je proto ideální zkombinovat jejich oblíbené
počítače s procházkou po okolí. Hra geocaching také má určitý morální kodex, kterým by se měli účastníci
hry řídit. Dodrţování pravidel a předem domluveného chování, hra fair play, to jsou taktéţ kvality, se
kterými by se ţáci měli setkávat co nejčastěji. A dalo by se pokračovat stále dál, záleţí jen na kreativitě
učitele.
4
Samotné tematické zařazení začíná jiţ od první třídy, kdy se ţáci setkávají s orientací a poznáváním
svého okolí. V charakteristice vzdělávací oblasti Člověk a jeho svět, který je určen prvnímu stupni
základních škol, nalezneme práci od jednoduchých plánů aţ po mapy, určování své polohy vzhledem
k význačným bodům, orientaci v čase, poznávání rozmanitosti přírody, péči o své zdraví, chování k jiným
lidem, měření základních veličin, utváření pracovních návyků v jednoduché samostatné i týmové činnosti,
orientaci ve světě informací a k časovému a místním propojování historických, zeměpisných a kulturních
informací, rozšiřování slovní zásoby v osvojovaných tématech, k pojmenovávání pozorovaných skutečností
a k jejich zachycení ve vlastních projevech, názorech a výtvorech, chování lidí podle společně vytvořených
a přijatých nebo obecně uplatňovaných pravidel, plnění povinností a společných úkolů atd.
Druhého stupně základních škol se tematicky týká oblast Člověk a příroda. Obecně zde opět
najdeme cíle jako např. zkoumání přírodních faktů a jejich souvislostí s vyuţitím různých empirických
metod poznávání (pozorování, měření, experiment) i různých metod racionálního uvaţování, coţ nejlépe
vystihují příklady na závěr publikace. Ţáci se i mohou naučit klást si otázky, správně je formulovat a hledat
na ně adekvátní odpovědi. Mohou se naučit i posuzování důleţitosti, spolehlivosti a správnosti získaných dat
pro potvrzení nebo vyvrácení vyslovovaných hypotéz či závěrů. Ve fyzice se dá ke geocachingu navázat
jakékoli téma. Ideální jsou témata spojená s měřením – základní veličiny, látky kolem nás, v mechanice
mohou měřit vzdálenosti, čas i rychlosti a vyzkoušet si různé druhy pohybů. Některé GPS přístroje nabízí i
moţnost zpracovat výlet do grafu nebo tabulky naměřených hodnot, kde se můţe i vyskytovat výška, tlak,
rychlost řeky a další údaje. Ţáci můţou porovnávat vlastní údaje a grafy s těmi, které jim vyjdou z přístrojů,
odhadovat chyby měření a jejich důvody atd. Lze ale také např. vyrobit pomocí měření vzdálenosti u GPS
přístrojů zmenšenou sluneční soustavu v daném měřítku nebo hovořit o druţicích a systému GPS.
I další témata, nejen fyzikálního zaměření, se mohou vyskytovat jako úkoly v trase, kterou ţáci
pomocí GPS přístrojů vyřeší. Vlastní téma je probíráno také v zeměpisu, kde se probírají v tématu
Geografické informace, zdroje dat, kartografie a topografie pojmy jako komunikační geografický a
kartografický jazyk (vybrané obecně pouţívané geografické, topografické a kartografické pojmy) hlavní
kartografické produkty – plán a mapa, jazyk mapy (symboly, smluvené značky) atd. Geografická kartografie
a topografie potom zahrnuje např. témata glóbus, měřítko glóbusu, zeměpisná síť, poledníky a rovnoběţky,
zeměpisné souřadnice, určování zeměpisné polohy v zeměpisné sít, orientace plánů a map vzhledem ke
světovým stranám, praktická cvičení a aplikace s dostupnými kartografickými produkty v tištěné i
5
elektronické podobě atd. terénní geografická výuka by měla obsahovat praxi i aplikaci, a tak zde
najdeme i určování azimutu, odhady vzdáleností a výšek objektů v terénu apod.
Rámcový vzdělávací program pro gymnázia v oblasti Člověk a příroda v podstatě, co se týká vyuţití
GPS přístrojů a geocachingu, rozšiřuje moţnosti, které byly napsány u moţností pro druhý stupeň. Ve fyzice
se jiţ mohou pouţívat příklady, které obsahují konkrétní druţice. Problematika GPS se také vyskytuje u
teorie relativity. Více se tématem zabývá zeměpis, který má ve svých plánech přímo zmíněnou oblast
geografické informační a navigační systémy – geografický informační systém (GIS), dálkový průzkum
Země (DPZ), praktické vyuţití GIS, DPZ a satelitních navigačních přístrojů GPS (globální polohový
systém). Nicméně moţností vyuţití dalších témat je opět mnoho.
Výhodou je především to, ţe v dnešní době mají učitelé problém děti nějakým způsobem motivovat
k aktivitě, a k tomu, aby se o něco zajímali. Moderní hra na šipkovanou, která je něčemu přiučí, je tak
rozhodně zajímavou kombinací, kterou je moţno vyuţít. Naše aktivita se jmenuje CESTOU - NECESTOU
s GPS i bez, protoţe si jsme vědomi, ţe ne kaţdá škola si můţe dovolit zakoupit mnoho GPS přístrojů. Ale
tato metodická příručka by měla být vhodnou i pro tyto školy. GPS souřadnice lze vyuţít i díky tomu, ţe
všechny internetové mapy (např. www.mapy.cz atd.) GPS souřadnice udávají. Tak místo GPS přístroje lze
vyuţít počítat. GPS navigace je ale v současné době natolik populární, ţe se jistě najde v kaţdé třídě několik
ţáků, kteří budou vlastnit mobilní telefon, který má jiţ zabudovanou navigaci a můţe se vyuţít i těchto
přístrojů. Trend GPS přístrojů v mobilech, hodinkách apod. bude jistě pokračovat - i s ohledem na
bezpečnost dětí, protoţe rodiče chtějí mít o svých dětech přehled.
Tyto metodické materiály vznikly v rámci realizovaného projektu Zlepšení podmínek pro výuku
technických oborů včetně zvyšování motivace ţáků ke vzdělávání se v těchto oborech, reg.číslo:
CZ.1.07/1.1.05/02.0043, projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.
Cílem této metodické příručky je pomoci vyučujícím s přípravou a následně i s provedením
terénního cvičení s vyuţitím GPS přijímačů se ţáky I. a II. stupně ZŠ a i se ţáky středních škol a dodat
náměty pro mnoho zajímavých činností a úloh.
6
2. Navigace pomocí GPS
Základní otázky pro člověka, který se dostane na nějaké neznámé místo, ať uţ ve městě nebo
v přírodě, jsou "KDE jsem?" a "KAM se chci dostat?". Moderním pomocníkem v takové situaci je přístroj
GPS, který nám orientaci kdekoli na Zemi usnadní.
GPS (plným názvem NAVSTAR - GPS Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning
System) je navigační systém, kterým můţeme určit svoji polohu 24 hodin denně, kdekoliv na zemském
povrchu, bez ohledu na počasí. GPS je původně vojenský systém, vyvíjený a budovaný od roku 1973
Ministerstvem obrany USA.
Od roku 1983 je GPS vyuţitelný i pro civilisty, i kdyţ měl z
důvodu bezpečnosti sníţenou přesnost pomocí umělé odchylky. Ta
znepřesňovala zeměpisnou délku i šířku aţ o sto metrů a byla
odstraněna v roce 2000, kdy tedy mohl začít hlavní rozvoj GPS
přístrojů, navigací a i třeba geocachingu - hry, která vyuţívá GPS
přístroje.
Systém se skládá ze tří základních částí - kosmické (druţice),
řídící (monitorovací stanice) a uţivatelské (vlastní zákaznické
GPS přijímače). Kosmická část je v současné době tvořena 24 druţicemi, z nichţ 3 slouţí jako záloţní. Tyto
satelity krouţí kolem Země ve výšce přibliţně 20 200 km na 6 oběţných drahách skloněných vţdy o 55
stupňů, doba oběhu je přibliţně 12 hodin. Tím je zajištěno, ţe prakticky všude, v jakýkoliv okamţik, jsou
nad obzorem minimálně 4 viditelné druţice. V praxi můţe být těchto viditelných druţic aţ 12. V České
republice je běţně k dispozici 7 - 8 druţic. Pro určení polohy včetně nadmořské výšky je nutné přijímat
signály ze čtyř druţic, protoţe kromě tří neznámých souřadnic je neznámou i čas. Jediným omezením při
pouţívání systému je nutnost viditelnosti na oblohu. GPS přijímače tedy nepracují v tunelech, v domě dále
od oken nebo v lese pod stromy (záleţí na hustotě korun stromů a citlivosti přijímače).
Určení polohy probíhá pomocí vysílačů (druţice), které vysílající v pravidelných intervalech signály.
Přijímač potom signál zachytí a dekóduje informaci o době, která uplynula od vyslání signálu z druţice od
přijetí signálu GPS přijímačem. Místo naší polohy je potom průsečíkem několika kulových ploch. Čím více
druţic, tím přesnější určení.
7
GPS přijímače (v textu také nazývané zkráceně GPS), který je doplněn vysílačem polohy, je i velmi
spolehlivým bezpečnostním systémem pro automobily: odcizený vůz, na jehoţ palubě je přístroj umístěn,
neustále hlásí svou polohu a jeho zadrţení je tedy jen otázkou času a vynaloţených sil. (Samozřejmě, zloděj
můţe třeba GPS vzteky roztřískat kladivem, ale i pak je tu aspoň horká stopa: poslední zaznamenaná
pozice...) GPS ovšem můţe zachraňovat i lidské ţivoty. Tímto přístrojem se dnes totiţ víceméně
automaticky vybavují vědecké expedice do odlehlých koutů země, pralesů, pouští či sněţných plání, nosí je
s sebou i horolezecké expedice. Patří k vybavení vozidel na rallye či dálkových jízdách, mívají ho letci
v balonech, osamělí mořeplavci na dálkových plavbách i pečliví turisté v neznámých městech.
2.1 Čím je vybavena kaţdá GPS druţice?
Kaţdá druţice je vybavena přijímačem, vysílačem, atomovými hodinami (které pracují s přesností
nanosekund) a řadou přístrojů, které slouţí pro navigaci nebo jiné speciální úkoly
(např. pro detekci výbuchu jaderných náloţí). Druţice přijímá, zpracovává a
uchovává informace předávané z pozemního řídícího centra, na základě kterých
koriguje svoji dráhu raketovými motorky. Dále sleduje stav vlastních systémů a
podává o nich informace zpět do řídícího centra. Pro případné problémy je kaţdá
druţice vybavena záloţními zdroji, palubní baterie jsou dobíjeny dvěmi
slunečními panely.
2.2 Čím je vybaven GPS přijímač?
„Krabička“ GPS v sobě zahrnuje citlivý radiový přijímač, přesné hodiny a
výkonný mikropočítač. Jednotlivé typy se od sebe liší vnějším vzhledem a rozměry,
typem displeje a softwarem. Jsou napájeny vesměs tuţkovými bateriemi, které
umoţňují provoz na 5 – 30 hodin.
Přijímače dokáţou současně sledovat 8–12 druţic. Některé přijímače jsou opatřeny konektorem pro
propojení s počítačem, tak lze přehrávat data z nebo do počítače. Můţeme propojit i dva GPS přijímače mezi
sebou a přehrávat data z jednoho do druhého. Aby se GPS daly bez problémů pouţívat v přírodě nebo na
8
moři, jsou konstruovány jako prachotěsné a vodotěsné a mohou pracovat v širokém rozpětí teplot.
Poloha určená pomocí GPS je velmi přesná. Běţné "ruční" přijímače dosahují přesnosti okolo 10 m
(chyba běţných turistických přijímačů i při špatných podmínkách měření není větší neţ 25 m). Cena
standardních GPS se pohybuje od 7 do 15 tisíc. Můţeme ale sehnat samozřejmě draţší i levnější modely,
záleţí na tom, jaké funkce má GPS pro daný účel mít.
9
3. Základní postupy nastavení GPS
Aby se dalo s GPS přístrojem ve třídě pracovat, musí se ţáci nejprve s přístrojem seznámit. V této kapitole
jsou proto uvedeny postupy pro základní nastavení GPS přístroje. Všechny pracovní postupy jsou uvedeny
pro GPS přijímač Garmin eTrex Legend HCx s paměťovou kartou s mapovým podkladem, pro stručnost jiţ
v textu budeme uvádět jen GPS přístroj. Pro jiné typy přístrojů budou postupy analogické a s pouţitím
návodů jistě pouţitelné.
3.1 Popis přístroje – funkce tlačítek, výměna monočlánků
Hlavním úkolem této aktivity je seznámení základní seznámení ţáků s GPS přístrojem. Ţák popíše přístroj,
vymění monočlánky s ohledem na správnou polaritu.
Cílem potom je orientace ţáků při popisu přijímače,
funkce jednotlivých tlačítek, zručnost při výměně
monočlánků.
Časová dotace: cca10 min
Pomůcky: GPS přijímač, 2 ks AA monočlánků
(akumulátorů)
Tlačítko lupy ZVĚTŠIT A ZMENŠIT
Na stránce Mapa lze jejich stisknutím zvětšit či
zmenšit mapu. Na ostatních stránkách lze jejich stisknutím procházet nahoru nebo dolů seznamem nebo
posouvat zvýrazněný posuvník.
Tlačítko MENU A HLEDAT
Jeho stisknutím a uvolněním lze pro danou stránku zobrazit menu moţností. Stisknutím a podrţením lze
zobrazit menu Hledat.
Tlačítko ENTER A KŘÍŢOVÝ OVLADAČ
Pohybem nahoru, dolů, doprava a doleva lze procházet seznamy, zvýrazňovat pole a tlačítka na displeji nebo
ikony, zadávat data nebo přesouvat šipku při prohledávání mapy. Stisknutím a uvolněním lze zadat
10
zvýrazněné moţnosti a data nebo potvrdit zprávy zobrazené na displeji.
Stisknutím a podrţením lze v libovolný okamţik označit aktuální pozici
jako trasový bod.
Tlačítko KONEC A STRÁNKA
Stisknutím lze přepínat mezi hlavními stránkami.
Tlačítko NAPÁJENÍ
Stisknutím a podrţením lze přístroj zapnout a vypnout. Stisknutím a
uvolněním lze upravit podsvícení, zobrazit čas, datum a kapacitu baterie.
Instalace baterií:
1. Sejměte kryt baterií otočením krouţku o čtvrt otáčky proti směru
hodinových ručiček a staţením krytu.
2. Vloţte baterie, dbejte na správnou polaritu.
3.2 Zapnutí a vypnutí; nastavení podsvícení
Cílem úkolu je zvládnutí zapnutí a vypnutí přístroje a nastavení podsvícení podle potřeby a okolních
podmínek.
Časová dotace:5 min
Pomůcky: GPS přijímač s příslušenstvím
Řešení:
Zapnutí a vypnutí přístroje eTrex:
1. Stiskněte a podrţte tlačítko NAPÁJENÍ.
Úprava intenzity podsvícení:
1. Stiskněte a rychle uvolněte tlačítko NAPÁJENÍ
2. Stisknutím KŘÍŢOVÉHO OVLADAČE nahoru jas zvýšíte, stisknutím dolů sníţíte.
3. Stisknutím tlačítka ENTER nebo KONEC zavřete okno úpravy podsvícení.
11
3.3 Inicializace GPS přijímače v různých
prostředích
V tomto úkolu mají ţáci za úkol zapnout přístroj a zjistí počet jednotlivých viditelných druţic a sílu jejich
signálů v závislosti na místě, kde se právě nachází – dům, most, tunel, les,… Zkouší tedy si tedy v praxi
nutnost dobrého výhledu na oblohu pro správné fungování GPS.
Časová dotace:15 min
Pomůcky: GPS přijímač s příslušenstvím
Při prvním zapnutí přístroje eTrex musí GPS
přijímač shromáţdit údaje o druţicích a určit
aktuální pozici. Aby byl moţný příjem druţicových
signálů, musíte být venku a mít jasný výhled na
oblohu. Podrţte přístroj před sebou směrem
k obloze.
Zatímco
GPS
přijímač
vyhledává
druţicové signály, střídá se zpráva „Vyhledávání
druţic“ se zprávou „Zachycování druţic“, dokud
není zajištěn dostatek signálů pro zjištění pozice.
Vyzkoušejte si, jak se změní počet viditelných druţic a síla jejich signálu, kdyţ budete stát např. pod
mostem, v hustém lese, v domě apod.
12
3.4 Nastavení GPS přijímače
Pro ţáky je důleţité zvládnout základní nastavování GPS přijímače dle aktuální potřeby a zvolit vhodné
jednotky výstupních dat - např. pomocí soustavy jednotek SI.
Časová dotace:10 min
Pomůcky:GPS přijímač s příslušenstvím
Řešení:
V nabídce „Nastavení“ se nastaví vlastnosti GPS dle potřeby:
Systém
1. GPS – chcete-li šetřit baterie, zvolte některou z jiných moţností GPS neţ Normální.
2. Jazyk – Česky
3. Typ baterie – Alkalické (zvolte i pro NiMH akumulátory – sníţení spotřeby energie)
4. Tóny – Vypnuto (sníţení spotřeby energie)
5. Propojení – Sériový reţim Garmin
Zobrazení
1.Typ zobrazení - Automat
2. Prodleva podsvícení – 15 sekund (úspora energie)
Mapa
1. Orientace – Moţnost K severu vţdy zobrazuje sever v horní části stránky. Moţnost Čelem zobrazuje
aktuální prošlou trasu k horní části stránky.
Prošlé trasy
1. Záznam prošlé trasy – Záznam, ukázat na mapě (důleţité pro pozdější zpracování trasových dat)
Jednotky
1. Vzdálenost/rychlost – Metrické
2. Hloubka – Metry
3. Teplota vzduchu – Celsia
Čas
1. Formát času – 24 hodin
2. Časová zóna – Evropa – střední
3. Letní čas – Automaticky (nebo dle aktuálního období Ano/Ne)
Formát souřadnic
13
1. Formát souřadnic – hddd°mm.mmm'
Směr pohybu
1. Směr k severu – zvolte moţnost Zeměpisný, Magnetický, Grid nebo Uţivatelský
Trasování
1. Metoda vedení – Mimo silnice
2. Vypočítat trasy pro – Chodec/pěší
3. Zamknout na silnici – Ne
4. Přechody mimo trasu – Automaticky
Hlavní menu – možnost změnit pořadí ikon v hlavní nabídce
O programu... – zjištění verze softwaru, identifikačního čísla přístroje a verze softwaru GPS
3.5 Vytváření a pouţívání trasových bodů
Základem všech tras je trasový bod. Ţák se tedy v tomto úkolu naučí vytvářet a pouţívat trasové body při
orientaci v daném prostředí. Úkol obsahuje vytváření, úpravu, mazání trasových bodů a jejich pouţití při
orientaci v daném prostředí.
Časová dotace: 20 min
Pomůcky:GPS přijímač s příslušenstvím
Trasové body jsou pozice nebo orientační znaky zaznamenané a uloţené v přístroji GPS. K trasám lze přidat
trasové body a lze vtvořit i přímou navigaci pro vybraný trasový bod.
Trasové body lze vytvořit třemi způsoby. Stisknutím tlačítka ENTER na pozici lze vytvořit trasový bod na
stránce Mapa, nebo lze zadat souřadnice pro trasový bod ručně.
3.5.1 Označení aktuální pozice
Stisknutím a podrţením KŘÍŢOVÉHO OVLADAČE lze rychle OZNAČIT aktuální pozici a vytvořit tak
nový trasový bod. Pro označení aktuální pozice je třeba 2rozměrná nebo 3rozměrná oprava polohy.
1.
Stiskněte a podrţte KŘÍŢOVÝ OVLADAČ (funkce OZNAČIT), dokud se nezobrazí stránka
Uloţit bod. Novému trasovému dobu se přiřadí výchozí trojmístný název a symbol.
2.
Pro přijmutí trasového bodu s výchozími informacemi zvýrazněte moţnost OK
14
NEBO Pro změnu libovolné informace vyberte odpovídající
pole a stisknutím tlačítka ENTER otevřete klávesnici na obrazovce.
Po zadání a potvrzení změn zvolte moţnost OK.
3.5.2 Vytváření trasových bodů pomocí mapy
1. Na stránce Mapa pomocí KŘÍŢOVÉHO OVLADAČE přesuňte kurzor na poloţku mapy, kterou
chcete označit.
2. Stisknutím a rychlým uvolněním KŘÍŢOVÉHÉ OVLADAČE chyťte polohu kurzoru a otevřete
stránku s informacemi pro poloţku mapy.
3. Zvolte moţnost Uloţit. Pokud pro daný bod neexistují ţádné informace a zobrazí se zpráva „Zde
nejsou dostupné mapové informace. Chcete zde vytvořit bod?“, zvolte moţnost Ano.
3.5.3 Úpravy trasových bodů
Trasové body lze upravit a změnit symbol, název, poznámku a pozici.
1. Stiskněte a podrţte tlačítko HLEDAT.
2. Zvolte moţnost Body.
3. Vyberte trasový bod, který chcete upravit, a stiskněte tlačítko ENTER.
4. Proveďte změny zvýrazněním jednotlivých polí, pro zadání nových dat
pouţijte nabídku symbolů trasových bodů a alfanumerickou klávesnici.
3.5.4 Odstranění trasového bodu:
Na stránce Body vyberte trasový bod, který chcete odstranit, a zvolte moţnost Smazat.
15
3.5.5 Přesun trasového bodu na stránce Mapa:
1. Stiskněte tlačítko HLEDAT – Body.
2. Vyberte trasový bod, který chcete přesunout, a stiskněte tlačítko ENTER.
3. Volbou moţnosti mapa zobrazte trasový bod na mapě.
4. Stisknutím tlačítka ENTER umístěte značku PŘESUN vedle trasového
bodu.
5. Pomocí KŘÍŢOVÉHO OVLADAČE přesuňte trasový bod na novu pozici
a stiskněte tlačítko ENTER.
3.5.6 Projekce trasového bodu
Funkce vytváří trasový bod projekcí vzdálenosti a směru k cíli z jedné pozice do nové pozice.
1. Stiskněte tlačítko HLEDAT – Body.
2. Vyberte trasový bod, pro který chce pouţít projekci. Zobrazí se stránka s informacemi o trasovém
bodu.
3. Stisknutím tlačítka MENU - Projektování bodu otevřete stránku Projektování bodu.
4. Zadejte k projektovanému trasovému bodu do odpovídajících polí vzdálenost a směr k cíli a po
dokončení stiskněte tlačítko KONEC.
3.5.7 Varovné trasové body
Pomocí stránky Varovné body, lze určit okruh alarmu kolem trasového bodu.
Přidání varovného trasového bodu:
1. Dvakrát stiskněte tlačítko MENU – Varovné.
2. Vyberte prázdný řádek a stiskněte tlačítko ENTER.
3. Volbou trasového bodu ze seznamu trasových bodů nebo z jiné skupiny poloţek Hledat otevřete
stránku s informacemi pro danou poloţku.
4. Volbou moţnosti Pouţít přidejte bod do seznamu na stránce Varovné body.
5. Pomocí KŘÍŢOVÉHO OVLADAČE vyberte pole Okruh a zadejte hodnotu.
16
Odstranění jednoho nebo všech varovných trasových bodů ze seznamu:
Pro odstranění jednoho záznamu stiskněte tlačítko ENTER. Pro
odstranění všech trasových bodů ze seznamu stiskněte tlačítko MENU – Odstranit vše.
3.6 Pouţití menu Hledat
Tento úkol je zaměřen na vyhledávání trasových bodů, kterými mohou
být poklady, města, ulice apod. Zároveň se procvičuje orientace v mapě
při hledání měst a ulic.
Časová dotace: 20 min
Pomůcky: GPS přijímač s příslušenstvím
Menu Hledat slouţí k vyhledávání trasových bodů, pokladů, měst a
sjezdů v základní mapě přístroje eTrex. Stisknutím a podrţením tlačítka
HLEDAT otevřete menu Hledat.
Seznam skupin Hledat po přístupu obsahuje poloţky blízko aktuální
pozice nebo mapového kurzoru. Menu moţností pro jednotlivé kategorie obsahuje moţnosti hledání Vyberte
kategorii.
3.6.1 Najít podle jména
Moţnost Najít podle jména pouţijte, pokud znáte název pozice, kterou chcete hledat.
1. Stisknutím a podrţením tlačítka HLEDAT otevřete menu Hledat.
2. Vyberte ikonu pro typ poloţky, kterou chcete hledat, nebo prohledejte celou databázi volbou
moţnosti Všechny body zájmu.
3. Stiskněte tlačítko MENU - Najít podle jména.
4. Pomocí KŘÍŢOVÉHO OVLADAČE pouţijte klávesnici na obrazovce a zadejte název pozice,
kterou chcete najít. Po vyhledání poloţky v seznamu Hledat zvýrazněte moţnost Ok.
5. Vyberte poloţku pozice ze seznamu Hledat a stiskněte tlačítko ENTER. Zobrazí se stránka
s informacemi o poloţce, která umoţňuje uloţit poloţku jako trasový bod, zobrazit poloţku na mapě
nebo vytvořit trasu k poloţce (moţnost Navig).
17
3.6.2 Poslední nalezené
Stránka Poslední nalezené zobrazuje seznam posledních 50 nalezených poloţek nebo poloţek, ke kterým
uţivatel navigoval.
1. Stiskněte a podrţte tlačítko HLEDAT.
2. Zvolte moţnost Poslední nalezené.
3. Pomocí KŘÍŢOVÉHO OVLADAČE vyberte poloţku, ke které chcete navigovat, a stiskněte
tlačítko ENTER.
4. Volbou moţnosti Navig zahajte navigaci.
3.6.3 Hledání pokladu
Volbou moţnosti Poklad lze zobrazit seznam pozic pokladu vytvořených uţivatelem nebo staţených
z počítače. Pozice pokladu je trasový bod se symbolem pokladu, který jej odlišuje od ostatních trasových
bodů. Další informace o hledání pokladů naleznete např. na stránce www.geocaching.cz, kde najdete mnoho
míst s poklady v ČR i v zahraničí. Nahrané informace se zobrazí po klepnutí na moţnost „Go Geocaching“
(Hledání pokladu).
1. Stiskněte a podrţte tlačítko HLEDAT.
2. Zvýrazněte moţnost Poklad. Je moţné zobrazit nalezené poklady nebo poklady, které dosud nebyly
nalezeny.
3. Pomocí KŘÍŢOVÉHO OVLADAČE zvýrazněte poklad v seznamu.
4. Zvolte moţnost Navig pro navigaci k pozici pokladu. Při navigaci k pokladu se stránka Kompas
přepne do reţimu Navigace k pokladu a všechny dodatečné informace o staţené pozici pokladu se
zobrazují v poli poznámek.
Po nalezení pokladu přístroj označí poklad jako nalezený, zaznamená údaj do kalendáře a nabízí moţnost
zobrazit nejbliţší poklad.
18
3.6.4 Hledání města
Města uvedená v mapových datech lze hledat volbou moţnosti Města v menu Hledat.
1. Stiskněte a podrţte tlačítko HLEDAT.
2. Zvolte moţnost Města. Stránka Města zobrazuje seznam měst blízko aktuální pozice.
3. Vyberte město ze seznamu a stiskněte tlačítko ENTER.
NEBO Pokud poţadované město není v seznamu, stiskněte tlačítko MENU – vyberte způsob hledání.
3.6.5 Hledání adresy
Pokud jste stáhli podrobná mapová data, lze pomocí ikony Adresy v menu Hledat vyhledat adresu. Po
zadání popisného čísla, ulice a města funkce hledání porovnává tyto údaje s adresami v mapové databázi.
1. Stiskněte a podrţte tlačítko HLEDAT.
2. Zvolte moţnost Adresy.
3. Vyberte pole „Zadej popisné číslo“ a zadejte jej pomocí klávesnice na obrazovce. Zvolte moţno OK.
4. Vyberte pole „Zadat ulici“. Zobrazí se seznam ulic.
5. Pomocí klávesnice na obrazovce zadejte ulici. Zvolte moţnost OK. Zobrazí se seznam
odpovídajících záznamů.
6. Vyberte adresu.
3.7 Vytvoření trasy
Cílem tohoto úkolu je zvládnutí vytvoření trasy a práce s ní. Ţáci se naučí
vytvářet trasy, upravovat je, vytvářet navigace k daným trasám.
Časová dotace: 20 min
Pomůcky:GPS přijímač s příslušenstvím
Trasování vytváří sekvence trasových bodů, které uţivatele vedou ke
konečnému cíli. Do přístroje eTrex lze uloţit 50 tras, kaţdou aţ s 250 body.
Stránka Trasy slouţí k vytváření nebo úpravě trasy a k přidávání trasových
bodů do trasy.
19
3.7.1 Vytvoření trasy:
1. Stiskněte 2x tlačítko MENU - Trasy.
2. Zvolte moţnost Nová – Příští bod.
3. Pomocí menu Hledat vyberte trasový bod pro trasu z jedné ze skupin Hledat.
4. Volbou moţnosti Pouţít jej přidejte do trasy.
5. zvolte moţnost Navigovat.
3.7.2 Způsoby stanovení trasy k cíli

Při volbě moţnosti Navig na stránce Bod nebo jiné poloţky Hledat se vytváří přímá trasa.

Při volbě moţnosti Navigovat na stránce Trasa pouţijte přístroj eTrex trasu tvořenou trasovými
body nebo poloţkami menu Hledat. Naviguje pak přímo od bodu k bodu.

Při pouţívání přístroje eTrex lze oba způsoby navigace měnit volbou moţnosti Sledovat silnici na
stránce Nastavení trasování. Moţnost Navig i navigace od bodu k bodu umoţňují automatické
stanovení trasy po silnicích. Automatické trasování pouţívá silnice z mapové databáze pro
automatický výpočet trasy k cíli. Odbočky na cestě se předem oznamují pomocí navigační zprávy
s grafickým znázorněním odbočky.
3.7.3 Navigace po uloţené trase:
1. Stiskněte 2x tlačítko Menu – Trasy.
2. Vyberte uloţenou trasu – Navigovat.
3. Pro ukončení navigace stiskněte tlačítko MENU – Ukončit navigaci.
3.7.4 Úprava trasy
Stránku Trasa lze pouţít pro úpravy, změnu názvu trasy a kontrolu jejích bodů.
Změna názvu trasy:
1. Stiskněte 2x tlačítko MENU – Trasy.
2. Vyberte uloţenou trasu – vyberte pole názvu trasy v horní části stránky Trasa.
20
Kontrola jednotlivých trasových bodů:
1. Stiskněte 2x tlačítko MENU – Trasy.
2. Vyberte uloţenou trasu – vyberte bod na stránce Trasa – tlačítko ENTER – Přehled.
3. Zvolte moţnost Uloţit, Mapa nebo Navig.
Odstranění trasy:
Na stránce dané trasy stiskněte tlačítko MENU – Vymazat trasu.
3.8 Hlavní stránky
Předpokládaný přínos pro ţáky v tomto úkolu je zvládnutí získání základních informací o druţicích, dané
pozici apod. za přístroje GPS.
Časová dotace: 20 min
Pomůcky: GPS přijímač s příslušenstvím
Mapa, Kompas a Hlavní menu – mezi stránkami lez přepínat stisknutím tlačítka KONEC.
3.8.1 Stránka druţice
Tato stránka se zobrazuje po zapnutí přístroje, poté k ní lze získat přístup z Hlavního menu.
Možnosti stránky Družice

Vypni/Zapni GPS přijímač – umoţňuje zapnout a vypnout GPS přijímač.

Čelem / K severu – určuje, zda se zobrazují druţice s kruhy orientovanými na sever v horní části
displeje nebo s aktuální prošlou trasou v horní části displeje.

Vícebarevný / Jednobarevný – určuje, zda se jednotlivé druţice zobrazují s různými barvami.

Nová pozice – pouţívá se, pokud uţivatel přemístil přístroj na vzdálenost větší neţ zhruba 1100 km.

GPS výška – zobrazuje aktuální nadmořskou výšku.
21
3.8.2 Stránka mapa
Na této stránce se zobrazuje vestavěná základní mapa, která obsahuje města, dálnice, silnice 1. a 2. třídy,
informace o sjezdech a obrysy jezer a řek.
Po stisknutí KŘÍŢOVÉHO OVLADAČE se přístroj eTrex přepne do
reţimu procházení mapy, ve kterém se mapa posouvá tak, aby se na displeji
stále zobrazovala bílá šipka /mapový kurzor). Lze přidat a konfigurovat aţ
čtyři volitelná datová pole, která se nachází v horní části stránky a který
zobrazují různé informace o cestě a navigaci.
Zobrazení datových polí na stránce Mapa:
1. Stiskněte tlačítko MENU – Datová pole. Zobrazí se podmenu
Ukázat.
2. Vyberte počet datových polí, které chcete zobrazit na stránce
Mapa a stiskněte tlačítko ENTER.
Změna zobrazení datového pole:
4. Stiskněte tlačítko MENU – Změna dat. polí. Zvýrazní se první datové pole.
4. Stiskněte tlačítko ENTER.
4. Zvolte moţnost
4. Přejděte na další pole a postup opakujte.
Možnosti stránky Mapa

Zastavit (obnovit) navigaci – moţnost zastavuje a obnovuje navigaci.

Přepočtení – slouţí k přepočtení trasy.

Datová pole – slouţí k otevření podmenu Ukázat pro volbu počtu zobrazených datových
polí: Jen mapa, 1 široké datové pole, 2, 2 široká datová pole, 3 nebo 4 pole.

Změna dat. polí – umoţňuje vybrat typ dat v datových polích. Tato moţnost je k dispozici
pokud jsou zvolena datová pole.

Navigační text - zobrazuje zprávy na displeji s doporučením pro další krok při navigaci.

Nastavení mapy – slouţí pro přístup na 6 stránek moţností zobrazení.

Měření vzdálenosti (ukončení měření) – slouţí pro měření vzdálenosti od aktuální pozice
k mapovému kurzoru.
22

Zapnout (vypnout) označení listu – slouţí k vyloučení
zobrazení poloţek, které mohou zakrývat podrobnosti
silnice.

Nastavit pův. hodnoty – slouţí pro návrat k nastavení výrobce.
3.8.3 Stránka Kompas
Stránka Kompas slouţí k navigaci k cíli pomocí grafického zobrazení
kompasu a ukazatele směru nebo kurzu. Otočný krouţek kompasu udává směr
pohybu. Ukazatele směru a kurzu ukazují směr (směr k cíli nebo kurz pohybu)
k cíli relativně vzhledem k aktuálnímu směru pohybu. Pro navigaci zvolte
ukazatel směru nebo ukazatel kurzu.
Možnosti stránky Kompas:

Ukončit/Obnovit navigaci – slouţí k zapnutí a vypnutí aktivní navigace pro trasu nebo moţnost
Navig.

Přepočtení – slouţí k přepočtení cesty k cíli.

Ukazatel kurzu nebo směru – slouţí k přepínání mezi ukazatelem kurzu a směru.

Datová pole – slouţí k volbě počtu datových polí zobrazených na stránce Kompas.

Změna dat. polí – slouţí k volbě typu dat, která chcete zobrazit v datových polích.

Nastavit pův. hodnoty – slouţí pro návrat k nastavení výrobce.
Použití ukazatele kurzu nebo směru
Ukazatel směru a ukazatel kurzu jsou na sobě
nezávislé. Ukazatel směru ukazuje směr k cíli,
ukazatel kurzu ukazuje vztah pozice uţivatele k čáře
kurzu vedoucí k cíli.
Pokud například šipka ukazatele směru směřuje
přímo nahoru, směřujete přímo k cíli. Pokud ukazuje
jiným směrem neţ nahoru, otáčejte se v jejím směru, dokud šipka nebude směřovat nahoru, a pak pokračujte
tímto směrem. Ukazatel směru ukazuje k cíli (viz. foto).
23
Pokud pouţíváte ukazatel kurzu a odchýlíte se od směru cesty z původní pozice k cíli, indikátor odchylky od
kurzu (šipka s vodorovnou tečkovanou čárou) graficky znázorňuje odchylku (doprava nebo doleva) na
stupnici zobrazené na kruhu kompasu. Vraťte se na kurz změnou směru pohybu doprava nebo doleva.
3.8.4 Stránka Trasový počítač
Stránka Trasový počítač zobrazuje osm typů navigačních dat. Volbou
moţnosti Velká čísla lze stránku uspořádat do tří velkých datových polí.
Kaţdé datové pole lze vybrat a můţe obsahovat jednu z mnoha moţných
informací. Po volbě nadpisu datového pole lze stisknutím tlačítka ENTER
provést novou volbu.
Menu moţností umoţňuje vymazat data trasového počítače při zahájení nové
cesty, zvolit velké nebo malé číslice a obnovit výchozí nastavení.
24
4. Náměty na úkoly a jejich
řešení
4.1 ÚKOL – Vzdálenost k určitému bodu, vzdálenost dvou bodů
Fyzikální veličina délka patří mezi základní jednotky SI, se kterou se ţáci setkávají jiţ na prvním stupni ZŠ.
GPS přístroje je vhodné vyuţít k ověřování ţákovských odhadů vzdáleností dvou bodů.
Pomůcky: GPS přijímač s příslušenstvím, pro doplňující úkoly pásmo, dálkové (laserové) měřidlo
vzdálenosti atd.
Vzdálenost k určitému bodu (šířka řeky) - postup:
1. Na mapě se stisknutím v místě, které odpovídá místu, k němuţ se má měřit vzdálenost zobrazí
špendlík s červenou hlavičkou.
2. Současně se v horní části displeje zobrazí tlačítko s názvem bodu, aktuální vzdáleností a směrem
(příp. i jinými daty dle nastavení GPS přijímače).
3. V případě, ţe je trasový bod jiţ uloţen je moţné v aplikaci „Kam vést?“ zvolit moţnost „Trasové
body“ a vzdálenost zjistit z nabídky.
4. Je-li to moţné, je vhodné změřenou vzdálenost opět ověřit pásmem nebo „Trasovým počítačem“ a
porovnat získaná data.
Vzdálenost dvou bodů - postup:
1. V aplikaci „Trasový počítač“ je moţné vybrat vhodné nastavení zobrazovaných údajů
(Výchozí, Automobil, aj.).
2. Projít měřenou dráhu.
3. Z aplikace „Trasový počítač“ lze vyčíst statistické údaje týkající se aktuální trasy.
NEBO
1. Stiskněte tlačítko MENU – Měření vzdálenosti. Na aktuální pozici se na obrazovce zobrazuje šipka,
pod ní text „REF“.
2. Přesuňte šipku k referenčnímu bodu (počátečnímu bodu, od kterého chcete měřit) a stiskněte tlačítko
ENTER. Počáteční bod označuje ikona špendlíku.
25
3. Přesuňte šipku do bodu, který chcete změřit. Vzdálenost mezi
dvěma body se zobrazuje v horním pravém rohu.
Po změření dráhy GPS přijímačem, je-li to moţné, je vhodné dráhu změřit např. pásmem. Po absolvování
měření oběma způsoby je třeba porovnat získané údaje a prodiskutovat příčiny případných odlišných údajů.
Doplňující úkoly:
Podle stáří ţáků je moţné nastavit obtíţnost úlohy. Pro ţáky prvního stupně je důleţité uvědomit si, kdy
vzdálenosti odhadujeme a kdy je měříme. Úkol by mohl být odhadnout, jak dlouhé je školní hřiště. V dalším
kroku mohou ţáci měřit na vlastní libovolné jednotky (kroky, stopy, kotouly atd.), z čehoţ snadno vyplyne,
ţe pro ověření správnosti měření potřebujeme všichni stejnou jednotku. Ţáci druhého stupně si mohou
vyzkoušet různé způsoby měření určené vzdálenosti - pomocí pravítek, pásem, dálkových měřidel, určit
zásady měření, zda se dopouštějí chyby. Pro střední školy se můţe úloha rozšířit o principy dálkových
měřidel, chybu, s kterou určí vzdálenost GPS přístroj atd.
Měření vzdálenosti lze pouţít i pro určování výšky, kdy za pomocí podobnosti trojúhelníků a naměřených
vzdáleností můţeme určit výšku budov, stromů apod.
4.2 ÚKOL - Měření obsahu plochy (hřiště)
V tomto úkolu se ţáci setkávají s fyzikální veličinou obsah. Odhad obsahu plochy je pro ţáky
problematický, proto je jedinečná moţnost vyuţít GPS přijímač pro vytyčení určité jednotky plochy (ar, ha).
Pomůcky: GPS přijímač s příslušenstvím, pro doplňující úkoly pásmo
Postup:
1. V hlavním menu GPS přijímače se vybere aplikace „Výpočet plochy“.
2. Po stisknutí tlačítka je třeba obejít hranice měřené plochy.
3. Měření se ukončí tlačítkem.
4. Z displeje se určí hodnota obsahu plochy v určených jednotkách.
Doplňující úkoly:
Úkol je moţné kombinovat s matematickými výpočty známé plochy (dílčím úkolem by bylo měření
vzdáleností). Problémová úloha nastává v okamţiku zjišťování obsahu nepravidelného obrazce.
Ţáci druhého stupně i středních škol by určitě zaujala i úloha vytyč jeden ar, případně jeden hektar. Pro
současné ţáky by tato úloha mohla být značně problematická, naproti tomu rodiče a prarodiče dnešních ţáků
měli s podobnými odhady rozhodně větší zkušenosti. Dále lze moţno kombinovat s převody obsahových
jednotek.
26
4.3 ÚKOL - Měření rychlosti
Pomocí GPS přijímače lze měřit i rychlost (běhu, chůze po dané trase, rychlost řeky, auta atd.). Ţáci si
vytyčí přiměřenou vzdálenost, případně délku toku apod. a změří čas potřebný k překonání celé délky.
Procvičí se tedy mnoho úkonů - měření dráhy, měření času, vztah mezi rychlostí, dráhou a časem, případně
představa pojmu průtok, lze navázat na druhy pohybů a rozdíly mezi rovnoměrným a zrychleným pohybem.
Pomůcky: GPS přijímač s příslušenstvím
Postup při měření rychlosti toku řeky:
Pomocí trasového počítače
1. Nastavit „Trasový počítač“.
2. Do vodního toku se vhodí kousek dřeva a po břehu je třeba se pohybovat souběţně s dřevem.
3. Po ujití přiměřené vzdálenosti se pomocí „Trasového počítače“ určí rychlost toku.
Pomocí vztahu mezi dráhou a časem
1. Na aktuálních souřadnicích se vytvoří trasový bod (např. „Start) a spustí se k němu navigace.
2. Podél potoka se provede přesun o přiměřenou vzdálenost (10 – 50 m).
3. Pomocník vhodí do vodního toku kousek kůra (větvička, list aj.)
4. Změří se doba, kterou potřebuje kůra k překonání vyměřeného úseku.
5. Ze vztahu mezi dráhou a časem ( v = s/t) se vypočítá rychlost toku.
Doplňující úkoly:
Úkol je moţné propojit s prací s počítačem. Např. lze nahrát data z GPS přístroje do počítače a dále
zpracovávat do grafů a lze dále rozebírat různé druhy pohybů a jejich zápis. Obdobou by bylo zadání grafu,
kterým se ţáci mají řídit a projít trasu podle daného grafu.
27
4.4 Úkol - měření nadmořské výšky
Pomocí GPS přijímače lze měřit i nadmořskou výšku, případně si zobrazit profil dané trasy. To úzce souvisí
se změnami tlaku. Nadmořskou výšku tak přístroj zjišťuje buď z dostupných map, nebo pomocí změny
tlaku.
Pomůcky: GPS přijímač s příslušenstvím
Postup při měření nadmořské výšky:
1. Zkontrolovat, zda v „Nastavení/Výškoměr/Typ grafu“ je nastaven
graf „Nadmořská výška/čas“ nebo „Nadmořská výška/vzdálenost“.
2. V hlavním menu GPS přijímače se vybere aplikace „Elevation plot“.
3. Po zobrazení grafu se v horní části displeje zobrazí volitelná datová
pole s měřenými veličinami (po stisku pole lze nastavit měřené
veličiny).
4. Ve zbývající ploše je zobrazena závislost atmosférického tlaku na
vzdálenosti nebo na času.
Doplňující úkoly:
Úkol je moţné spojit s cyklistickým výletem, kdy je pro ţáky velmi zajímavý právě profil projeté trasy, jaké
převýšení zdolali atd. nebo při turistickém výletě na nejvyšší kopec v okolí. Výšku kopce nebo jiného
vysokého objektu je opět moţné i odhadovat a řešit, jakými různými způsoby ji můţeme určit (viz. např.
výška stromu výše apod.). V souvislosti s nadmořskou výškou je moţné dále hovořit o vysokohorské
turistice a dobývání nejvyšších míst planety Země (případně i porovnávání nejvyšších míst na jiných
planetách – Mars apod.). Jaké fyzikální veličiny se s nadmořskou výškou mění a proč? Jak horolezci tyto
změny řeší? Jaká nadmořská výška bývá nazývána jako zóna smrti? Zmíněna by tedy měla být i rozdílná
hustota vzduchu.
4.5 Úkol - měření tlaku
Pomocí GPS přijímače lze měřit i atmosférický tlak. Ţáci mohou prakticky vysledovat závislost velikosti
atmosférického tlaku na nadmořské výšce, změně počasí apod. U kaţdého přístroje můţete zjistit, zda má
přímo zabudovaný tlakoměr, nebo zda vyuţívá přibliţný výpočet tlaku podle nadmořské výšky.
Pomůcky: GPS přijímač s příslušenstvím
28
Postup při měření nadmořské výšky:
1. Zkontrolovat, zda v „Nastavení/Výškoměr/Typ grafu“ je
nastaven graf „Atmosférický tlak“ nebo „Okolní tlak“.
2. V hlavním menu GPS přijímače se vybere aplikace „Elevation plot“.
3. Po zobrazení grafu se v horní části displeje zobrazí volitelná datová pole s měřenými veličinami (po
stisku pole lze nastavit měřené veličiny).
4. Ve zbývající ploše je zobrazena závislost atmosférického tlaku na času.
Doplňující úkoly:
Tlak vzduchu a nadmořská výška spolu úzce souvisí. Stránka Výškoměr u přístroje GPS zobrazuje profil
změn nadmořské výšky podle vzdálenosti nebo času nebo profil změn tlaku vzduchu v čase. Podle profilu ve
středu stránky lze konfigurovat GPS přístroj tak, aby zobrazoval buď graf nadmořské výšky, nebo graf
okolního tlaku vzduchu. Datová pole v horní části stránky můţe volit uţivatel. Dalšími moţnostmi stránky
jsou Vykreslit výšky, Zobrazit v čase nebo Zobrazit na vzdálenosti, které slouţí k zobrazení grafu podle
nastavené doby nebo nastavené vzdálenosti. Volba Vykreslit tlak, Normál. tlak či Okolní tlak potom slouţí k
zobrazení změn nadmořské výšky, ke kterým došlo během nastavené vzdálenosti nebo k zobrazení změn
tlaku vzduchu během nastavené doby. Lze upravovat i rozsah měřítka (volba Rozsah měřítka. Výškoměr u
většiny elektronických zařízení, které si kupujeme, je nutno předem zkalibrovat. Kalibraci provádíme na
místě, na kterém známe správnou nadmořskou výšku pro danou pozici, a zvyšujeme tím přesnost
výškoměru. Nastavení původní hodnoty slouţí ke zrušení všech zaznamenaných dat ve schránce a zahájení
záznamu dat nových.
Doplňující úkoly:
Atmosférický tlak je termín, který zasahuje do učiva počasí, vzduch, atmosféra, tlak apod. Jiţ na prvním
stupni ZŠ je moţné s dětmi při výstupu na vyšší kopec zkusit jednoduchý tlakoměr (vyrobený z balónku
a láhve) a porovnávat, zda nám GPS přístroj a jednoduše vyrobená pomůcka ukazují stejné závěry. Na
druhém stupni jiţ můţeme počítat, jak se mění tlak vzduchu s danou nadmořskou výškou, a pomocí GPS
přístroje to experimentálně ověřit. Grafy vykreslující tlak a změnu nadmořské výšky opět mohou pomoci
k pochopení práce s grafem, návaznosti v práci s počítačem, kdy si děti umí představit cestu, kterou
skutečně prošli (a tak je jim úloha bliţší neţ grafy, za kterými si neumí nic představit), a pochopení
vzájemné souvislosti tlaku a nadmořské výšky. Na střední škole můţeme pouţívat sofistikovanější
přístroje, které atmosférický tlak měří s větší přesností, a tak můţe stačit i několikapatrová budova
k zajímavým pokusům. Ţáci potom mohou vymýšlet vlastní způsoby, jak atmosférický tlak změřit.
29
4.6 GPS a jiné předměty
V této části jsou nastíněny náměty na činnosti např. při projektových dnech věnovaných GPS,
integrace tématu do různých výukových předmětů. Moţností je nepřeberné mnoţství. Toto je jen ukázka
toho, jakým směrem v různých předmětech můţe učitel zamířit.
Matematika
Motivace ţáků pomocí GPS můţe být vyuţita i v matematice. Výpočty obsahů ploch jiţ byly
zmíněny, stejně jako odhady výšky objektů. U měření jakýchkoli dalších fyzikálních veličin je moţné i na
vlastní kůţi „zaţít“ převody jednotek.
Zajímavým a často problematickým úkolem bývají pro ţáky převody mezi úhlovými minutami,
vteřinami apod. GPS souřadnice jsou v přístrojích uváděny v různých formátech a stejně tak je najdete
v různých formách i na internetových mapách. Převody mezi jednotlivými formáty mohou slouţit jako
motivace k pochopení převodů mezi úhlovými jednotkami a s pomocí různých souřadnic lze řešit i zajímavé
problematické úlohy spojené např. se sférickými souřadnicemi.
Princip určení polohy je také v podstatě problémem mnoţin bodů dané vlastnosti, který se řeší na 2.
stupni ZŠ a potom i na středních školách. Praktický příklad pro abstraktní matematické rovnice můţe
pomoci s lepším pochopením problematiky.
Zeměpis
Praktická práce s mapou, buzolou apod. je přímo součástí výukových oblastí pro zeměpis. Úloh typu
hledání místa pomocí GPS souřadnic, určení GPS souřadnic místa, kde jsme byli na dovolené, určit pomocí
GPS souřadnic délku řeky atd., je opravdu velké mnoţství. Skvělá pomůcka i pro výuku o světových
stranách, případně pro vysvětlování rovnoběţek a poledníků na Zemi.
Fyzika
Pro fyziku jsou zajímavé úlohy, ve kterých budeme počítat s druţicemi GPS. Můţeme určovat
rychlost startu nebo jejich pohyb na oběţné dráze Země. Další netradiční úlohy vzniknou při prostudování
technologie druţic – nabíjení, vysílání a přijímání signálu, problematika s teorií relativity apod. GPS pozice
slouţí i jako motivace u komplexních úloh, ve kterých ţáci mají vyřešit problém na místě, které je zadané
jen pomocí GPS souřadnic. Dané místo musí najít, zjistit, jaké jsou v oblasti podmínky a potom vyřešit
zadaný problém. S GPS přístroji také můţeme, jak jiţ bylo ukázáno v předchozích kapitolách, mnohé
veličiny přímo měřit nebo alespoň odhadovat.
30
Na střední škole můţe GPS systém fungovat jako běţný příklad
pro relativistické jevy. Druţice obsahují atomové hodiny s rubidiovým
nebo cesiovým oscilátorem, ale musí být dobře promyšleno, ţe se budou oproti pozemským zpomalovat, a
tak se musí dobře promyslet synchronní hodiny na zemi. Pro gymnázia nebo výjimečně nadané ţáky lze
najít i spousta dalších problémů, které se v běţné výuce neřeší.
Informatika
GPS přístroje propojují práci s internetem (hledání pokladů u geocachingu, práci s internetovými
mapami), práci např. s programem Microsoft Excel nebo jiným podobným produktem, ve kterém mohou
ţáci zpracovávat data a pracovat s grafy. Další oblast je programování - sloţitější trasy (wherigo apod.) mají
své vlastní programy, ve kterých můţeme trasu vytvořit. Při vlastním plnění trasy potom GPS přístroj
zobrazuje další úkol aţ po správném vyřešení úkolu předchozího (pozn. tuto funkci neumoţňují všechny
GPS přístroje).
Jazyky
V českém nebo cizím jazyku je moţné vyuţít GPS přístroj jako předlohu pro odborný text, referát,
případně pracovní popis. S menšími dětmi se můţe procvičovat vyprávění o uspořádaném výletu. Poklady
geocachingu bývají uloţeny i v zahraničí a mohou se i do zahraničních registrů vkládat. Ţáci tedy mohou
řešit nebo tvořit trasu v jakémkoli jazyku.
Výtvarná výchova, hudební výchova
Především pro ţáky prvního stupně by se do výtvarné výchovy mohla zařadit hodina na kreslení
výletu navigovaného pomocí GPS, druţic rotujících kolem Země nebo pozorování světových stran
v přírodě. Přesné nákresy GPS přístroje ţákům pomáhají v nácviku pozorování a přesného zaznamenání
skutečnosti. Na druhém stupni je moţné vyrábět model Země a druţic, které systém GPS vyuţívá.
V hudební výchově pak mohou ţáci skládat písničku pro výlet nebo pro naučení základních pravidel o
fungování GPS přístroje. Dále mohou řešit, jak se změní zvuk v různých nadmořských výškách apod.
Tělesná výchova
Při tělesné výchově je moţné vyuţít GPS přístroje k procházkám, jakoţto pohybové aktivitě např.
pro děti, které nemohou normálně cvičit. Velmi dobře se osvědčí i při orientačnímu běhu. Orientační běh
potom lze zpestřit i jako závody mezi GPS přístroji a buzolou či kompasem.
Biologie a ekologie
31
Podle světových stran se orientují i určité biologické procesy –
stavba mraveniště, letokruhy, lišejníky.
V ekologické oblasti můţe být zajímavý pohled na elektronické přístroje, jako na nebezpečný
elektroodpad. Můţeme se dotknout zajímavých témat - jak elektroodpad znečišťuje svoje okolí, kolik ho
v dnešní době vyprodukujeme, jaké nebezpečné látky jsou vyuţívány na výrobu, jak se má elektroodpad
správně likvidovat a jaké má správná recyklace výhody,…atd.
S tím souvisí i otázka druţic – jak se vyrábí, jaké materiály na jejich výrobu pouţíváme, co se dělá
s nefunkčními druţicemi, na jakém principu fungují různé technologie, které druţice vyuţívají,…atd.
Společenské vědy a historie
GPS navigační systém původně slouţil jako vojenský systém. Jaké jsou další systémy, které jsou
v provozu nebo jsou naplánovány (např. evropský projekt Galileo), jaké vynálezy nám dopřálo vojenství,
výzkumné ústavy (např. NASA) apod. Jaké jsou výhody a naopak nebezpečí zcela přesných navigačních
přístrojů a jak se bránit proti jejich zneuţití? Případně jaká politika můţe stát za budováním konkurenčních
navigačních systémů apod.
Jak se určovala poloha v minulosti? Problematika zámořských výprav a dnešních moderních výprav
do odlehlých končin naší planety, apod. Otázek je opravdu velké mnoţství a záleţí jen na učiteli, jak široce
dané téma pojme.
4.7 Geocaching a trasy vyuţitelné ve výuce
Pod pojmem geocaching se skrývá v dnešní době oblíbená moderní varianta šipkované. Spočívá
v hledání pokladu – tzv. cache nebo kešky. Tu si můţe kaţdý najít na internetových stránkách, které se
geocachingem zabývají. Trasy mohou být různě sloţité. Nejjednodušší je procházka po okolí, kdy hledáte
schované místo s keškou. Některé trasy jsou zpřístupněné aţ po vyřešení jednoho úkolu, jiné jsou dělané
formou trasy od plnění úkolu k dalšímu úkolu. A to je moţné vyuţít i ve výuce.
Kešky mohou být různě velké, záleţí na prostředí, ve kterém jsou schované (i kdyţ spíše se
setkáváme s velmi malými rozměry). Dají se kupovat ve specializovaných obchodech nebo vyrábět podle
vlastní fantazie. Mohou mít i podobu kamene nebo dřeva, aby byly hůře rozpoznatelné pro nezasvěcené.
Kešku by tedy neměl najít někdo, kdo ji přímo nehledá. Pro tento případ jsou v něm pravidla pro případné
nálezce, která vysvětlují, co dotyčný našel a ţe má schránku uvést do původní podoby. Dále obsahují razítka
32
nebo drobné předměty, které se buď vyměňují, nebo putují ze schránky
do schránky. Geocaching má i svůj morální kodex, který by měli
všichni účastnění dodrţovat. O něm můţeme s ţáky diskutovat, co by v něm mělo být, jaké by bylo správné
chování apod. Samozřejmě toto chování můţeme rozšířit i na celou třídu a společnost.
Pro výuku je asi nejvíce vyuţitelná metoda několika úkolů, jejichţ vyřešení vede k cíli, nejlépe
nějakému pokladu. Jak je jistě zřejmé, úkoly, které na trase budou plněny, mohou být ze zcela libovolné
oblasti, takţe můţe šipkovanou vyuţít učitel kteréhokoli předmětu. A lze ji tvořit v libovolném stylu.
Buď ţáci plní úkoly a výsledky si zapisují do pracovního listu, který se později vyhodnotí. Nebo mají
trasu sloţenou z otázek a moţností. U kaţdé moţnosti je uvedena poloha dalšího místa. Pokud odpoví
špatně, zavede je poloha na úlohu, která jim pomůţe ve vyřešení předchozího úkolu, nebo je pouze zdrţí,
aby zjistili, ţe odpověděli špatně. Další variantou je měřící trasa, kdy vţdy ţáci vypočítají nebo změří
nějakou hodnotu na daném místě, čímţ získají čísla přímo GPS souřadnic. Souřadnice dalšího stanoviště
mohou být i zašifrované pomocí probíraných matematických vzorců, nebo doplněny pomocí měření na
daném místě. Schránka s dalšími souřadnicemi můţe být nalezena pomocí sloţení puzzle nebo vyřešení
problémové úlohy, kdy musí spolupracovat celá skupina (např. vyuţít znalostí o lomu a odrazu světla,
skládání či rozkladu sil, Archimédův zákon k vynesení schránky z trubky apod.). Text můţe být zašifrovaný
nebo psaný tak, aby ţáci museli pouţít improvizovanou lupu atd. K dalšímu stanovišti můţe zavést i určení
světové strany nebo azimutu, kterého se mají drţet po určitou vzdálenost, kterou musí odhadnout nebo
změřit. Variant je prostě nepřeberné mnoţství.
Jsou-li děti rozděleny do několika skupin a je-li trasa pojatá jako soutěţ, rozvíjí se při plnění trasy
komunikační dovednosti, spolupráce při řešení problému, prosazení vlastního názoru, případně prezentace
výsledků před celou třídou atd. Komunikační a tvůrčí dovednosti mohou být procvičeny i při vlastní
přípravě trasy. Ţáci jsou rozděleni na dvě skupiny a vzájemně si připravují trasu, stanoviště, otázky,
případně zápletku (např. loupeţ a pochod po stopách pachatele) apod.
Náš projekt se jmenuje CESTOU - NECESTOU s GPS i bez, protoţe si jsme vědomi, ţe ne kaţdá
škola si mţe dovolit zakoupit mnoho GPS přístrojů. V tom případě lze uspořádat klasickou šipkovanou.
Místo navigace lze pouţívat klasicky kompas nebo buzolu, vlastní plánek trasy (můţe opět vyrábět skupina
dětí pro druhé a učí se i tvorbu map) apod. Ale lze vyuţít i GPS, protoţe všechny mapy (např. www.mapy.cz
atd.) GPS souřadnice udávají. Takţe lze aplikovat trasu pomocí mapek, kam se zapíší jednotlivé GPS
souřadnice, nebo si děti pomocí počítače a zadaných GPS souřadnic najdou místa stanovišť, které potom
budou hledat. Takţe se dá pracovat s GPS souřadnicemi i bez přístrojů. Na druhou stranu moţná někteří ţáci
33
budou mít mobilní telefon, který má jiţ zabudovanou navigaci a můţe
se vyuţít i těchto přístrojů. Trend GPS přístrojů v mobilech, hodinkách
apod. bude jistě pokračovat - i s ohledem na bezpečnost dětí, protoţe rodiče chtějí mít o svých dětech
přehled.
Příklady určení místa dalšího stanoviště
- Určete výšku budovy, která se od vás nachází na severovýchodě, získanou hodnotu v metrech zaokrouhlete
na desítky a dosaďte do vzorce za proměnnou A: N 51°18,A2A' E 018°13,3A4'
- Vzorec můţe být i sloţitější: Hodnotu normálního atmosférického tlaku v pascalech dosaďte do vzorce za
proměnnou A,
proměnná
B
je
hodnota
N 48°(A :10000+16),([300*B-A+100]/1000)'
bodu
tání
v
kelvinech
a
vypočtěte
souřadnice:
E 016°(B - 233),(A/(B-250)-19)'.
- Problematika posloupností se promítne do úkolu, kdy lze do vzorce zapisovat souřadnice předchozího
stanoviště. Riziko i adrenalin jsou v tom, ţe jedna chyba se bude zvětšovat při kaţdém dalším úkolu, protoţe
na konci hry jiţ ta odchylka můţe činit i několik kilometrů.
N1 = N0 – (A-4*25)'
E1 = E0 + (2,5*B-20)/300'.
- Pomocí výběru z moţností: Vyber jednu z nabízených moţností a doplň hodnotu proměnné A do vzorce: N
51°18,A2A' E 018°13,3A4'
- úkol vztaţen na místo, na kterém se stanoviště nachází:
a) Řeka před vámi teče rychlostí 5km/s. (A = 3),
b) Řeka před vámi teče rychlostí 5m/s. (A = 5),
c) Řeka před vámi teče rychlostí 5km/h. (A = 2),
d) Žádná z možností není správná (A = 7).
- úkol vztaţen na procvičovanou látku (teorie, příklad atd.): Vyberte správný převod
27 m3 =
a) 27 000 l (A = 3)
c) 27 000 km3(A = 2)
b) 0,27 dm3(A = 5)
d) 270 000cm3(A = 7)
34
5.
GPS přijímač Garmin eTrex
Legend HCx
Technické údaje
Rozměry zařízení:
Displej:
Hmotnost:
Baterie:
V 106 mm x Š 56 mm x H 30 mm
Š 33 mm x V 43 mm, 256 barev, s vysokým rozlišením, TFT s automatickou úpravou
jasu /176 x 220 pixelů) a podsvícením
159 g s bateriemi
typ 2 x AA 1,5 V, síťový adaptér 12 V stejnost.
s kabelem nebo adaptér pro počítač a USB
aţ 25 hodin
robustní, plně utěsněné, vodotěsné, IEC-529,
Ţivotnost baterie:
Pouzdro:
IPX7
Rozsah provozních teplot: -15 aţ 70°C
PC propojení:
USB
Výkon
Přijímač:
s podporou systému WAAS/EGNOS
Doba přijetí signálu: (přibliţně)
Spuštění bez předchozího vypnutí – 3s
Spuštění z pohotovostního reţimu – 33s
Spuštění s předchozím vypnutím – 39s
Aktualizace:
1 za sekundu, průběţná
Anténa:
vestavěná kruhová
Kompas:
NE
Výškoměr:
NE
Přesnost
GPS:
< 10 metrů, obvykle 95 %
Rychlost:
0,1 m/s v rovnováţném stavu
Rozhraní:
vlastní Garmin /USBú
Ţivotnost uloţených dat:
nekonečná, pro paměť není třeba baterie
Kapacita pro ukládání map: podle formátované kapacity paměťové karty microSD
35
6.
Pouţité zdroje
Literatura a www zdroje:

Global Positioning System dostupný z WWW: <http://www.gps.gov/>.

USCG Navigation Center dostupný z WWW: <http://www.navcen.uscg.gov/>.

Geocaching dostupný z WWW: < http://rvp.cz/informace/dokumenty-rvp/>.

Computerworld, 10.2.2006, č.: 004, str.: 25

Návod k obsluze k GPS přijímači Garmin eTrex Legend HCx

Geocaching dostupný z WWW: <http://www.geocaching.cz/>.

Česká encyklopedie geocachingu dostupný z WWW: <http://wiki.geocaching.cz/>.

Global Positioning System dostupný z WWW:
<http://http://cs.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System/>.
Zdroje obrázků:

http://gpsline.elko.cz/garmin-gpsmap-60csx-gps-navigace-cr-turisticka-mapa_i7126.jpg

http://www.kosmo.cz/data/1025/gps.jpg

http://data.vsedomu.cz/hifi/0024/460/navigace-garmin-gpsmap-62s.jpg

http://zonetworks.cz/navigace/C250.jpg

http://img.aktualne.centrum.cz/364/67/3646794-gps-satelit.jpg
Autoři fotografií: Jana Česáková, Petr Nezavdal, Miroslav Tobyška
36
37
38