1

METODE AKTIVNOG UČENJA s primjerima iz predmeta Satelitska navigacija

Medžida Mulić

Sarajevo, septembar 2018

2

This publication has been produced with financial support from the Erasmus+

Programme of the European Union, under the GEOWEB project: 561902-EPP-1-

2015-1-SE-EPPKA2-CBHE-JP Modernising geodesy education in Western Balkan

with focus on competences and learning outcomes (GEOWEB)

The European Commission support for the production of this publication does not

constitute an endorsement of the contents which reflects the views only of the

authors, and the Commission cannot be held responsible for any use which may be

made of the information contained therein.

METHODS OF ACTIVE LEARNING

with some examples from Satellite navigation

Medžida Mulić

Acknowledgment

I would like to thank to the assistant Nedim Kulo for his engagement to implement

the teaching methods of active learning in the subject of Satellite Navigation, as

well as, to all students who participated in the active learning process, for their

enthusiasm and disciplined work. In addition, I owe my gratitude to super teacher

Flor for her teaching on active learning methods and, of course, to Huaan who has

designed and coordinated all project activities in the extraordinary way, and have

patience working with me. It was great pleasure to work and learn from both of you.

3

Sadržaj

UVOD ........................................................................................................................ 4

1.1 Definicije pojmova učenja i aktivnog učenja ................................................... 6

1.2 Student i nastavnik u aktivnom učenju ...................................................... 7

1.3 Učenje i podučavanje ...................................................................................... 9

2. TEORIJA O AKTIVNOM UČENJU ............................................................... 11

2.1 Različiti teorijski pristupi aktivnom učenju ................................................... 12

2.2 Različite strategije i metode pri aktivnom učenju .......................................... 13

2.3 Poteškoće u implementaciji aktivnog učenja ................................................. 16

2.4. Metoda zasnovana na rješavanju problema................................................... 16

3. PRIMJERI PROVEDENOG AKTIVNOG UČENJA .................................... 19

3.1 Problemsko rješavanje zadatka-PBL ............................................................. 19

3.2 Rješavanje zadatka radom na projektu-PBL ............................................ 21

3.3 Metoda mikroučenja ................................................................................ 21

LITERATURA ....................................................................................................... 24

PRILOG .................................................................................................................. 26

Content .................................................................................................................... 97

4

UVOD

If you can’t change your mind, then why have a mind?

Na pitanje “šta je učenje?” moglo bi se odgovoriti da je to proces stjecanja znanja

i vještina. Međutim, za postizanje planiranih ishoda učenja i stjecanja trajnog

znanja, veoma je važan način na koji način student uči. Da bi učenje bilo bilo

učinkovito, proces učenja treba studente potaknuti na napredak i pružiti im osjećaj

kontrole nad njihovim vlastitim procesom učenja. Tradicionalnim oblicima

nastavnog procesa, svim studentima se nametao isti, dominantno predavački ili

frontalni način rada, bez uvažavanja njihovih osobnosti, kompetencija, stavova i

razmišljanja. Na današnjem stupnju tehnološkog razvoja, kad se u društvu dešavaju

ubrzane promjene svih područja života, a dostupnost interneta i mnoštva medija koji

omogućavaju različite oblike prikupljanja informacija, pogled na proces učenja

značajno se mijenja. U uvodu svoje doktorske disertacije na temu aktivnog učenja,

Senka Gazibara u (2018) navodi slijedeće:

… “Nepredvidivost i neizvjesnost suvremenoga svijeta u kojemu postojeća znanja i

vještine imaju sve kraći vijek, implicira pogled na društvo kao „društvo znanja“, u

kojemu pojedinac svojim aktivnim djelovanjem mijenja svijet oko sebe i doprinosi

rastu i razvoju suvremenoga društva. U „moru“ informacija, podataka, medija,

dostupnosti različitih izvora, s čime je teško držati korak, lako je izgubiti se na

svom životnom putu. Kako bi se osoba u potpunosti razvila i samoostvarila, aktivno

je učenje uporište njegova rasta i razvoja u cjelovitu ličnost. Čovjek je po svojoj

prirodi radoznalo, kreativno biće koje je sklono akciji te je odmalena te njegove

vrijednosti potrebno razvijati. Pri tome, jedna je od temeljnih uloga suvremenog

odgoja i obrazovanja usmjeravati dijete prema aktivnome učenju, gdje će s

vremenom sve više razvijati vlastite kompetencije, konstruirati i rekonstruirati svoje

znanje te preuzimati odgovornost za svoje učenje i cjelovit razvoj postajući tako

autonomni i samoregulirajući učenik“…

U nastavku istog izvora se kaže: …„u suvremenoj nastavi naglasak (se) stavlja na

snalaženje u novim, nepredvidivim okolnostima, traženje pitanja i odgovora te na

fleksibilnost i otvorenost prema promjenama. U tom kontekstu potrebno je

osvijestiti važnost aktivnoga učenja kao didaktičko-metodičke paradigme

suvremene nastave i njegove pokretačke snage za inovativna, kreativna, autonomna,

intrinzično potaknuta rješenja podržana holističkim pristupom i harmonijskim

razvojem učenika, a koja kreću „odozdo“, od samih učenika i nastavnika, odnosno

od pedagoške prakse. Stoga je cilj ovoga rada ispitati aktivno učenje kao

5

didaktičko-metodičku paradigmu suvremene nastave iz perspektive glavnih aktera

toga procesa ‒ učenika i nastavnika.“ (Gazibara, 2018, str.1)

Od nastavnika i obrazovnih ustanova, s naglaskom na visoko obrazovanje, zahtijeva

se da promijeni načina poučavanja. Potrebno je da se student potakne na

cjeloživotno učenje, koje se u većoj mjeri usmjerava prema razvoju sposobnosti

kritičkog razmišljanja i logičkog zaključivanja. Zato je potrebno u obzir uzeti

individualne razlike studenata i njihovih načina učenja. Potrebno je da se stvori

okruženje u kojem imaju priliku da se osjećaju važnima u nastavnom procesu.

Ovo se provodi uključivanjem studenata u rasprave, uključuje ih u traganje za

odgovorima i rješenjima, razvijaju se vještine timskog rada, te ugrađivanje

vlastitih znanja i iskustava u nastavu. Na taj način studenti postaju aktivni sudionici

nastavnog procesa, jednakopravni nastavniku, a učenje se tada doživljava kao

proces u kojem informacije kolaju: od nastavnika do studenta, od studenta do

nastavnika, ali i između samih studenata. Međutim, metode aktivna nastave od

nastavnika traži mnogo više pripreme nastavnog procesa i zahtijeva

prilagođavanje putem modernizacije nastavnih metoda.

Moderan obrazovni proces je usmjeren ka studentu/učeniku i njegovim obrazovnim

potrebama. Da bi se student pripremio za cjeloživotno učenje neophodno je

promijeniti ulogu nastavnika u procesu obrazovanja. Također, vrlo je važno uvesti

promjene u sam nastavni proces. Predavački pristup, najčešće prisutan u

tradicionalnom sistemu obrazovanja, (naziva se i frontalna nastava), podrazumijeva

da nastavnik iznosi i objašnjava činjenice. Za postizanje najboljih rezultata

studenata, moderna pedagogija kaže da predavačku ili frontalnu nastavu treba

zamijeniti nastavom koja prakticira aktivne metode učenja, koje bolje odgovaraju

potrebama studenta, te ih motivira na samostalno učenje, potiče njihovu kreativnost

i učenje putem istraživanja i rješavanje problema.

Dakle, uloga nastavnika se u modernom pristupu mijenja tako da, njegova/njena

tkz. direktivna uloga prelazi u ulogu koordinatora ili facilitatora, te u ulogu

svojevrsne podrške studentu u procesu učenja.

Proces podučavanja općenito, pored prikupljanja novih informacija, ima ulogu da

promijeni svijest i stavove studenata. To znači da student, nakon efektivne sesije

učenja, neke informacije koje mu nisu neminovno nove, može sagledati na drugi

način i možda promijeniti svoj stav o aktuelnoj temi. Dakle, da bi nastavnik

promijenio svijest studenata, nije neizostavno i neophodno potrebno da nastavnik

iznese nove podatke i informacije, nego često da kod studenata potakne emocije

koje iniciraju promjenu stanja svesti studenta.

Moglo bi se reći da je u procesu podučavanja važno ne samo KOJE i KAKVE

informacije nastavnik prenosi, nego je od velike važnosti KAKO se informacije

6

prenose studentima. Dakle, način na koji se prenose poruke, često je važniji od

sadržaja poruke!

Današnja privreda/industrija zahtijeva stručnjake koji imaju razvijene vještine

kritičkog razmišljanja i samostalnog učenja. Da bi se postigle ove kompetencije

kod budućih profesionalaca potrebno je u obrazovnom procesu primijeniti procese

aktivnog učenja.

1.1 Definicije pojmova učenja i aktivnog učenja

Metoda aktivnog učenja nije nova. Mnogi su poznati učitelji primjenjivala različite

metode aktivnog učenja. Grčki filozof Sokrat, Platonov učitelj, bio je poznat po

primjeni diskusije sa svojim učenicima, a u istraživanjima se služio metodom

pitanja i odgovora. Drugi veoma poznat primjer iz publikacija o aktivnom učenju je

citat Bendžamina Frenklina, koji je prije više od 200 godina rekao:

“Reci mi i ja ću zaboraviti,

Pokaži mi i ja ću možda zapamtiti,

Uključi me i ja ću razumjeti.”

Akcenat je ovdje na ….uključi me (eng. involve me)! Upravo ovo indicira

karakterizira metodu aktivnog učenja. Nameće se pitanje: “Šta je aktivno učenje?”

Postoji mnogo definicija i diskusija o ovom pojmu. Ako se na internetu istraži

definicija pojma aktivno učenje, mogu se izdvojiti nekoliko definicija, kao što

slijedi:

o Učenje kroz pažljivo konstruirane aktivnosti.

o Učenje kroz rad, izvršavanje zadataka i lična akcija.

o Učenje direktnim uključenjem studenta u proces učenja.

Ako se sad istraži definicija pojma učenja, moguće je izdvojiti sljedeće definicije:

o Stjecanje znanja i vještina koje rezultiraju promjenom stanja svijesti.

o Promjena u neuralnim funkcijama kao rezultat doživljenog iskustva.

o Mentalna aktivnost interpretacije, a ne puko registriranje informacija.

Šta se uočava u prednjim definicijama učenja? Ističu se ključne riječi: promjena

stanja svijesti, promjena u neuralnim funkcijama, mentalna aktivnost. Navedene

ključne riječi iz naprijed iznesenih definicija pojma učenja indiciraju suštinu:

učenje izaziva promjenu stanja svijesti. Veća promjena stanja svijesti indicira

kvalitetnije učenje!

7

1.2 Student i nastavnik u aktivnom učenju

Ovdje se u najkraćem iznose važne karakteristike aktivnih metoda učenja, uloge i

ponašanja studenta i nastavnika u procesu aktivne nastave, a prema navodima

Interaktivne otvorene škole (IOŠ, 2016). Postoje izvjesna nerazumijevanja aktivnih

metoda učenja, te se na početku ovog podpoglavlja iznose stavke koje odgovaraju

na pitanje: „Koje metode učenja nisu metode aktivnog učenje? Ukratko to su

sljedeće metode učenja:

o mehaničko (doslovno) učenje

o verbalno učenje

o receptivno učenje (primanje, usvajanje)

o konvergentno učenje (logičko, deduktivno)

o učenje uz minimum pomagala

o učenje gdje prevladava frontalni/predavački rad.

Tablica 1.1 Indicira aktivnosti studenata/učenika u pasivnom i aktivnom učenju iz

kojih se mogu jasno zaključiti razlike u pristupima.

Tablica 1.1: Aktivnosti studenata u pasivnom i aktivnom procesu učenja

(izvor: IOŠ, 2016)

Pasivno učenje Aktivno učenje

Slušanje predavanja Sudjelovanje u diskusiji

Prepisivanje definicija ili pravila Postavljanje pitanja

Odgovaranje na postavljena pitanja Usmjereno čitanje

Čitanje teksta Projektno učenje

Davanje gotovih informacija Saradničko učenje

Usmeno izlaganje nastavnika Istraživačka nastava/ Online učenje

Postoje mnoge prednosti aktivnog uključivanja studenta/učenika u nastavni proces,

a ovdje se navode sljedeće:

o smisleno učenje,

o multimedijsko, praktično učenje,

o aktivno, učenje putem otkrića,

o divergentno (stvaralačko, induktivno) učenje,

o samostalni rad učenika na izvorima znanja,

o rad u malim grupama, timska nastava,

o individualizacija.

Međutim, da bi se student aktivno uključio u nastavni proces neophodno je ostvariti

specifične preduvjete:

8

o Kvalitetna priprema za rad.

o Uloga nastavnika: kompetencije i odnos prema učeniku.

o Prostorna organizacija.

o Efikasno korištenje tehnologije

Činjenica je da se u literaturi mogu pronaći i negativni osvrti na aktivne metode

učenja, pa se navode neke:

o To je igra i zabava.

o Ima previše aktivnosti- premalo refleksije.

o Zahtjeva mnogo vremena.

o Nedovoljno obuhvatanje i produbljivanje sadržaja.

o Opasnost od neproduktivnih ishoda.

Šta predstavlja kvalitetna priprema za rad uz primjenu aktivnog učenja? Nastavnik

za pripremu treba više vremena jer je potrebno:

o Detaljno isplanirati čas (predavanja ili vježbi) jedan dio, ili više od jednog

časa.

o Staviti akcenat na tome šta rade student/učenici.

o U pripremi dominira kako i koje aktivnosti izazvati kod učenika.

o Staviti težište na pripremi prije časa

o Priprema ne može imati fiksnu, uniformnu strukturu.

Dominiraju: organizatorska, motivacijska i partnerska uloga nastavnika u

pedagoškoj interakciji.

Koja je uloga nastavnika i koje kompetencije treba da ima, i kakav je odnos

potrebno zauzeti prema studentu/učeniku? U najkraćem nastavnik treba poduzeti

sljedeće:

o Treba primijeniti nove metode aktivnog učenja.

o Dijagnosticirati.

o Izgraditi nove međupersonalne odnose.

o Graditi emocionalne pozitivne klime u učionici.

o Organizirati ciljno-vođeno učenje.

o Organizirati samoevaluaciju studenta.

o Osigurati individualizaciju.

Nastavnik treba ostvariti pozitivnu atmosferu te imati na umu da su verbalna i

neverbalna komunikacija važne te da samo takve poruke šalje

studentima/učenicima. Ukratko, nastavnik ne bi trebao dati komentare ili izjave

poput:

o To nema nikakvog smisla.

o To nije ono što je nastavnik tražio.

9

o To je potpuno pogrešno/niste u pravu.

Neverbalna komunikacija nastavnika prema studentima treba biti sofisticirana.

Pažnju treba posvetiti držanju tijela i intonaciji glasa, izbjegavati neverbalne poruke

koje šalju negativne poruke. Potrebno je izbjegavati napadačku pozu, povišen glas,

pokazati nestrpljivost, te imati pozitivan izraz lica, itd.

Organizacija radnog prostora također zahtijeva pažnju: veličina učionice, vrsta i

pokretljivost namještaja, poželjan raspored stolova u obliku slova U radi vizuelnog

pregleda. Svi učesnici u aktivnosti trebaju vidjeti lice svih drugih. Dobro je

organizirati sjedenje ukrug i raditi u manjim grupama, jer takva organizacija

ohrabruje međusobnu komunikaciju, interakciju, inkluzivnu atmosferu. Ako su

učionice prevelike preporučljivo je “smanjiti” prostor. Ako su grupe studenata

velike, organizirati ih u manje radne grupe na nastavi kao i za domaće zadatke.

U procesu aktivne nastave potrebno je ostvariti efikasno korištenje tehnologije.

Unaprijed je potrebno odlučiti o vrsti tehničkih sredstava, te se izabrati

odgovarajuća dostupna tehnologija koja odgovara strategiji za stimulaciju aktivnog

učenja. Osigurati unaprijed folije, sladove, .ppt prezentacije, osmisliti osnovni

koncept, strukturu zadatka/problema, uvođenje novina i novih izazova. Ako se

koristi film, potrebno ga je pripremiti unaprijed. Također, pitanja koja potiču

razmišljanja i po potrebi ostvaruju poveznicu s teorijom, refleksije, domaći zadatak,

dnevnik, diskusija u parovima, ako će se primjenjivati u pojedinim metodama

aktivne nastave, potrebno je pripremiti unaprijed. Poznata izreka koja kaže da “slika

govori više od stotinu riječi” podupiru potrebu prikupljanja slika, dijagrama,

shematskih prikaza, tj. vizualni efekti pomažu procesiranju i organizaciji

informacija.

Vizuelna prezentacija zadržava pažnju slušalaca, ali samo ako je tema dobro

organizirana i pregledno strukturirana. Izbjegavanje pretrpanih slajdova

informacijama, mali broj riječi, vještina rukovanja, uz dobru pripremu i bez

gubljenje vremena traženja materijala ili zbog zakazivanja tehnike,

Ove pripreme zahtijevaju puno vremena nastavnika. Ova činjenica osvjetljava

izjavu nekih nastavnika koji su pokušali primjenjivati aktivnu nastavu: “Aktivno

učenje daje dobre rezultate, ali ja nemam za to vremena!”

1.3 Učenje i podučavanje

O značaju uvođenja metoda aktivnog učenja govori i činjenica postojanja velikog

broja publikacija na ovu temu. U ovom podpoglavlju se na nekoliko mjesta citiraju

dijelovi doktorske disertacije Senke Gazibara iz 2018. godine. Tako se na strani 3.

10

ističe …„da bi aktivno učenje bilo zanimljivo, poticajno i smisleno, budilo

znatiželju i istraživačke potencijale učenika/studenta te njihove kreacije, uvijek je

povezano s „učenjem iz života za život“ ili nastavom usmjerenom na djelovanje.“

Aktivna nastava i aktivno učenje podrazumijeva uključenost studenta u proces

učenja. Nastava je orijentirana ka studentu i potrebi za učenjem kao cjeloživotnim

obrazovanju. Svrha aktivnih metoda učenja usmjerene na učenika i njegove potrebe

podrazumijeva smisleno učenje koje se temelji na samostalnom učenju i upravljaju

vlastitim procesom učenja. U svojoj disertaciji Gazibara (2018) ističe …“aktivna

nastava ne odbacuje verbalno učenje, već ga usmjerava prema multimedijskoj

aktivnosti učenika i praktičnom učenju. Osim kognitivnog potiče divergentno

(stvaralačko, induktivno) mišljenje, a samim tim i metakognitivne procese i više

razine učenja. Kod tradicionalne nastave prevladavaju niži oblici učenja (razina

reprodukcije znanja), što su već općepoznati stavovi i razmišljanja stručnjaka.”

Uspjeh poučavanja utvrđuje se na temelju uspjeha učenika u učenju.…“učenje i

poučavanje dva su međusobno povezana i ključna pojma u odgojno-obrazovnom

procesu, a odnose se na aktivnosti učenika (učiti) i učitelja (poučavati). Ovisno o

prevladavanju aktivnosti učenika ili učitelja, „može se govoriti o tradicijskoj

(dominacija učitelja) i savremenom pristupu (učenik aktivno stječe znanje i vještine,

razvija sposobnosti te ostvaruje odgojne ciljeve)“ (Cindrić i dr., 2010, str. 65).

Poučavanje je direktna ili indirektna pomoć učenicima u učenju i u kontekstu

savremene škole ono nije poučavanje gotovih informacija (ex cathedra) i prenošenje

znanja koje učenik usvaja, već stvaranje odgojno-obrazovnih (nastavnih) situacija u

kojima će se učenika dovesti do traženja podataka i odgovora, njihova analiziranja

na različite načine te rješavanja problema. Poučavanje gledano na takav način

rezultira učenikovim razumijevanjem koje se očituje u njegovim sposobnostima

objašnjavanja, obrazlaganja, navođenja primjera i primjene znanja u novoj

nastavnoj situaciji ili u životu (Cindrić i dr., 2010).

Upravo u aktivnom procesu učenja učeniku se pruža prilika za nova iskustva koja,

iako su potaknuta izvana, vlastitim angažiranjem učenika postaju njihova osobna

iskustva koja će dovoditi u odnos s prethodnim. Na taj način učenik gradi vlastiti

identitet kroz iskustva usmjerena na različite sadržaje te ih produbljuje, širi i

diferencira. Iz svega navedenoga vidljivo je da su učenje i poučavanje dijalektički

procesi, međusobno povezani i upućeni jedno na drugo. Poučavanje u savremenoj

školi nije puko prenošenje gotovih informacija nastavnika učeniku, već poticaj i

poticaj i pomoć za aktivno učenje i razvoj učenika.

11

2. TEORIJA O AKTIVNOM UČENJU

Ranije su iznesene neke definicije pojma učenja. Prema (Pranjić, 2005), učenje je

proces ili aktivnost kojom pojedinac postiže relativno trajnu promjenu svog

ponašanja i doživljavanja, odnosno promjene mogućnosti ponašanja i obavljanja

određenih aktivnosti na osnovi iskustava ili vježbe što ih je pojedinac stekao

sučeljavajući se sa svojom okolinom.

Didaktika je oblast pedagogije koja se bavi učenjem koje je organizirano s

pedagoškom svrhom, kako bi se ostvarili obrazovni i odgojni ciljevi. Moglo bi se iz

navedenog zaključiti da je svako učenje po svojoj prirodi aktivno, te se postavlja

pitanje zašto se uvodi pojam aktivno učenje u odgojno-obrazovnom kontekstu te što

ono zapravo jest.

Aktivno učenje fokusira se na učenika. Kod aktivnog učenja se polazi od

pretpostavke da je učenje po prirodi aktivno nastojanje, koje teži samostalnom

učenju onoga koji uči, a ne učenju koje se odvija kroz prijenos informacija.

Pranjić u (2005) navodi da je proces učenja razvijen kroz sljedeće korake:

o prihvaćanje informacija,

o njihova obrada,

o pohrana ili čuvanje informacija,

o vrednovanje te reprodukcija informacija da bi se steklo neposredno

iskustvo.

Ovi se postupci ostvaruju različitim oblicima učenja kao što navodi (Pranjić, 2005,

str. 188):

o model asocijativnog učenja („klasično kondicioniranje“),

o model učenja na osnovi pokušaja i pogreške („trial-and-error learning“),

o model instrumentalnog učenja („operantno kondicioniranje“),

o model učenja putem spoznavanja („kognitivni model“) i

o model imitacijskog učenja („učenje na modelu“), odnosno učenja putem

nasljedovanja“

Teorijska polazišta aktivnoga učenja najviše su vezana za model učenja putem

spoznavanja, odnosno putem direktne spoznaje. Prema Cindrić i dr. (2010, str. 142)

“postoje unutrašnji i vanjski uvjeti učenja koji utječu i na aktivno učenje. Unutrašnji

uvjeti učenja odnose se na:

o učenikovo unutrašnje stanje i kognitivne procese (predznanje, razvijenost

sposobnosti, motivacija za učenje)

12

o na vrijednosti i osposobljenost, a mijenjaju se pod utjecajem učenja i

poučavanja.

Vanjski uvjeti učenja su faktori iz okoline koji utječu na odgojno-obrazovni proces:

„kompetentnost i učiteljeva osobnost, kvaliteta poučavanja, mediji, prostor i oprema

te socijalno okruženje u školi ili razredu“.

2.1 Različiti teorijski pristupi aktivnom učenju

Aktivno učenje svoja uporišta nalazi u različitim disciplinama te integrativnom

učenju ili nastavi usmjerenoj na djelovanje, te može imati različite pristupe:

psihološki, sociološki, ekološki, humanistički i holistički, pedagoški. Detaljno

razmatranje različitog pristupa čitalac može naći u (Gazibara, 2018, str. 9-16).

Aktivna nastava se može raditi po dva modela (ibid):

1 Konstruktivističkom: shvaća nastavu kao poticanje, pružanje potpore i

savjetovanje, a učenje kao konstruktivni i situacijski proces.

2 Sukonstruktivističkom ili socijalnom konstruktivističkom, koji prednost daje

medijaciji koja se ostvaruje aktivnim sudjelovanjem. Pri tom student/učenik

transformira svoje razumijevanje i načine rješavanja problema, a osnova su mu

interpsihički procesi i naglasak na društvenim i saradničkim procesima.

Zajednička osnova za naprijed navedena dva modela učenja je ta da učenici znanje

stječu aktivno, temelje ga na prethodno stečenim spoznajama i stvaraju vlastite

interpretacije. Kod prvog modela mijenjaju se uloge učenika i nastavnika gdje se

učeniku pripisuje aktivna uloga, a nastavnikova je uloga stvoriti problemske

situacije i „alate“ za rješavanje problema, te pružiti učenicima potporu u tom

procesu.

„Model konstrukcije: Učenje = individualno stvaranje smisla“

-Učenici su uključeni u aktivno sudjelovanje, ispitivanje i istraživanje.

-Učenici su uključeni u aktivnosti kako bi razvili razumijevanje i kreirali osobno

značenje kroz refleksiju.

-Učenički rad dokaz je konceptualnoga razumijevanja, ne samo dosjećanja.

Učenici primjenjuju znanje u kontekstima stvarnoga života.

-Učenici su suočeni s izazovnim kurikulumom koji je kreiran kako bi razvio

dublje razumijevanje.

-Učitelji se koriste različitim iskustvima učenika kako bi kreirali učinkovito

učenje. -Učitelj traži od učenika da razmišljaju o tome kako uče, objašnjavaju

kako rješavaju probleme, razmišljaju o svojim poteškoćama u učenju, razmišljaju

kako mogu postati bolji učenici, isprobavaju nove načine učenja.

-Zadaci procjene su izvedbe/prikazi razumijevanja, temeljene na mišljenju višega

reda.

(Watkins i dr., 2007, prilagođeno prema Brown i Fouts, 2003)

13

„Model sukonstrukcije: Učenje = stvaranje znanja s drugima“

-Učenici rade zajedno kako bi poboljšali znanje.

-Učenici pomažu jedni drugima učiti kroz razgovor.

-Ciljevi učenja pojavljuju se i razvijaju tijekom ispitivanja/istraživanja.

-Učenici kreiraju proizvode jedni drugima i za druge.

-Učenici pristupaju izvorima izvan razredne zajednice.

-Učenici razmatraju najbolje načine podržavanja učenja u zajednici.

-Učenici pokazuju razumijevanje o tomu kako grupni procesi unaprjeđuju

njihovo učenje.

-Socijalne strukture u razredu promiču međuovisnost.

-Učenici pokazuju javnu/društvenu odgovornost uključujući upravljanje

razredom.

-Zadaci procjene su zajednički proizvodi koji pokazuju povećanu kompleksnost i

bogatu mrežu ideja.

(Watkins, 2005, prema Watkins i dr., 2007)

U životu ništa nije crno-bijelo, pa je takav slučaj s metodama aktivnog učenja.

Aktivno učenje nije samo metodologija nastave, nego je to postignuto stanje svijesti

studenta/učenika a pri tom je on aktivno uključen u proces učenja. Aktivno učenje

je put kojim prolazimo tokom učenja (metodologija), ali također i cilj koji smo

postigli (aktivno učešće). URL 1

Kod aktivnog učenja, student/učenik je uključen kognitivno i emocionalno, pri

čemu važnu ulogu ima prethodno iskustvo studenta.

2.2 Različite strategije i metode pri aktivnom učenju

Postoje različite strategije i nastavne metode koje se mogu primijeniti u aktivnoj

nastavi. Nastavna metoda prema Pranjić (2005) definira se kao smišljeni postupak

kojim se nastavnik služi kako bi učenicima omogućio dolazak do nastavnih ciljeva

uz pomoć nastavnih sadržaja. Dakle, učenje u ovom području odnosi se na to kako

učenici djeluju.

Strategije i metode rada koje pospješuju aktivno učenje usmjerene su na učenika.

Student/učenik je u metodama angažiran misaono, emocionalno i psihomotorički,

odnosno, odabrane strategije i metode doprinose razvitku cjelovite ličnosti.

Nastavnik je voditelj, mentor i pomagač. On se izabire i primjenjuje one metode

koje potiču interes učenika. Strategija aktivnoga učenja je bitan faktor za poticanje

kreativnosti, inovativnosti i suštinskoga učenja učenika.

14

Prema navodima u (Gazibara, 2018, str. 121) mogu se izabrati četiri elementa koji

samostalno ili u kombinaciji čine osnovu za strategije aktivnoga učenja: govorenje i

slušanje, pisanje, čitanje i refleksija. Svaki od tih elemenata na svoj način pomaže

učenicima u kreiranju novih kognitivnih struktura te uključuje različite vrste

mišljenja.

Strategije aktivnoga učenja temelje se na konstruktivističkim polazištima, uključuju

samostalno, neovisno istraživanje, strukturiranje i restrukturiranje znanja, a

orijentirane su na rješavanje problema, kritički pristup i evaluaciju. Nastavne

metode se mogu podijeliti u sedam grupa, a imaju različitu težinu primjene u

nastavi: metoda demonstracije, metoda praktičnih radova, metoda crtanja

(ilustrativnih radova), metoda pismenih radova, metoda čitanja i rada na tekstu,

metoda razgovora i metoda usmenog izlaganja. (ibid)

Strategije aktivnog učenja se mogu podijeliti po grupama. Neke od metoda su:

1. uzajamno učenje,

2. misaono naukovanje,

3. usidreno poučavanje, a na nju se naslanja teorija misaone fleksibilnosti,

4. strategiju učenja zasnovana na rješavanju problema (engl. problem-based

learning - PBL), koja se može rješavati po više metoda.

Strategija rada na projektu se pokazala kao strategija koju studenti mogu primijeniti

kad su savladali naprijed navedene četiri aktivno metode i strategije učenja, te

bivaju spremni za timski rad na kompleksnom projektu.

Strategije i metode timskog učenja razrađene su i rasprostranjene, a opisane u

brojnim izvorima dostupnim online.

Nastavnik treba artikulirati različite nastavne oblike i koristiti ih da bi studentima

što bolje približili ciljeve učenja i nastavne sadržaje. Sadržaj nastave može se

odvijati tokom jednog nastavnog sata u trajanju od 45 minuta, ili bloka sato od dva

tri ili više po potrebi. Metoda treba da uvažava načine učenja pojedinačnih učenika.

Pri tome je najšira podjela na uvod, razradu i valorizaciju (Pranjić, 2005).

Kao važna strategija aktivnoga učenja ističe se strategija integrativnog učenja i

nastave usmjerene na djelovanje. Više o ovoj metodi u (Cindrić i dr., 2010). Ta

strategija podržava cjelovit razvoj učenika uvažavajući njegova iskustva u nastavi i

vodi se načelom aktivnog ophođenja sa stvarnim svijetom te samodjelatnošću

učenika (Terhart, 2001). Temelj je razvoja mišljenja i imaginacije te potiče

refleksivnu raspravu, metakognitivne aktivnosti i samovrednovanje. Omogućuje

preuzimanje inicijative u učenju, kritičnost i samokritičnost, prilagodljivost novim

situacijama i različitosti, mobilnost postojećih učeničkih znanja i iskustava te

procjenu i samoprocjenu (ibid).

15

Strategijama i metodama rada moguće je poticati kreativnost u učenju. Ovdje se

navode samo neke od metoda opisane u (Gazibara, 2018):

o Oluja ideja postupak je u nastavi kojem je svrha doći do ideje kako riješiti

neki problem ili pronaći novo rješenje, kako inovirati neki process, itd.

o Šest šešira (tehnika paralelnog mišljenja) također se koristi za kreativno

rješavanje problema, gdje se postavlja problem koji se sagledava iz šest

različitih perspektiva – šest šešira u bojama.

o Metoda radionica budućnosti, razvija se vizija poželjne budućnosti

potičući učenike na stvaralaštvo i kreativnost. Čini ju pet faza rada:

priprema, kritika (zašto nešto ne raditi u budućnosti kao do sada), fantazija

(što želimo), ostvarivanje (koju od želja treba svakako ostvariti) te faza

naknadne obrade koja uključuje promišljanje o tome što treba promijeniti.

o Provokacije kao metoda aktivnoga učenja osmišljena je kako bi se studenti

potaknuli na razmišljanje izvan uobičajenih obrazaca i istraživanje

različitih, neobičnih mogućnosti.

o Kreativni ples, je metoda rada koja se koristi pokretom za izražavanje

misli i osjećaja. Interpretira ideje učenika, njihove osjećaje i senzorne

dojmove simbolično iskazane u oblicima pokreta jedinstvenom upotrebom

tijela.

o Studija slučaja, u okviru koje učenici razvijaju vještine grupne interakcije,

primjenjuju životno iskustvo, odgovaraju na ideje drugih učenika, sudjeluju

u raspravama, rješavanju problema i refleksiji. Studija slučaja najčešće je

priča stvarnoga događaja koja povezuje učenika i nastavnika u pokušaju

istraživanja, rasprave i unaprjeđenja rješenja za stvarne problemske

situacije.

Pri odabiru strategija i metoda aktivnoga učenja važno je uzeti u obzir da ne postoji

najbolja nastavna strategija ili metoda. Za njihovo efikasnu primjenu je potrebno

uvažiti osobine studenta, kompetencije nastavnika, kao i cilj i zadatke odgojno-

obrazovnih sadržaja. Svaka strategija i metoda rada može motivirati učenike, ali

nijedna sama po sebi ne jamči aktivno učenje. Dakle, prije upotrebe svake metode

nastavnici trebaju promisliti o njihovoj primjerenosti razvoju novih učeničkih

kompetencija i trenutačnom stupnju učeničkih kompetencija, o tomu potiče li

metoda proces učenja i mogu li je učenici samostalno koristiti (ibid, str.134).

Umjesto zaključka se mogu navesti riječi iz (ibid) “Svaka se strategija i metoda

može primijeniti na različite načine, prilagođene učeničkom stupnju razvoja,

njegovim potrebama i interesima. Međusobnim, kombiniranjem i dopunjavanjem

ove nastavne strategije i metode rada postaju djelotvornije, iz čega proizlazi

priprema učenika za optimalan razvoj i primjenu svojih kompetencija za što bolje

snalaženje u budućnosti. Postoji ogroman broj različitih strategija i metoda koje su

opisane u različitim izvorima, što daje nastavniku poticaj za primjenu aktivnih

16

metoda učenja i osposobljavanje studenata za konceptualno i kritičko mišljenje te

logičko zaključivanje.

2.3 Poteškoće u implementaciji aktivnog učenja

“Već je samo (ne)razumijevanje pojma aktivnoga učenja jedna od najvećih prepreka

provedbi aktivnoga učenja u praksi” (Gazibara, 2018, str. 153). Nedostatak

eksplicitnog razumijevanja aktivnoga učenja doprinosi poteškoćama u njegovoj

primjeni, kao i brojna različita shvaćanja samoga pojma. Različita istraživanja ističu

veliki izazov za istraživače i nastavnike: ne postoji zajednička definicija

aktivnoga učenja. Istraživači i nastavnici se mogu slobodno koristiti mnoštvom

aktivnosti koje razumijevaju kao aktivno učenje, što čini vrlo tešku usporedbu

istraživanja. Nedostatak potpunog razumijevanja nastavnika o tome što aktivno

učenje zahtijeva, nameće potrebu za kontinuiranim profesionalnim razvojem

nastavnika.

Manjak nastavničkih kompetencija u području aktivnoga učenja nameće se kao

velika prepreka efikasnom provođenju aktivnoga učenja u obrazovnim ustanovama

na svim nivoima. S druge strane, studenti također imaju manjak metakognitivnih

vještina i sposobnosti učenika za aktivno učenje. Svoje slabe vještine učenja

student vide kao posljedicu ranijih školskih iskustava i metoda poučavanja Potom se

može navesti nedostatak samopouzdanja učenika.

Ozbiljan problem predstavlja činjenica da nastavnici trebaju uložiti dodatno

vrijeme, trud a često rade u neadekvatnim uvjetima i imaju neadekvatne izvore.

Gazibara u svojoj disertaciji i iz vlastitih istraživanja, ukazuje na problem

„prenatrpanosti“ kurikuluma i potrebe dodatnoga vremena za aktivno učenje, što se

nameće kao prepreka koja je uočena na svim nivoima obrazovanja, od osnovnog do

univerzitetskog.

2.4. Metoda zasnovana na rješavanju problema

Strategija rješavanja problema ili popularno PBL metoda ima ciljeve: rješavanje

stvarnih problema, samousmjereno učenje i razvoj metakognitivnih vještina. Rad na

problemu započinje aktiviranjem prethodnoga znanja da bi se učenicima

omogućilo razumijevanje nove informacije, prethodno se znanje koristi da bi se

stvarale pretpostavke ili ideje o mogućim rješenjima. Nastavnik kod ove strategije

uzima ulogu facilitatora, te je u interakciji sa studentima na metakognitivnoj razini,

17

pomažući im postavljati prava pitanja te pratiti svoj napredak. Uloga nastavnika je

izazvati učenike i pomoći im u reflektiranju na ono što uče. Ključna je dio PBL

strategije je timsko učenje (Gazibara, 2018 str. 125).

PBL strategija osposobljava studente/učenike za samostalno mišljenje i djelovanje,

te rješavanje problema, pri čemu su najvažniji proces i rezultat učenja. Kao

polazište je istaknuta radoznalost studenta i zanimanje za novo učenje, preporučuje

se istraživački pristup uz uvažavanje učenikovih želja i potreba. Slična PBL

strategiji je strategija učenja otkrivanjem, koja od učenika zahtijeva velik

angažman, uključujući njegovu inicijativu, donošenje odluka, kritičko promišljanje

informacija, povezivanje i transfer različitih znanja i umijeća. Strategija temeljena

na rješavanju problema koncipirana je tako da potiče kreativno mišljenje i

inicijativu učenika, pobuđuje radoznalost i emocionalnu napetost, učenik postaje

aktivan istraživač nastave i učenja. Čini ju nekoliko etapa (ibid, str.126):

1. stvaranje problemske situacije (postavljanje i uočavanje problema),

2. pretpostavka rješenja problema (isticanje jedne ili više hipoteza),

3. planiranje aktivnosti rješavanja problema,

4. rješavanje problema (prikupljanje, sređivanje i analiziranje informacija),

5. izvođenje zaključaka, izvođenje temeljnog rješenja (prihvaćanje ili odbacivanje

hipoteze),

6. pronalaženje mogućnosti primjene rješenja na nove problemske situacije te

vrednovanje aktivnosti.

U navedenu strategiju ubrajaju se metode i postupci problemskoga čitanja i

izlaganja, heuristički razgovor, istraživačka aktivnost, problemsko-stvaralački

zadaci i problemska pitanja.

Za rješavanja malih zadataka, čije rješenje zahtijeva vrijeme od 1-2 sata, predlaže se

rad u malim neformalnim grupama. Za strategiju rada na projektu, zahtijeva više

pažnje za formiranje grupa jer projekat može trajati i cijeli semestar. Takav

dugotrajan rad upućuje studente jedne na druge u rješavanju problema. Uspješnost

rada u timu na projektu ovisi o jasnoći postavljenih ciljeva. Za ovu vrstu (često se

također naziva PBL, ali skraćenica dolazi iz eng. project-base-learning), potrebno je

studentima dati jasne smjernice, a za to mogu poslužiti pitanja, kao npr. (Zašto se

radi određeni zadatak?), o parametrima aktivnosti (Što se tačno radi?) i uputama

danim za interakciju u skupini (Kako se treba ponašati?), pri čemu nastavnici

trebaju voditi pozitivne interakcije. Govoreći i slušajući jedni druge, te reflektirajući

se u raspravama u neformalnim skupinama, studenti/učenici mogu razjasniti svoja

mišljenja i uče cijeniti perspektive drugih, a kada svladaju navedene vještine

spremni su za izazovniju strategiju aktivnoga učenja – saradničke učeničke projekte

(Gazibara, 2018 str. 127).

18

Partneri ulaze u interakciju s prethodnim znanjem koje aktivno ulažu u učenje sa

svrhom konstruiranja novoga znanja. Interaktivno se učenje zalaže za holistički

pristup i otvorenost prema okruženju, promiče demokratsko razredno ozračje,

samoinicijativnost učenika, tolerantnost i otvorenost prema okruženju. Dvosmjeran

je proces koji obuhvaća upotrebu povratnih informacija u procesu učenja. U tom

procesu poučavanje i učenje organizirano je na način da potiče učenike na

pokazivanje svojih stvaralačkih sposobnosti pri čemu se uvažavaju njegove želje i

potrebe. Učenici se osposobljavaju za aktivno sudjelovanje u nastavi koje uključuje

učinkovito pretraživanje i upotrebu različitih izvora informacija te kritičko

promišljanje i vrednovanje.

Prema (Cindrić i dr., 2010) strategije interaktivnoga učenja i rada na projektu mogu

da obuhvaćaju pedagoške radionice (workshope), praktičan rad, istraživanje i

eksperimentiranje, promatranje izvorne stvarnosti, rasprave, sistematiziranje,

prezentiranje, vrednovanje, itd. Nastavnikova je Nastavnikova pomoć u strategijama

interaktivnoga učenja i rada na projektu različitog je intenziteta koji ovisi o

učenikovoj mentalnoj, obrazovnoj i motivacijskoj razini te se kreće od jasne i veće

pomoći i partnerskog rada u timu s učenicima do diskretnog pristupa i jedva

primjetnog motrenja. Važnost primjene strategije interaktivnoga učenja i rada na

projektu ogleda se u promjeni položaja i uloge učenika u aktivnoga konstruktora

svojega znanja, stečena su znanja i umijeća kvalitetnija, a nastavnik je učenicima

suradnik u radu. Razvijaju se vještine sudjelovanja, rad u skupinama, aktivno

slušanje, razgovor i raspravljanje, kao i upotreba različitih izvora informacija, od

učenika se traži vježbanje pozitivnih interakcija na višoj razini, individualna

odgovornost te sofisticiranije vještine u skupinama (Cindrić i dr., 2010; Gazibara,

2018, str. 128).

19

3. PRIMJERI PROVEDENOG AKTIVNOG UČENJA

Tokom implementacije Erasmus + projekta GEOWEB, tokom akademske

2017/2018 godine, u ljetnom semestru primijenjene su metode aktivnog učenja sa

studentima master programa na Odsjeku za geodeziju Građevinskog fakulteta

Univerziteta u Sarajevu, i to na predmetu Satelitska navigacija.

Na različitim zadacima su primijenjene različite metode aktivne nastave na

vježbama. Tako su studenti primijenili strategije:

1. Problemsko rješavanje zadatka-PBL (Problem-based-learning)

2. Projektno rješavanje zadatka-PBL (Project-based-learning)

3. Mikro-učenje (Microlearning)

Provedeni zadaci aktivne nastave se ovdje u najkraćem predoćavaju a rezultati tj.

kompilacija studentskih radova su pokazani u Prilogu.

3.1 Problemsko rješavanje zadatka-PBL

Predmet Satelitska navigacija nosi 5 ECTS bodova a aktivne metode učenja su

nosile po 3 ECTS boda. Studenti su podijeljenu u manje grupe radi uspješnijeg

timskog rada. Veličina grupe je bila 3 ili 4 studenta, tako sa su od 14 aktivnih

studenata napravljene četiri grupe, po kriteriju da vođa u svakoj grupi bude iz grupe

najboljih studenata. Vođa grupe dobio je ulogu moderatora, a asistent N. Kulo i

nastavnica su preuzeli uloge koordinatora ili facilitatora.

Problem (zadatak) je definiran unaprijed tako da je zadovoljavao tri osnovna

kriterija:

1. Problem je vezan za stvarni svijet,

2. Povezan sa silabusom predmeta,

3. Studenti vole/imaju interesovanje za problem.

Nastavnici su prije početka semestra uložili značajan trud i vrijeme te pripremili:

ishode učenja, opis problema, polazna pitanja koja služe kao glavni pokretači

učenja, način i kriterije ocjenjivanja i samocjenjivanja.

Definirani su ishodi učenja i glase:

Poslije ovog PBL zadatka student će biti u stanju:

20

1. razvija kritičko razmišljanje,

2. uspješno sarađuje s kolegama i asistentm/nastavnicom,

3. pronađe i prouči adekvatan materijal za učenje (online),

4. napiše/opiše i prezentira metode i rezultate,

5. citira/napiše listu korištenih izvora/referenci.

Opis problema:

-Od geodetskih stručnjaka se zahtijeva visoka tačnost određivanja

položaja/koordinata u mnogim projektima i zadacima.

-Geodetska oprema je vrlo skupa.

-Međutim, AGNSS (assisted GNSS) metoda/tehnologija je jeftina i dostupna.

-Problem je što je tačnost pozicioniranja uz primjenu AGNSS uređaja, tj.

pametnih telefona upitna.

Polazno pitanje:

1. Da li je navigacija/pozicioniranje pomoću metode A-GNSS primjenjiva u

nekoj geodetskoj ili geoinformatičkoj primjeni?

Način ocjenjivanja:

1. Asistent provodi formativno ocjenjivanje nakon svakog usputnog

izvještavanja.

2. Samoocjenjivanje/evaluacija.

3. Međusobno ocjenjivanje studenata nakon prezentiranja rezultata.

4. Sumativno ocjenjivanje nakon predanih završenih zadataka, na kraju svih

provedenih zadatak koji primjenjuju aktivne metode učenja.

Zadatak proveden u pet sesija (tutoriala) a na šestom su studenti prezentirali svoje

radove. Postavlja se pitanje da li je postignut planirani cilj i postignuti ishodi učenja.

Odgovor jeste pozitivan, ali ima još puno prostora za popravljanje: koncepta ove

metode učenja, za ponovno razmišljanje i osmišljavanje problema, diskusija između

studenata te učenja o PBL metodi aktivnog učenja. Ipak, sa sigurnošću se može reći

da su pozitivni rezultati postignuti u popravljanju komunikacijskih vještina,

diskusiji specifičnih problema i naučili poštovati različita mišljenja i različite

stavove. Primjetno je da su stekli izvjesnu slobodu u javnom nastupanju,

prezentiranju rezultata pismeno i usmeno.

21

3.2 Rješavanje zadatka radom na projektu-PBL

Slične aktivnosti provedene su za metodu PBL ili „project-base-learning“. Osnovna

razlika je da su kod metode aktivnog učenje studenti dobili precizno definirane

korake koje trebaju pratiti da bi završili projekat.

3.3 Metoda mikroučenja

U današnjem svijetu metoda mikroučenja postaje sve više popularna, te je

primijenjena na aktivno učenje lekcije: Implementirani SBAS (satellite-based-

augmentation-systems). Studenti su materiju proučavali koristeći GEOWEB PC

laboratoriju na Odsjeku za GIG. Raspoređeni u iste grupe kao i za ranije zadatke.

Ukratko, mikroučenje se sastoji od: uvoda u temu, planiranih ishoda učenja, sadržaj,

aktivnosti studenata i sažetak prezentiran usmeno i kasnije pismeno. Studenti su na

MOODLE platformi dobili zadatak s kratkim uvodom i smjernicama za rad,

definiranim ciljevima učenja, polaznim pitanjima i planiranim ishodima učenja.

Cilj lekcije na kojoj se primjenjuje metoda mikroučenja (polazna pitanja):

1. Šta je SBAS sistem?

2. Zašto su razvijeni?

3. Kako SBAS sistem radi (principi)?

4. Kako se koristi u navigaciji i kako sitemi pomažu poboljšanju tačnosti PNT

rješenja.

5. Koji su sistemi razvijeni, koji se razvijaju a koji se tek planiraju razvijati?

Rezultati su prezentirani na kraju časa, a za dublje učenje materije studenti su dobili

domaću zadaću. Zadatke su dopunili i proširili kao domaću zadaću. Slični

komentari u vezi postignutih rezultata mogu se dati i za ovu metodu učenja. Svi

zadaci, polazne informacije i rezultati pokazani su na fb strani nazvanoj Satelitska

navigacija, dostupno na https://www.facebook.com/geodezijageoinformatika/.

Fotografije napravljene prilikom prezentiranja rezultata pokazane su ispod na

slikama 3.1 i 3.2.

Slika 3.1: Panoramski pogled na učionicu na GIG tokom prezentiranja rezultata

mikroučenja. Foto: Slavica Matić

22

Zaključak: Metode aktivnog učenja po prvi put primijenjene na Odsjeku za

Geodeziju i Geoinformatiku na Građevinskom fakultetu Univerziteta u Sarajevu u

akademskoj godini 2017/2018. Studenti koji su proveli opisane metode i zadatke su

master studenti na predmetu Satelitska geodezija. Primijenjene su različite metode

aktivnog učenja: problemska nastava, učenje uz rad na projektu i mikroučenje. Za

nastavu se također počela primjenjivati MOODLE platforma za LMS (Learning

Menagment System) koji je instaliran u maju 2018. godine.

Zanimljivo je spomenuti da je uz pomoć ove LMS platforme održan prvi workshop

za studente iz oblasti GIS aplikacija. Slika 3.3 pokazuje atmosferu na workshopu

koji je organiziran uz GEOWEB partnera Univerzitet u Tuzli i gostujućeg profesora

s Yildiz Tehničkog Univerziteta iz Istanbula. Slika 3.4 je poster kojim je najavljen

workshop.

Slika 3.2: Prva grupa priprema prezentiranje rezultata mikroučenja o SBAS sistemima.

Štoperica spremna za mjerenje zadatog vremena prezentacije. Foto: Slavica Matić

Slika 3.3: Atmosfera na workshopu organiziranom za studente GIG. Foto: Medzida Mulic

23

Slika 3.4: Poster za worksop o GIS primjenama.

24

LITERATURA

Bloom, B. S. (1956). Taxonomy of educational objectives: The classification

of educational

goals. Michigan: Longmans.

Buljubašić-Kuzmanović, V., Kretić Majer, J. (2008). Vrednovanje i

samovrednovanje u

funkciji istraživanja i unapređivanja kvalitete škole. Pedagogijska

istraživanja, 5 (2), 139–

151.

Buljubašić-Kuzmanović, V., Gazibara, S. (2016). Evaluation of active

learning in higher

education teaching. Didactica Slovenica – pedagoška obzorja:

znanstvena revija za didaktiko,

31 (2), 118–133.

Buljubašić-Kuzmanović, V., Gazibara, S.The New Culture of Learning -Link

between Education and the Economy // Interdisciplinary

Management Research XIII / Barković, Dražen & Runzheimer, Bodo

(ur.).

Opatija: Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Faculty of

Economics in Osijek & Hochschule Pforzheim University, 2017. str.

808-824 (predavanje, međunarodna recenzija, cjeloviti rad (in

extenso), znanstveni)

Cindrić, M., Miljković, D., Strugar, V. (2010). Didaktika i kurikulum.

Zagreb: IEP-D2

De Bono, E. (1999). Six Thinking Hats. New York: Back Bay Books.

Gazibara, S. (2018). Aktivno učenje kao didaktičko-metodička paradigma

suvremene nastave 2018., doktorska disertacija, Filozofski fakultet,

Zagreb

IOŠ, (2016). Aktivno uključivanje učenika u nastavni process. Inteaktivne

otvorene škole dostupno online na: https://ioskole.net/wp-

content/uploads/2016/12/5-Panel-Ko-je- bio-aktivan.pdf

(25.09.2018)

25

Jelavić, F. (2008). Didaktika. Zagreb: Naklada Slap.

Pranjić, M. (2005). Didaktika: povijest, osnove, profiliranje, postupak.

Zagreb: Golden

marketing ‒ Tehnička knjiga, Hrvatski studiji.

Terhart, E. (2001). Metode poučavanja i učenja: uvod u probleme metodičke

organizacije

poučavanja i učenja. Zagreb: Educa.

Watkins, C., Carnell, E., Lodge, C. (2007). Effective Learning in

Classrooms. London: Sage

Publications.

URL 1: Virtuelna esfnaska zajednica: Aktivno učenje-Uključi me

http://www.veza.biz/mkostic/158.html (25.09.2018)

26

PRILOG

APENDIX

Komplilacija studentskih radova iz predmeta

Satelitska navigacija

urađenih metodama aktivnog učenja na master studiju geodezije i geoinformatike na

Građevinskom fakultetu Univerziteta u Sarajevu,

ak.god. 2017/18

27

1. ZADATAK br. 1

Tema: Primjena metode A-GNSS: Određivanje pozicije (koordinata) tačaka

korištenjem dostupnih Android (ili iOS) aplikacija za 'pametne' telefone

Zadatak:

1. Studenti će timski istražiti temu A-GNSS (Assisted GNSS). Opisati

osnovne principe A-GNSS metode navigacije.

2. Preuzeti jednu od dostupnih Andriod ili iOS aplikacija za pozicioniranje

(svaka grupa će preuzeti različitu aplikaciju).

o Opisati korištene mobilne uređaja (karakteristike, OS, senzori).

o Opisati aplikaciju i karakteristike koje nudi korisniku.

3. Na osnovu priložene skice geodetske mreže odrediti koordinate traženih

tačaka koristeći se preuzetom i opisanom aplikacijom.

4. Interpretirati rezultate određivanja koordinata traženih tačaka – analizirati

tačnosti aplikacije pomoću usporedbe sa ranije određenim koordinatama

tačaka geodetske mreže.

5. Izraditi tehnički izvještaj.

1.1. UVOD

Prije otprilike 20 godina kada je prvi globalni navigacijski sistem uspostavljen

(GPS) to je bio revolucionaran trenutak koji je omogućio napredak u pozicioniranju

i navigaciji. Sada, u vremenu kada tehnologija napreduje velikom brzinom,

otkrivamo određene nedostatke GNSS sistema kao što su otežan rad u gradskim

zonama sa velikim brojem zgrada, blokiranje signala uslijed krošnji drveća ili

nemogućnost prijema signala u unutrašnjosti objekata. Mada, u zadnje vrijeme se

proizvode sve osjetljiviji prijemnici koji omogućavaju mjerenja i kod značajno

oslabljenih signala unutar objekata. U slučajevima da je signal previše slab za

prijem, signal može doći u prijemnik služeći se mobilnom mrežom, tzv.

potpomognuti GNSS (Asissted GNSS; A-GNSS). Ugradnja GNSS prijmnika u

mobline telefone omogućila je razvoj velikog broj novih aplikacija u kratkom

rasponu, od aplikacija za potrošače do aplikacija za životno osiguranje. Ove nove

aplikacije kao i sami mobilni uređaji postavljaju značajne izazove za GNSS

zajednicu. Zahtjevaju se GNSS rješenja koja mogu biti primjenjena u malim

prostorima, sa malom cijenom, da obuhvataju veći prostor, da rade pouzdano, te da

primaju signal u roku od nekoliko sekundi. (Rob Bryant, 2009)

28

Asistirani GNSS (A-GNSS) poboljšava standardne GNSS performanse pružajući

informacije putem alternativnog komunikacijskog kanala koje bi GNSS prijemnik

inače primio putem satelita. A-GNSS ne isključuje prijemnik u prijemu podataka i

obradi signala sa satelita; on jednostavno ovaj postupak olakšava i minimizira

količinu vremena i informacija potrebnih sa satelita. Prijemnik A-GNSSa i dalje

obavlja mjerenja sa satelita, ali to može uraditi brže i sa slabijim signalom, za

razliku od neasistiranog prijemnika. (Diggelen, 2009)

1.2. ASISTIRANI GNSS

Asistirani GNSS bežičnom uređaju pruža podatke koji su specifični za lokaciju

datog uređaja kako bi se skratilo vrijeme prvog fiksiranja položaja (eng. Time To

First Fix, TTFF) i povećao domet. Približan položaj uređaja se može odrediti na

razne načine. Ako uređaj ima pristup mobilnoj mreži, može doći sa lokacije bazne

stanice, može biti unijeta od strane korisnika odabirom mjesta na karti, može biti

izračunata korištenjem druge tegnologije određivanja lokacije, ili, može biti uzeta i

prethodno pohranjena lokacija na uređaju. (Harper, 2009)

Pomoćni podaci pomažu uređaju da se poveže sa satelitima brzo na nekoliko načina.

Time se eliminiše potreba da uređaj demodulira i rekonstruiše navigacioni model

emitovanja. Ovo je značajna ušteda jer je potrebno 30 sekundi da se dekodiraju

efemeride za svaki satelit, ili duže, ako postoje greške u bitovima podataka ili je

signal slab. Osim toga, može biti i nemoguće demodulirati navigacioni model iz

slabih signala. Pošto server pruža informacije o specifičnim satelitima koji su u

dometu približne lokacije, uređaj može suziti prostor u kojem pretražuje satelite.

Sužavanje prostora u kojem se vrši pretraga znači da uređaj može potrošiti više

vremena za detekciju slabijih signala sa satelita. (Harper, 2009)

Uređaj koristi pomoćne podatke da se poveže na signale satelita i izvrši izračun

položaja (u samom uređaju (eng. handset-based)) ili opcionalno vraća mjerenja do

servera da izvrši proračun (asistirano uređajem (eng. handset-assisted)). Kada se

izračun vrši na serveru, može se koristiti dodatnim mjerenjima kako bi se poboljšala

kako tačnost, tako i domet. Dodatna mjerenja mogu doći iz bežične mreže poput

mjerenja vremenske razlike prispijeća signala (UTDOA), mjerenja vremena

povratnog putovanja (RTT) u UMTS (univerzalni mobilni telekomunikacioni

sistem) mreži, mjerenje vremenskog pomaka (TA) u GSM mreži, mjerenja

digitalnog TV (DTV), ili mjerenja bilo kog drugog zemaljskog odašiljača. Dodatna

mjerenja su posebno korisna u okruženju slabog signala, kada nema dovoljno GPS

(GNSS) satelitskih mjerenja. (Harper, 2009)

Asistirani Globalni Navigacijski Satelitski Sistem (A-GNSS) proširuje koncept i na

druge satelitske navigacione sisteme osim GPSa. Više satelita znači da je tačnost

29

položaja manje osjetljiva na problem geometrije satelita i da imamo veću

prekobrojnost kada vršimo izračun položaja. (Harper, 2009)

Pojednostavljena arhitektura A-GNSSa je prikazana na slici 2.1. GNSS referentni

server (GRS) prikuplja infromacije emitovane sa satelita. Nakon toga informacije na

upit pruža A-GNSS serveru, pa su tako dostupne A-GNSS uređaju. Server na

vrijeme obezbjeđuje tačno vrijeme za A-GNSS server. Ovo se obično obavlja

pomoću Mrežnog Protokola za Vrijeme (eng. Network Time Protocol- NTP).

(Harper, 2009)

Slika 1. 1: Pojednostavljena arhitektura A-GNSSa (Harper, 2009, str. 7)

GRS je povezan na raštrkanu mrežu GNSS prijemnika koji su geografski smješteni

na području koje pokriva bežična mreža, i centralni server prikuplja sve informacije.

Prijemnici su postavljeni tako da mogu primati informacije sa svakog satelita koji je

u dometu bilo kog od uređaja u mreži. Ovo je zato što se informacije efemerida

emituju sa svakog satelita, ali su specifične za satelit koji ih emituje. U svrhu

omogućavanja korekcija diferencijalnog GNSSa (DGNSS), mreža prijemnika treba

da bude dosta gušća od one dizajnirane da pruže samo pomoćne podatke. (Harper,

2009)

A-GNSS server je čvor u bežičnoj mreži koji prikuplja podatke od GRSa i

razmjenjuje podatke sa A-GNSS uređajem da bi izračunao blagovremenu, tačnu

lokaciju. Protokol između servera i uređaja je obično baziran na standardnima, ali

može biti i vlasnički. A-GNSS server će uspostaviti vezu sa GRSom i periodično

spremati podatke kako bi ih dostavio uređaju u bilo kom protokolu koji mora biti

kompatabilan sa uređajem. (Harper, 2009)

30

Kada A-GNSS korisnik u mobilnoj mreži pozove broj za hitne slučajeve, ili poziva

uslugu koja zahtijeva lokaciju, poruka je poslana u A-GNSS server. A-GNSS server

računa potrebne GNSS pomoćne podatke koristeći lokaciju radio pristupnog tornja

kao približnu lokaciju i pruža ih uređaju. Uređaj se povezuje na što je moguće više

satelita u roku koji je odredio server i računa lokaciju ili opcinalno pruža mjerenja

A-GNSS serveru da izračuna lokaciju uređaja. (Harper, 2009)

Primjer slanja poruke između A-GNSS servera i uređaja je prikazan na slici 2.2.

Treba imati na umu da je ovo samo indikativni tok poruke jer standardi podržavaju

druge mehanizme. Scenarij može biti iniciran slanjem poruka preko mobilne mreže,

na primjer, ako korisnik A-GNSSa pozove broj za hitne slučajeve, ili od entiteta

unutar mreže. Entitet unutar mreže bi bila aplikacija temeljena na lokaciji (eng.

location-based application, LBA). LBA može biti aplikacija za praćenje ili usluga

za pronalaženje prijatelja. (Harper, 2009)

Slika 1. 2: Pojednostavljena A-GNSS razmjena poruka (Harper, 2009, str. 7)

Zahtjev za lokaciju je primljen u A-GNSS serveru i u koraku A na slici 2.2. A-

GNSS server šalje poruku zahtjeva za položaj uređaju. Ako uređaj ima dovoljno

aktuelne pohranjenje GNSS pomoćne podatke, onda, u slučaju GNSSa u samom

uređaju (handset-based GNSS), uređaj će se povezati na satelite, izvršiti izračun

položaja i vratiti lokaciju u poruci odgovora za određivanje položaja (korak B). U

slučaju GNSSa asistiranog uređajem (handset-assisted GNSS), uređaj će se povezati

na satelit i vratiti mjerenja serveru da izvrši izračun položaja. (Harper, 2009)

Obično, međutim, A-GNSS uređaj neće imati dovoljno pomoćnih podataka i

poslaće odgovor A-GNSS serveru sa indikacijom o tipovima pomoćnih podataka

koji su potrebni da se fiksira položaj (korak B). A-GNSS server će poslati drugi

zahtjev uređaju sa traženim tipovima pomoćnih podataka koji su specifični za

lokaciju uređaja (korak C). Lokacija uređaja koja je korištena da se odrede pomoćni

31

podaci je često iz baze podataka koja sadrži lokaciju i nepouzdanosti ćelije za

posluživanje u mobilnoj mreži. Uređaj će onda izvršiti mjerenja i vratiti njih ili

rezultate koje je izračunao (korak D). (Harper, 2009)

U slučaju A-GNSSa u samom uređaju, primarni tip pomoćnih podataka je

navigacioni model, koji sadrži efemeride. Uređaj koristi informacije iz efemerida da

izračuna gdje su sateliti i kako se kreću, da bi pročistio pretragu i za ulazne podatke

za izračun položaja. Drugi tipovi podataka su referentno vrijeme, referentnu

lokaciju, model jonosfere, UTC model, integritet u stvarnom vremenu. (Harper,

2009)

U slučaju A-GNSSa asistiranog uređajem, primarni tip podataka je dosta

kompaktnije prikupljanje pomoćnog tipa podataka. Prikupljeni pomoćni podaci

govore uređaju koji satelit da traži i na vrijeme pružaju prozor pretrage i

frekvencijeske domene za svaki satelit. Uređaj tretira prozore pretrage kao povezane

prozore pretrage kada se uređaj poveže na prvi satelit. U ovom načinu rada, nema

potrebe da uređaj računa gdje su sateliti jer ne izvodi izračun položaja; umjesto

toga, u odgovoru vraća GNSS mjerenja A-GNSS serveru. Mjerenja uključuju

približno vrijeme, kodna-fazna mjerenja, Dopplerov pomak, RMS grešku mjerenja,

i multipath indikator. Tada server samostalno može izvršiti izračun položaja ili

iskoristiti dodatna mjerenja i izvesti hibridnu lokaciju. (Harper, 2009)

Pomoćni tipovi podataka su posmatrani ili globalno ili su određeni odabirom satelita

koji su u dometu inicijalnog područja nepouzdanosti. Na primjer, model jonosfere je

primjenljiv na cijelu planetu, pa se smatra globalnim. Navigacioni model, s druge

strane, se šalje za svaki satelit koji je u dometu približne lokacije uređaja. (Harper,

2009)

1.2.1. Multirateracija

Multilateracija se obično koristi u civilnim i vojnim aplikacijama za precizno

lociranje vazduhoplova, vozila ili stacionarnog emitera mjerenjem "vremenske

razlike prispijeća" (TDOA) signala sa emitera na tri ili više sinhronizovanih

prijemnih mjesta (aplikacija za nadzor) ili signale od tri ili više sinhronizovanih

emitera na jednoj prijemnoj lokaciji (aplikacija za navigaciju). (URL 1)

Multilateracija je korištena od strane jednog prijemnika da se locira, merenjem

signala emitovanih od tri ili više sinhronizovanih predajnika na poznatim

lokacijama. Za dvodimenzionalnu navigaciju potrebna su najmanje tri emitera; za

trodimenzionalnu navigaciju potrebna su najmanje četiri emitera. U svrhu

opisivanja, emiteri se mogu posmatrati kao svaki emitovani puls u istom vremenu

na odvojenim frekvencijama (kako bi se izbjegla interferencija). U ovoj situaciji

prijemnik mjeri TDOA-ove impulsa, koji se pretvaraju u razlike u rasponu. (URL 1)

32

Ova metoda je korištena od strane više navigacijskih sistema poput DECCA sistema

razvijenog tokom Drugog svjetskog rata, LORAN-C sistema, korištenog pedesetih

godina prošlog vijeka, te današnji primjer je GPS sistem. (URL 1)

TDOA se ne smije miješati sa vremenom dolaska (TOA). Iako bi tok poziva TDOA

izgledao praktično isti kao TOA tok poziva, postoji razlika u tome kako se lokacija

izračunava. TDOA i TOA su slični, ali postoji razlika. TOA razlikuje se u činjenici

da koristi apsolutno vrijeme dolaska na određenu baznu stanicu, a ne razliku između

dvije stanice. (URL 2)

1.2.2. Vrijeme dolaska

Vrijeme dolaska (TOA ili ToA), ponekad zvano vrijeme letenja (ToF), je vrijeme

putovanja radio signala od jednog odašiljača do udaljenog pojedinačnog prijemnika.

U poređenju sa TDOA tehnikom, vrijeme dolaska koristi apsolutno vrijeme dolaska

na određenu baznu stanicu, a ne mjerenu vremensku razliku između odlaska sa

jedne i dolaska na drugu stanicu. Rastojanje se može direktno izračunati od vremena

dolaska jer signali putuju sa poznatom brzinom. Podaci o vremenu dolaska sa dvije

bazne stanice i sužavaju poziciju na poziciju kruga; podaci sa treće bazne stanice su

potrebni da se tačna pozicija suzi na jednu tačku. Mnogi radiolokacijski sistemi,

uključujući i GPS, koriste ToA. (URL 3)

1.2.3. RTT

Jedna od metoda A-GNSS je i RTT. Round-trip time (RTT) je vrijeme potrebno da

impuls signala pređe put od određenog izvora do određenog odredišta i nazad. U

tom kontekstu, izvor je računar koji inicira signal, a odredište je udaljeni računar ili

sistem koji prima signal i ponovo ga prenosi. Na internetu, krajnji korisnik može

odrediti RTT sa IP adrese provjeravajući dostupnost te adrese. Rezultat zavisi od

različitih izvora:

- Stepen prenosa podataka sa internetskog izvora

- Priroda prenosnog medija (bakar, optički kabal, bežični ili satelitski)

- Fizičko rastojanje između izvora i odredišta

- Količina saobraćaja u lokalnoj mreži (LAN) na koju je priključen krajnji korisnik

- Prisustvo smetnji u krugu

U mreži, posebno širokopojasnoj (WAN) ili internetu, RTT je jedan od nekoliko

faktora koji utiču na latentnost, što je vrijeme između zahtjeva za podacima i

kompletnog povratka i prikaza tih podataka. RTT može da se kreće od nekoliko

33

milisekundi (pod idealnim uslovima) do nekoliko sekundi u nepovoljnim uslovima.

(URL 4)

1.3. PRAKTIČNI DIO ZADATKA

U ovom dijelu su prikazani ostvareni razultati praktičnog dijela zadatka, tačnije

prkazan je postupak terenskih mjerenja te ostvareni rezultati kada je riječ o

određivanju položaja (koordinata) traženih tačaka i njihova usporedba s poznatim,

tj. referentnim vrijednostima. Treba istaći da je svaka grupa koristila drugu

aplikaciju za određivanje položaja traženh tačaka.

1.3.1. Grupa I

Ova grupa se služila GNSS Viewer aplikacijom koja prikazuje trenutne GNSS

podatke poslane od strane GNSS uređaja koji je ugrađen u telefon ili tablet. Podaci

koji su prikazani su:

- Geografska širina, geografska dužina i visina,

- Brzina i tempo,

- UTC vrijeme (nije obavezno),

- Satelitski podaci (opcionalno).

Aplikacija izračunava pređene udaljenosti prilikom hoda, vožnje biciklom, vožnje

automi i sl. GNSS Viewer može prikazati položaj svako 1, 10 ili 60 sekundi.

Pređeni put se prikazuje na Google kartama, a može se izvesti kao GPX datoteka,

na primjer putem e-maila. (URL 5)

Slika 1. 3: Proces određivanja koordinata tačaka na terenu

34

Slika 1. 4: Koordinate tačaka koje su određene na terenu

Slika 1. 5: Apsolutne razlike poznatih i određenih vrijednosti koordinata tačaka

Postignuti su slijedeći rezultati:

1.3.2. Grupa II

Ova grupa se koristila GNSS Fix aplikacijom. Pomenuta aplikacija omogućuje

(URL 6):

- brzo i precizno određivanje položaja za nekoliko sekundi,

- tačnost određivanja horizontalnih koordinata do 1 metra u idealnim uvjetima,

- upotrebu satelitskih sistema GPS (USA), GLONAS (Rusija), BeiDou (Kina)

35

Slika 1. 7: Koordinate tačaka koje su određene na terenu

Slika 1. 8: Apsolutne razlike poznatih i određenih vrijednosti koordinata tačaka

- ispravku nadmorskih visina primjenom EGM96 korekcije geoidnih modela,

- prikaz indikatora kvalitete satelitskih geometrija (HDOP, PDOP, GDOP),

- dijeljenje položaj sa drugima putem SMS poruke, e-pošte ili drugih društvenih

medija.

Slika 1. 6: Proces određivanja koordinata tačaka na terenu

Postignuti su slijedeći rezultati:

36

1.3.3. Grupa III

Ova grupa se koristila aplikacijom GPS info. GPS info je uslužni program koji

prikazuje GPS, GLONASS i BeiDou informacije pročitane sa unutrašnjih GPS /

GLONASS / BeiDou / GALILEO senzora uređaja na koji je pomenuta instalirana.

GPS info aplikacija daje slijedeće informacije o:

- Satelitima na nebu koji su prikazani na kompasu,

- Signalima - za svaki satelit prikazuje snagu signala, tačnost, azimut,

- Aktuelnoj poziciji (geografska širina, geografska dužina), brzina, nosivost,

- Poziciji na mapi svijeta uz vrijeme izlaska i zalaska sunca. (URL 7)

Slika 1. 9: Proces određivanja koordinata tačaka na terenu

37

Postignuti su slijedeći rezultati:

Slika 1. 10: Određene koordinate tačaka na terenu i neslaganje s poznatim vrijednostima istih

1.3.4. Grupa IV

Ova grupa se koristila Mobile Topographer Free aplikacijom. Pomenuta je

inovativna aplikacija, koristi se za prikupljanje tačaka na terenu i iscrtavanje

područja brzo i jednostavno. (URL 8). Neke od osnovnih karakteristika pomenute

aplikacije su (URL 8):

- Povećajte tačnost GPS-a koristeći ponderisanu sredinu (na svakoj osi), kalibraciju

karte ili kalibraciju uređaja na mapi ili na poznatoj tački,

- Automatsko zaustavljanje za precizno pozicioniranje,

38

- Konverzija u realnom vremenu iz geodetskih (Latituda, Longituda) u Kartezijeve

(E, N, Z, ortometrijska visina) koordinate i vice versa,

- Izračunavanje visine, i to elispoidne ili EGM96 ortometrijske visine.

Slika 1. 11: Proces određivanja koordinata tačaka na terenu

Postignuti su slijedeći rezultati:

Slika 1. 12: Koordinate tačaka koje su određene na terenu

39

Slika 1. 13: : Apsolutne razlike poznatih i određenih vrijednosti koordinata tačaka

1.4. ZAKLJUČAK

Asistirani GNSS (A-GNSS) je u velikoj mjeri doprinio širokoj upotrebi GNSS-a,

posebno za mobilne telefone i druge portabilne jedinice. A-GNSS integriše GNSS i

komunikacije, pruža važne informacije, pomoću ovih zasebnih bežičnih

komunikacijskih kanala, kako bi se značajno unaprijedila procesorska snaga GNSS

prijemnika, da bi mogao raditi uspješno i na nepovoljnim lokacijama i uslovima

gdje zgrade, drveće, brda mogu djelimično ometati GNSS signal.

Općenito, sve grupe su došle do zaključka da se javljaju matarske razlike gdje te da

se pomenute aplikacije u praksi moge koristiti kod traženja tačaka. Jedan od razloga

metarske tačnosti jesu ugrađeni jednofrekventni prijemnici u uređajima koji su

korišteni u svrhu određivanja koordinata.

1.5. LITERATURA

Frank Van Diggelen (2009): A-GPS: Assisted GPS, GNSS and SBAS. Boston,

London: Artech House.

Harper, N. (2009): Server-Side GPS and Assisted-GPS in Java. Norwood: Artech

House.

Rod Bryant (2009): Assisted GPS using cellular telephone networks for GPS

anywhere

URL 1: Wikipedia. Multilateration. Preuzeto 7. mart, 2018 sa Wikipedia:

https://en.wikipedia.org/wiki/Multilateration#TDOA_geometry

URL 2: Citizendium. Time difference of arrival. Preuzeto 12. mart, 2018 sa

Citizendium:

http://en.citizendium.org/wiki/Time_difference_of_arrival

URL 3: Wikipedia. Time of arrival. Preuzeto 11. mart, 2018. sa Wikipedia:

https://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_arrival

40

URL 4: SearchNetworking. Round-trip time. Preuzeto 10. mart 2018. sa Techtarget:

http://searchnetworking.techtarget.com/definition/round-trip-time

URL 5: Google Play Store. GNSS Viewer. Preuzeto 6. mart 2018. sa Google Play

Store:

https://play.google.com/store/apps/details?id=se.tg3.gpsviewer&hl=hr

URL 6: Google Play Store. GNSS Fix. Preuzeto 10. mart 2018. sa Google Play

Store:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.remponix.dnugroho.gnssfix

URL 7: Google Play Store. GPS info. Preuzeto 7. mart 2018. sa Google Play Store:

https://play.google.com/store/apps/details?id=ru.slybeaver.gpsinfo

URL 8: Applicality. Mobile Topographer Free. Preuzeto 6. mart 2018. sa

Applicality:

http://applicality.com/projects/mobile-topographer-free/

41

2. ZADATAK br. 2

Tema: Primjena navigacijskih rješenja u praksi: Navigacija u realnom okruženju

primjenom dostupnih Android (ili iOS) aplikacija za 'pametne' telefone

Zadatak:

1. Studenti će timski istražiti mogućnosti navigacije (metodom A-GNSS)

dostupne na današnjem tržištu. Opisati osnovne principe navigacije koje

danšnja navigacijska rješenja (aplikacije) koriste.

2. Preuzeti jednu od dostupnih Andriod ili iOS aplikacija za navigaciju (svaka

grupa će preuzeti različitu aplikaciju).

o Opisati korištene mobilne uređaja (karakteristike, OS, senzori).

o Opisati aplikaciju i karakteristike koje nudi korisniku.

3. Na osnovu priložene skice izvršiti navigiranje kroz realni prostor od

početne (A) do krajnje tačke rute (B).

4. Napraviti analizu procesa i toka navigacije od početne do kranje tačke rute

na osnovu parametara koji će biti bilježeni u samom procesu navigacije

(npr. ukupno vrijeme trajanja putovanja, predložena ruta, broj vidljivih

satelita i sl).

5. Izraditi tehnički izvještaj.

2.1. UVOD

Navigacija se bavi objektima u pokretu i uključuje određivanje trajektorije i

vođenje. Određivanje trajektorije se odnosi na izvođenje vektora stanja objekta u

bilo koje dato vrijeme. Vektor stanja obično uključuje položaj, brzinu i orijentaciju.

Dok određivanje položaja odgovara na pitanje „gdje sam?“, planiranje rute je

odgovorno za definisanje odgovarajućih ruta. Ono odgovara na pitanja poput „gdje

ići?“ i „kako ići?“. Vođenje rutom se odnosi na vođenje objekta ili vozila

predefinisanom rutom, te odgovara na pitanje „šta uraditi sljedeće?“. (Hofmann

Wellenhoff i dr., 2003)

Vođenje do nekog mjesta znači mogućnost jednostavnog izbora odredišne tačke i

naredbe GNSS prijemniku da "ide do nje". Prijemnik će crtati crtu do te tačke i

voditi prema tački pokazujući smjer strelicom koja izgledom podsjeća na kompas,

željenom linijom smjera, ili 3D prikazom "autoceste". Kad idete do traženog mjesta,

GNSS prijemnik može bilježiti vaš položaj i smjer kretanja, brzinu kretanja,

udaljenosti do odredišta, i vrijeme koje ćete trebati do cilja. Ali šta ako je između

42

vas i vašeg cilja planina, ostrvo ili kanjon i ne možete ići ravnom linijom do vaše

tačke? Tada se može narediti prijemniku da ide nizom putnih tačaka određenim

redom, a to se naziva "rutom". Nacrtali ste crtu od tačke 1 do tačke 2, pa do tačke 3

i tako dalje. Zamislite da su putne tačke kojima želite ići te tačke. Ruta je crta koja

spaja te tačke. S obzirom na to da ste stavili vlastite brojeve na tačke, zapravo

kažete ''Želim ići odavde dovde, pa dovde i tako dalje, tim redoslijedo''. (Lapaine,

Lapaine, & Tutić, n.d.)

Trenutni položaj može se vidjeti u GNSS-u u obliku koordinata. Kako različite

geografske i pomorske karte koriste različite koordinatne sisteme za određivanje

položaja, GNSS prijemnici omogućuju odabir koordinatnog sistema za određenu

namjenu. (Lapaine, Lapaine, & Tutić, n.d.)

2.2. NAVIGACIJA

Navigacijska tehnika je metoda za određivanje položaja i brzine. Navigacijski sitem

je uređaj koji određuje položaj i brzinu automatski. Neki navigacijski sistemi

također daju i parametre kao što su: stav pokretnog objekta (ili orjentaciju

uključujući azimut), ubrzanje i uglovne promjene. Navigacijski sistem može biti

samostalan, postavljen u vozilu, kao što je npr. INS (inercijalni navigacijski sistem),

ili sa druge strane neke vrste navigacijskog sistema mogu zahtjevati dodatnu

eksternu infrastrukturu. Primjer za ovu vrstu su obično radio navigacijski sistemi:

GNSS, DGNSS, eLoran, Omega, itd. Danas su razvijeni različiti personalni digitalni

uređaji koji za navigaciju trebaju eksternu podršku kojima se može raditi navigacija

u zatvorenim i otvorenim prostorima. (Grewal i dr., 2013)

Većina navigacijskih tehnika se zasniva na dvije metode: navigacija pomoću

određivanja položaja (eng. Position fixing) i povezana navigacija (eng. „dead

reckoning“). (Grewal i dr., 2013)

Vrste navigacije su:

a) vidna navigacija,

b) nebeska navigacija,

c) povezana navigacija,

d) radio navigacija

e) inercijalna navigacija.

Kombinacijom metoda dobija se metoda navigacije koja se naziva integriranom

navigacijom.(Grewal i dr., 2013)

Postoje različite tehnike pozicioniranja (Hofmann Wellenhoff i dr., 2003):

43

a) „samo-pozicioniranje“ kad sam objekat određuje vlastiti položaj,

b) „udaljeno pozicioniranje“ kad položaj biva određen pomoću udaljenih uređaja, a

objekat nije direktno involviran,

c) „autonomno“ pozicioniranje kad nisu potrebni predajnici signala,

d) „neautonomne“ tehnike pozicioniranja koje zahtjevaju prijem određenih signala.

U jednostavnim mehaničkim problemima, kretanje je modelirano u odnosu na

Zemlju, pretvarajući se da je Zemlja inercijalni okvir, ignorišući njenu rotaciju. Kod

navigacije ovakav pristup nije adekvatan, jer rotacija Zemlje ima značajan uticaj na

navigacijska računanja. Kod navigacije imamo i problem sa više koordinatnih

okvira/sistema. Inercijalni senzori mjere njihovo kretanje u odnosu na inercijalni

okvir. GPS mjeri položaj i brzinu antene prijemnika u odnosu na konstelaciju

satelita. Korisnik svoj položaj želi poznavati u odnosu na Zemlju. (Groves, 2008)

Dakle, za tačnu navigaciju, odnos između različitih koordinatnih okvira/sistema

mora biti pravilno modeliran. Glavni koordinatni okviri/sistemi koji se koriste u

navigacijskim problemima su: geocentrični inercijalni (eng. Earth-centered inercial

(ECI)), geocentrični geofiksiran (eng. Earth-centered Earth-fixed (ECEF)), lokalni

navigacijski, i tijelo (eng. body). (Groves, 2008)

Geocentrični inercijalni sistem

U fizici, inercijalni koordinatni sistem je onaj koji ne ubrzava i ne rotira u odnosu

na ostatak svemira. Ovo ne definiše jedinstven koordinatni sistem. U navigaciji,

konkretnija forma inercijalnog sistema, poznata kao geocentrični inercijalni sistem,

je sistem čije ishodište se nalazi u centru Zemljinih masa i orijentisan je u odnosu na

Zemljinu rotacijsku os i zvijezde. Strogo, ovo nije istinski inercijalni sistem, jer

Zemlja ima ubrzanje prilikom kretanja oko Sunca, njena rotacijska os se sporo

pomiče, i galaksija rotira. Međutim, on je dovoljno precizna aproksimacija

inercijalnog sistema za potrebe navigacije. (Groves, 2008)

44

Slika 2. 1: Osi ECI okvira (Groves, 2008, str. 19)

Na slici 2.1 su prikazane osi ECI sistema. Z os je uvijek usmjerena u smjeru osi

Zemljine rotacije od centra ka sjevernom polu (pravom, ne magnetnom), x i y ose

leže u ravni ekvatora i ne rotiraju sa Zemljom. Ovo ne definiše sistem u potpunosti,

potrebno je definisati i vrijeme u kom osi inercijalnog sistema koincidiraju sa onim

ECEF sistema. Postoje dva rješenja. Prvo je da se jednostavno usklade ova dva

koordinatna sistema kada se navigacijsko rješenje inicijalizuje. Druga opcija je da

se x os definiše kao pravac od Zemlje do Sunca u proljetnoj ravnodnevnici na

sjevernoj hemisferi. (Groves, 2008)

Geocentrični geofiksirani sistem

Geocentrični geofiksirani sistem je sličan ECI sistemu, osim što su mu sve osi

fiksirane za Zemlju. Ishodište mu je u centru elipsoidnog modela Zemljine površine,

koji je približno u centru masa. (Groves, 2008)

Slika 2. 2: Osi ECEF sistema (Groves, 2008, str. 20)

45

Slika 2.2 prikazuje osi ECEF sistema. Z os je uvijek usmjerena u smjeru osi

Zemljine rotacije od centra ka sjevernom polu (pravom, ne magnetnom). X os je

usmjerena od centra ka presjeku ekvatora sa IERS referentnim meridijanom (IRM)

ili nultim meridijanom usvojenim konvencijom (eng. Conventional zero meridian,

CZM), koji definiše 0 stepeni geografske dužine. Y os kompletira desno orijentisani

ortogonalni set i usmjerena je od centra kao presjeku ekvatora sa istočnim

meridijanom od 90 stepeni. (Groves, 2008)

Ovaj sistem je važan u navigaciji jer korisnici žele znati svoj položaj u odnosu na

Zemlju, pa je često korišten i kao referentni sistem i kao sistem rješenja. (Groves,

2008)

Lokalni navigacijski sistem

Ishodište lokalnog navigacijskog sistema je u tački za koju se traži navigacijsko

rješenje (navigacijski sistem, korisnik, ili centar masa automobila). (Groves, 2008)

Slika 2. 3: Osi lokalnog navigacijskog sistema (Groves, 2008, str. 21)

Slika 2.3 pokazuje osi lokalnog navigacijskog sistema. Z os, poznata i kao dole (D)

os, je definisana kao normala na površinu referentnog elipsoida, grubo usmjerena ka

centru Zemlje. Jednostavni gravitacioni modeli pretpostavljaju da vektor gravitacije

koincidira sa z osi lokalnog navigacijskog sistema. X os, ili sjeverna (N) os, je

projekcija u ravni ortogonalnoj sa z osi linije od korisnika ka sjevernom polu.

Kompletiranjem ortogonalnog sistema, y os je uvijek usmjerena ka istoku i poznata

je kao istočna os (E). (Groves, 2008)

Sjever, istok, dole je najčešća forma lokalnog navigacijskog sistema. Lokalni

navigacijski sistem je važan u navigaciji jer korisnik želi znati svoj položaj u

odnosu na sjever, istok i dole smjerove. Za položaj i brzinu on nudi pogodan set

izbora osi, ali nije korišten kao referentni sistem. (Groves, 2008)

46

Body sistem

Body sistem, ponekad i vozilo sistem, kombinuje ishodište i orijentaciju objekta za

koji se traži rješenje. Ishodište koincidira sa onim lokalnog navigacijskog sistema,

ali osi ostaju fiksirane u odnosu na tijelo i obično su definisane kao x = naprijed

(obično smjer kretanja), z = dole (obično smjer gravitacije), i y = desno,

kompletirajući ortogonalni set. Za uglovna kretanja, x os je os obrtanja, y os je os

nagiba, z os je os skretanja. Dakle, osi body sistema su poznate kao obrtanje, nagib i

skretanje (egl. roll, pitch and yaw). Slika 2.4 prikazuje ovaj sistem. (Groves, 2008)

Slika 2. 4: Osi body sistema (Groves, 2008, str. 22)

Body sistem je veoma bitan u navigaciji jer opisuje objekat koji se navigira. Svi

inercijalni senzori mjere kretanje body okvira (u odnosu na generički inercijalni

okvir). (Groves, 2008)

2.2.1. Određivanje položaja

Postoji veliki broj metoda za određivanje položaja. Uspoređivanjem oblika na karti

s oblicima na trenutnoj lokaciji (kao što su orjentiri, karateristični objekti, putne

oznake, saobraćajni znaci, visine terena), moguće je određivanje trenutnog položaja.

To je generalno govoreći mnogo jednostavnije za čovjeka nego za stroj.

Određivanje položaja također može biti urađeno mjerenjima dužina i/ili uglova

prema poznatim objektima. Slika 2.5 pokazuje određivanje 2D položaja. X

predstavlja nepoznato mjesto korisnika, A i B su poznati položaji referentnih

objekata. Položaj u ravnini (dvije dimenzije) može se odrediti mjerenjem azimuta

ka dva poznata objekta.

47

Slika 2. 5: Određivanje položaja objekta mjerenjem dužina i uglova

Pri tom se azimutom smatra ugao između pravca sjevera (bilo pravog ili

magnetnog) i pravca tj. „vizuri“ ka objektu. Korisnik tada leži u presjeku linija ka

referentnim objektima i u pravcu mjerenih azimuta. Određivanje položaja može biti

u tri dimenzije, ali tada je potrebno mjeriti vertikalni ugao do jednog referentnog

objekta. Za datu tačnost mjerenih uglova, tačnost određivanja položaja se smanjuje

s povećanjem dužine od referentnih objekata. Ako su mjerene udaljenosti od dva

poznata objekta, približno u istoj ravnini korisnika, tada će položaj korisnika ležati

na presjeku dva kruga čiji su centri u referentnim objektima, a radijus odgovara

mjerenoj udaljenosti. Međutim, općenito postoji i druga tačka presjeka. Često je za

ispravno određivanje položaja potrebna informacija poznata unaprijed. Ako takva

informacija nije poznata potrebno je mjeriti treću dužinu da se dobije jednoznačno

rješenje. Ako je tačnost mjerenja dužina konstantna, tačnost određivanja položaja

neovisna je o udaljenosti od referentnih objekata.

Za određivanje položaja u tri dimenzije, općenito je potrebno mjeriti tri dužine.

Ipak, tada postoje dvije tačke presjeka, ali je jedna obično izvan dosega korisnika.

Međutim, kad su korisnik i referentni objekti u istoj ravnini moguće je dobiti samo

dvodimenzionalno određivanje položaja. Zbog ovoga je otežano dobivanje

vertikalnog položaja iz sistema za terestričko mjerenje dužina.

Ako se mjere dužine i azimuti, određivanje položaja dobije se i kad postoji samo

jedan referentni objekat. Za mjerenje azimuta i vertikalnih uglova postoje relativno

jednostavne tehnologije s kojiam su geodeti dobro upoznati. Dakle, mogu poslužiti

teodoliti i magnetni kompasi. Kao referentni objekti mogu poslužiti terestrički

orjentiri, Sunce, Mjesec, zvijezde, itd. Npr., poznato je bilo čak i starim naprednim

civilizacijama da visina Sunca iznad horizonta, kad se ono nalazi u zenitu, definira

geografsku širinu, dok mjerenje vremena izlaska i zalaska Sunca u odnosu na

48

vrijeme tih događanja u poznatoj lokaciji definira razliku geografskih dužina.

Praktično mjerenje geografske dužine na prekookeanskim putovanjima postalo je

moguće tek 1760-tih godina, zahvaljujući napretku u povećanju tačnosti sata kojeg

je izumio Harison. Mjerenje azimuta je također moguće uz korištenje nekih radio

navigacijskih sistema.

Mjerenje dužina je moguće, kao što je geodetima također dobro poznato,

korištenjem radio signala, lasera i radara. U pasivnim sistemima za mjerenje dužina,

korisnik prima signal iz navigacijske stanice, koja emitira radio signal. U aktivnim

sistemima za mjerenje dužina, korisnik emitira signal do referentnog objekta i prima

reflektirani signal. Komponenta sistema za određivanje položaja, koja se nalazi

izvan opreme korisnika, naziva se navigacijsko pomagalo (aid to navigation-AtoN).

AtoN uključuje putne oznake (kao što su svjetla) i radio navigacijski signale.

Da bi se dobio položaj korisnika, nakon što se izmjeri udaljenost i/ili izmjeri azimut,

potrebno je poznavati položaj referentnog objekta. Radio navigacijski predajnici

signala (transmiteri) emitiraju direktno informaciju o svom položaju, ili je moguće

identificirati pomoću pozivnog znaka ili njihove frekvencije. U slučaju da referentni

objekt nije transmiter, položaj se mora identificirati, manualno ili preko uređaja koji

koriste tehnike automatiziranog čitanje karakterika. Primjer je tehnika navigacije

prema referentnom terenu.

Dead Reckoning - vezana navigacija

Dead Reckoning, odnosno vezana navigacija (eng. dead reckoning - DR) mjeri

promjene položaja ili mjeri brzinu, te ih integrira. Znači, da bi se dobio trenutni

položaj objekta, razlika položaja se dodaje na položaj predhodne tačke. Brzina ili

dužina putovanja mjeri se u koordinatnom okviru koji je čvrsto vezan za tijelo u

pokretu (eng. body coordinate frame). Tako je potrebno odvojeno mjerenje za

određivanje orjentacije-stava, da bi se dobio pravac putovanja u referentnom okviru.

Za dvodimenzionalnu navigaciju, dovoljno je mjerenje azimuta, dok je za 3D

navigaciju neophodno mjerenje sve tri komponente orjentacije. Slika 2.6 pokazuje

koncept DR navigacije. Tačnost navigacijskog rješenja će biti veća kad se pri

promjeni stava/orjentacije napravi manji korak.

49

Slika 2. 6: Metoda „dead reckoning“ (Groves, 2008, str. 6)

U početku se računanje radilo ručno, što je ozbiljno ograničavalo brzinu dobivanja

podataka. Naravno, danas računanja obavlja kompjuter. Stare, tradicionalne metode

mjerenja dužina i brzina uključuju brojanje koraka, korištenje štapa za hodanje,

odmotavanje konopca s čvorovima od kraja broda. Dakle, u moreplovstvu se

koristio čvor konopca kao jedinice brzine. Danas se brojanje koraka može

automatizirati uz korištenje naprave nazvane pedometar. Postoji sofisticiran uređaj

za pješačku „dead reckoning“ tehniku. Ovaj uređaj koristi akcelorometre pomoću

kojih određuje dužinu koraka. Uređaj nazvan odometar mjeri dužine pomoću

zbrajanja rotacija točka. Danas je to standardna oprema u svim automobilima, ali

ova tehnika datira iz doba starih Rimljana.

Ekvivalent za aplikacije u moreplovstvu je uređaj nazvan brodski dnevnik, koji se

sastoji od turbine ispod broda, koja rotira za iznos direktno proporcionalan brzini

broda. Savremene metode mjerenja brzine koriste Doppler radar ili integriraju

mjerenja akcelorometra unutar inercijalnog navigacijskog sistema INS.

Obje tehnologije su ustanovljene za vojne aplikacije u 50-tim godinam dvadesetog

stoljeća. Njihova primjena u civilnim projektima počela je desetak godina kasnije.

Zanimljivo je da je prva primjena INS-a primjenjena za njemačke V2 rakete koje su

razvijene u drugom svjetskom ratu. Za primjenu u moreplovstvu se mogu koristiti

sonari12. Visine se mogu izračunati iz mjerenja atmosferskog tlaka uz upotrebu

barometrijskog visinomjera ili altimetra. Radarski altimetar mjeri visine iznad

terena, tako da se može koristiti za određivanje visine aviona kad je poznata visina

terena. Azimuti se mogu mjeriti pomoću magnetnih kompasa, starog kineskog

izuma.

Današnji magnetni kompas i magnetometri imaju elektronička očitanja. Sunce,

Mjesec i zvijezde se također mogu koristiti za određivanje stava/orjentacije objekta

kad su poznato vrijeme i približni položaji ovih nebeskih tijela. INS određuje stav

50

integriranjem uglovnih promjena izmjerenih pomoću žiroskopa. Žirokompas je

senzor koji mjeri azimute na bazi kompasa. Razvijen je početkom dvadesetog

stoljeća. Detaljni opisi INS i drugih DR navigacijskih tehnika bit će izneseni

kasnije. Pozicioniranje pomoću DR postiže se sumiranjem mjerenja niza relativnih

položaja. Svaki relativni položaj ili koordinatana razlika je opterećen nekom

pogreškom mjerenja. Zbog ovoga pogreška određenih položaja raste s vremenom.

Pogreške kod metode „fiksiranja pozicije“ ne rastu na isti način. Oslanja se na

komponente izvan korisnika, što općenito nije kontinuirano i univerzalno dostupno.

DR zahtijeva poznatu početnu poziciju, ali poslije daje neisprekidano navigacijsko

rješenje osim u slučaju da se oprema pokvari. Prema tome, karakteristike DR

metode i metode „fiksiranja položaja“ su komplementarne. Da bi se dobili benefiti

obje metode DR tehnika se može kombinirati s jednom ili više tehnika fiksiranja

položaja u integriranim navigacijskim sistemima.

Poglavlje preuzeto iz pisane skripte Satelitska navigacija, M. Mulić, 2015.

2.2.2. Tehnike pozicioniranja i navigacije

Postoje kao što je rečeno različite tehnike pozicioniranja (Hofmann Wellenhoff i

dr., 2003):

- „samo-pozicioniranje“ kad sam objekat aktivno određuje vlastiti položaj,

- „udaljeno pozicioniranje“ kad položaj biva određen pomoću udaljenih uređaja a

objekat nije diretno involviran tj. pasivan je,

- „autonomno“ pozicioniranje kad nisu potrebni predajnici (satelitski ili terestrički)

signala,

- „neautonomne“ tehnike pozicioniranja zahtjevaju prijem određenih signala.

Primjer su radionavigacijski sistemi.

Kod tehnika pozicioniranja, kao što je to čest slučaj u geodetskim primjenama,

pozicioniranje se može uraditi u postupcima naknadne obrade podataka mjerenja, i

nije uvijek neophodno odrediti položaj u realnom vremenu. Nasuprot tome, u

navigaciji je uglavnom neophodno imati informacije o trajektoriji pokretnog objekta

u realnom vremenu. Dakle, mjerenja i računanja se izvode u realnom vremenu, i

zato se kaže da je navigacija aktivan proces, koji se satoji od pozicioniranja i

vođenja objekta. Često je u praksi potrebno imati „nadzor“ nad pokretnim

objektom, kao što je čest slučaj u avio-navigaciji. Ovaj nadzor odvija se kao složen

postupak, tj. izvodi se „pozicioniranje iz daljine“ plus navođenje pokretnih objekata.

Postupak je poznat kao kontrola leta. Autonomne navigacijske tehnike su također

51

poznate. Ovdje nisu potrebni nikakvi komunikacijski linkovi s eksternim

navigacijskim uređajima. Postoji međutim razlika u odnosu na autonomno

pozicioniranje, jer autonomna navigacija može uključivati neautonomne metode

pozicioniranja. Neautonomne navigacijske tehnike su međutim funkcionalno ovisne

o operabilnim komunikacijskim linkovima s eksternim navigacijskim sredstvima, tj.

objektima ili vozilima koji se oslanjaju na informacije koje obezbjeđuju

navigacijski uređaji za podršku.

Dakle, postoje razlike u postupcima pozicioniranja koje se primjenjuju u geodetskoj

praksi i navigaciji, iako generalno postoji njihova velika međusobna povezanost.

Sličnosti i razlike se mogu klasificirati po: tačnosti, utrošenom vremenu za postupke

mjerenja i računanja, latentnost-realno vrijeme, itd. Tradicionalno, geodetska

mjerenja se izvode s velikom tačnošću položaja, koja kod navigacije često nije

neophodna.

Da bi se dobila visoka tačnost poziocioniranja tradicionalno se izvode statička

mjerenja u geodeziji, dok je u navigaciji potrebni imati položaj u (skoro) realnom

vremenu. Poznato je da se u geodetskim postupcima također rade mjerenja s

pokretnih platformi, gdje se u kratkom vremenu prikupi veliki broj geoprostornih

informacija o položaju tačaka:

- aviofotogrametrija, koja u zadnjim desetljećima integrira podatke

fotogrametrijskih kamera s drugim senzorima kao: laserskim skenerima, GNSS,

INS, visinomjerima, itd.

- hidrološko snimanje i pozicioniranje koja se črsto izvode s čamaca ili specijalnih

brodova uz korištenje sonara, laserskih skenera, GNSS, INS, itd.

- brze metode premjera rade se pomoću automobila opremljenih skupom različitih

senzora kao što su GNSS, INS, laserski skeneri, kamere, odometri, magnetometri,

itd.

- GNSS pozicioniranje u realnom vremenu.. U većini nabrojanih geodetskih

postupaka neophodno je pozicioniranje kombinirati s navigacijom. Općenito se

može reći da razlike između geodetskog pozicioniranja i navigacije vremenom

postaju sve manje.

2.3. PRAKTIČNI DIO ZADATKA

U cilju rjšeavanja praktičnog dijela zadatka svaka grupa je preuzela različitu

aplikaciju za pametni telefon te pristupila procesu navigacije od tačke A do tačke B.

U nastavku slijedi kratak prikaz samog procesa navigacije svake od grupa.

2.3.1. Grupa I

52

Grupa se koristila aplikacijom Google Maps. Aplikacija Google Maps za telefone i

tablete čini snalaženje u prostoru bržim i lakšim. Karte će vam pokazati upute, a

upotrebljavaju informacije o saobraćaju u stvarnom vremenu da pronađu najbolju

rutu do odredišta. (URL 1).

Aplikaciju karakteriše (URL 1):

- sveobuhvatne i tačne karte u 220 zemalja,

- glasovno vođena GPS navigacija za pješačenje te vožnju automobilom i biciklom,

- upute za prijevoz i karte za više od 15.000 gradova i mjesta,

- promet uživo, izvješća o nezgodama i dinamično preusmjeravanje,

- detaljne informacije o više od 100 miliona mjesta,

- slike s usluge Street View i slike unutrašnjosti za restorane, muzeje i još mnogo

toga.

Uz glasovnu navigaciju čut ćete saobraćajna upozorenja, gdje skrenuti, kojim

sabraćajnom trakom voziti i postoji li bolja ruta.

Slika 2. 7: Korisničko sučelje aplikacija Google Maps (lijevo) i GNSS Viewer (desno) korištenih pri

navigaciji

53

Postupak navigacije na terenu se svodio na sljedeće. Odabrana tačka A je bila

Merhemića trg, a tačka B ulaz na Kliniku urgentne medicine. Sama aplikacija je

nudila dvije rute koje se mogu pratiti da bi se došlo do željenog cilja te je odabrana

ona ruta za koju je potrebno manje vremena. Na početku mjerenja uz pomoć druge

aplikacije i to aplikacije GNSS Wiewer očitan je broj satelita jer ti podaci nisu bili

dostupni u aplikaciji Google Maps. Taj podatak je očitavan na svake 3-4 minute.

Dužina putovanja je trajala 15 minuta kao što je i predviđeno aplikacijom. Za

upotrebu ove aplikacije bilo je neophodno da bude uključen GPS prijemnik na

mobilnom uređaju i da se omogući Google kartama pristup trenutnoj lokaciji ali i

zvučnicima. Pozitivna strana ove aplikacije jeste što se mogu vidjeti informacije o

prometu, opcijama javnog prevoza te lokalna zanimljiva mjesta u vrlo kratkom

vremenu, te što aplikacija radi i bez internetske veze. No međutim aplikacija ne

nudi najbolju moguću rutu odnosno najkraću te je to jedan od njenih nedostataka.

2.3.2. Grupa II

Ova grupa je koristila iGO Navigation aplikaciju. Pomenutu aplikaciju karakteriše

(URL 2):

- više od 100 karata različitih zemalja, uključujući SAD, Kanada, Meksiko,

Brazil, Argentina, Njemačka, Italija, Francuska, Australija, Rusija, Turska, i

još mnoge druge,

- zauzima malo prostora u usporedbi s mnogim drugim navigacijskim

aplikacijama, čime se štedi prostor za važnije putne potrepštine,

- mogućnost brzog izračunavanja rute kako bi pronašli najbolju moguću rutu,

- 3D oznake i 3D karte gradova za jasni i jednostavni proces vizualizacije,

- mogućnost offline pozicioniranja

- pogled “Junction” kako bi spriječili konfuziju prilikom ulaska ili izlaska iz

glavne prometnice,

- mogućnost glasovnih uputa.

54

Slika 2. 8: Korisničko sučelje aplikacije iGO, korištene pri navigaciji na terenu

Nakon odabira odgovarajućih aplikacija, određena je početna i krajnja tačku, tako

što su iste unijete pomoću opcije “add destination”. Aplikacija se može koristiti i u

motornim vozilima, pa je bilo nužno izabrati opciju “za pješake” nakon čega se

izvršilo ponovo preračunavanje neophodnog vremena da bi se stiglo do cilja. Naime

aplikacija “iGO Navigation” je izračunala da je neophodno vrijeme 15 minuta, da bi

se prešla udaljenost od 956 metra. Na terenu pomenuta udaljenost je pređena za

nekih 14 minuta. Aplikacija omogućava zvukovna i vibracijska upozorenja pri

skretanjima, ukoliko se preuzmu odgovarajući dodaci sa Google Play Store-a. iGO

Navigation je pored najoptimalnije rute ponudila i alternativne rute koje su bile

duže stotinjak metara, što bi i produljilo vrijeme do destinacije. Objekti na karti u

aplikaciji su prikazani na LOD1 nivou detaljnosti. Za praćenje dodatnih parametara

korištena je aplikaciju GNSS View. Ona omogućava praćenje broja satelita, te

vrijednosti DOP-a (VDOP, HDOP, PDOP). Broj satelita nije varirao značajno,

pošto je signal priman sa više sistema (GPS, GAL, GLO, BDS i SBS), DOP-ovi su

bili preoptimistični i iznosili su 0.46. Razlog ovih preoptimističnih rezultata jeste,

da aplikacija prima signale sa više satelita različitih sistema.

Aplikacija iGO Navigation je odlična za navigaciju od početne do krajnje tačke,

pogotovo, jer omogućava preuzimanje podloga koje su besplatne sa Google Play

Store-a, da bi se iskoristile bez pristupa internetu, što štedi bateriju uređaja. Dok za

rezultate koje pruža aplikacija GNSS View, možemo reći da su preoptimistični.

2.3.3. Gupa III

55

Ova grupa se koristila aplikacijom MapFactor GPS Navigation. Pomenuta je

najbolje ocjenjena besplatna navigacijska aplikacija na Google Play-u sa 30 miliona

instalacija.

MapFactor Navigator je besplatna GPS navigacijska aplikacija sa besplatnim offline

kartama iz OpenStreetMaps-a (uključuje besplatno ažuriranje mapa). Ima

mogućnost kretatanja bez internet konekcije u više od 200 zemalja. (URL 3)

Ključne karakteristike aplikacije MapFactor GPS Navigation Maps su (URL 3):

- glasovna navigacija na različitim jezicima,

- planiranje putanje od vrata do vrata,

- pregled predstojećih manevara i rastojanja prikazanih na ekranu,

- besplatne mape instalirane na vašem uređaju ili na SD kartici,

- interesantne tačke,

- ograničenje brzine.

Slika 2. 9: Korisničko sučelje iGo aplikacije pri procesu navigacije

Na početku rute (KUCS) u aplikaciju (MapFactor GPS Navigation Maps) je

unešena krajnja lokacija (Merhemića trg) rute. Aplikacija je ponudila rutu kojoj se

treba kretati do cilja. Prihvatiši tu rutu, krenulo se u realizaciju zadatka i uz pomoć

glasovnih i grafičkih uputa uspješno se dolazi do cilja. Tokom realizacije zadatka

svakih 500m bilježeni su podaci o broju satelita sa kojih uređaj prima signale

potrebne za navigaciju (GPS Info).

56

Ruta koju je aplikacija ponudila nije bila najkraća, ali je ipak dovela do cilja.

Aplikacija pruža tačnost od nekoliko metara i to je sasvim dovoljno za ove svrhe

kao sto su: navođenje automobila, ljudi... Generalni zaključak je da ove metode

navođenja veoma korisne za civilne potrebe, ali takođe im ne treba slijepo vjerovati.

2.3.4. Grupa IV

Ova grupa je koristila HERE WeGo aplikaciju. HERE WeGo je aplikacija sa

kartama za navigaciju za Android i iOS, i desktop web servis za kartiranje, u

vlasništvu HERE Global B.V. Osnovne karakteristike i funkcije koje se mogu

pronaći na (URL 4):

- Turn-by-turn navigacija:

HERE WeGo pruža turn-by-turn (zavoj-po-zavoj) navigaciju u načinima rada sa i

bez interneta. Korisnik može unijeti adresu odredišta, oznaku na odredištu ili ime

preduzeća, a aplikacija zatim automatski računa pravce i udaljenosti do odredišta.

Podaci o saobraćaju u stvarnom vremenu (gdje su dostupni) su takođe uključeni i

predviđanje se vrši na osnovu vremena dolaska do odredišta.

- Navigacija za javni prevoz, pješake i bicikliste:

Podaci o javnom prevozu su prikazani od strane HERE aplikacije dok planirate rutu,

za transportne opcije poput autobusa i vozova. Podržane su i rute za hodanje i

biciklizam. Procjene vremena i udaljenosti su dostupni za ove načine rada, i za

navigaciju u vožnji.

- Dijeljenje kolekcija i lokacije (sortiranje nije dostupno):

Korisnici mogu sačuvati lokaciju i detalje o odredištu kao „Kolekcije“. Lokacija

može biti dijeljena korištenjem više metoda, uključujući Glympse sistem, Google+,

Facebook mesindžer, email, i Twitter. Ne postoji mogućnost sortiranja kolekcija u

odnosu na ime ili udaljenost na Web, Android ili iOS verzijama.

- Karte bez interneta:

HERE WeGO može sačuvati karte zemalja u internu pohranu, tako da internet

konekcija nije potrebna. Ove karte mogu biti korištene za navigaciju, pretraživanje,

i planiranje ruta na isti način kao i sa konekcijom, ali korištenje sa internet

konekcijom omogućava podatke o stanju u saobraćaju u realnom vremenu i dodatne

informacije o lokaciji.

Karte uključuju i detalje o spratovima pojedinih velikih zatvorenih prostora poput

šoping centara i aerodroma.

57

Slika 2. 10: Korisničko sučelje aplikacije HERE WeGo pri navigaciji na terenu

Prvi korak pri navigaciji je bilo određivanje početnog i krajnjeg položaja. U

korištenoj aplikaciji (HERE WeGO) postoje opcije unošenja adrese, prepoznavanje

lokacije, te odabir iste na karti. Odabrano je automatsko prepoznavanje početne

lokacije, dok je odredište jednostavno odabrano dužim pritiskom na mjesto na karti.

Nakon odabira polazišta i odredišta, aplikacija nudi optimalnu rutu, te prikazuje

dužinu i vrijeme potrebno da se pređe ista. Izračunata dužina je bila 950 m, a

predviđeno vrijeme 16 min. Stvarno vrijeme koje je bilo potrebno je 13 min, pri

čemu nije bilo čekanja na semaforima, te bi se u konačnici predviđeno vrijeme

moglo smatrati referentnim. U toku kretanja, aplikacija pri predstojećoj promjeni

smjera kretanja korisnika o istom obavještava vibracijom. Takođe, klikom na ekran

prikažu se ili sklone podaci o preostaloj dužini i vremenu puta. Objekti na karti u

aplikaciji su prikazani na LOD1 nivou detaljnosti. Za praćenje dodatnih parametara

korištena je aplikacija Mobile Topographer. Ona omogućava praćenje broja satelita,

te vrijednosti DOP-a. Broj satelita nije značajno varirao, te je tokom cijlog puta

iznosio 8 ili 9. Iako aplikacija ima mogućnost povezivanja na GPS, Galileo i

BeiDou sisteme, u toku kretanja po ruti signali su primani samo sa GPS satelita.

Moguće da je razlog za to blizina visokih zgrada.

Aplikacija Here WeGO je korisna, prilagođena korisnicima, jednostavna za

upotrebu, te je odlična pomoć pri potrebi da se nađe najbolje riješenje rute za

odlazak na određenu lokaciju. Prati kretanje korisnika na karti u stvarnom vremenu,

te ne dolazi do ometanja ni prilikom prolaska pored većih zgrada.

58

2.4. ZAKLJUČAK

Općenito, sve grupe su došle do zaključka da preuzete besplatne aplikacije se mogu

koristiti za navigaciju u realnom okruženju s tačnošću koja je dovoljna prosječnom

korisniku za pronalazak i sigurno putovanje do željene destinacije. Sve više

proizvođača nudi usluge off-line navigacije, ali jedan od nedostataka ovakvog

metoda rada jeste to da bez internet konekcije korisnik ne može imati informacije o

stanju prometa na svojoj ruti, ili u slučaju da nema ažuirane karte može doći u

nezgodnu situaciju. Također, istaknuto je da navigacionim uređajima ne treba

'slijepo' vjerovati, upravo iz razloga jer kartografske podloge mogu biti zastarjele ili

neažurne, a svakako u obzir treba uzeti i mogućnost pojave hardverske ili softverske

greške. Ukratko, navigacioni uređaji i aplikacije za navigaciju na pametnim

telefonima uveliko olakšavaju snalaženje u prostoru, naručito ukoliko se korisnik

nalazi u njemu nepoznatom okruženju.

2.5. LITERATURA

Grewal, M.S., Weill, L.R., i Andrews, A.P. , (2013): Global Positioning

System,Inertial Navigation and Integration. John Wiley & Sons Inc. Publication.

New York/Chichester/Weinheim/Brisbane/Singapore/Toronto.

Groves, P. D. (2008): Principles of GNSS, Inertial, and Multisensor Integrated

Navigation Systems. Boston, London: Artech House.

Hofmann-Wellenhof, B., Legat , K., & Wieser, M. (2003): Navigation, Principles of

Positioning and Guidance. Beč: Springer-Verlag.

Lapaine, M., Lapaine, M., & Tutić, D. (n.d.). GPS za početnike. Preuzeto 28. Mart,

2018. sa kartografija.hr:

http://www.kartografija.hr/old_hkd/obrazovanje/prirucnici/gpspoc/gpspoc.htm

Medžida Mulić, Skripta 'Satelitska navigacija', Univerzitet u Sarajevu, Građevinski

fakultet u Sarajevu, 2015.

URL 1: Google Play Store. Maps. Preuzeto 27. mart 2018. sa Google Play Store:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.google.android.apps.maps&hl=h

r

URL 2: Google Play Store. iGO Navigation. Preuzeto 25. mart 2018. sa Google

Play Store:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.nng.igo.primong.igoworld

URL 3: Google Play Store. MapFactor GPS Navigation Maps. Preuzeto 26. mart

2018. sa Google Play Store:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.mapfactor.navigator&hl=hr

URL 4: Wikipedia. (n.d). HERE WeGo. Preuzeto 17. Mart, 2018 sa Wikipedia:

https://en.wikipedia.org/wiki/HERE_WeGo

59

60

3. ZADATAK br. 3

Tema: Određivanje koordinata tačaka koristeći se on-line servisima i gLab

softverom: PPP (Precise Point Positioning)

Zadatak:

1. Timski istražiti i opisati PPP (Precise Point Positioning) metodu.

2. Timski istražiti gLAB softver za obradu podataka.

3. Također istražiti i opisati dostupne on-line servise za obradu podataka.

4. Sa EUREF internet servisa preuzeti opažanja za jednu od tačaka pomenute

mreže.

5. Obraditi preuzeta opažanja koristeći se jednim od dostupnih on-line PPP

servisa i gLAB softverom.

6. Napraviti analizu dobijenih rezultata i iste usporediti s rezultatima drugih

grupa (svaka grupa će koristiti servis za obradu podataka).

7. Izraditi tehnički izvještaj.

3.1. PPP (PRECISE POINT POSITIONING) METODA

PPP je tehnika pozicioniranja koja uklanja ili modeluje greške GNSS sistema kako

bi obezbijedila visoku tačnost određivanja položaja sa jednog prijemnika. Rješenje

PPP zavisi od GNSS satelitskog sata i korekcija orbita, generisanih iz mreže

globalnih referentnih stanica. Kada se korekcije izračunaju, one se isporučuju

krajnjem korisniku putem satelita ili preko Interneta. Ove korekcije koristi

prijemnik, što rezultira decimetarskim ili bolje pozicioniranjem bez potrebe za

baznom stanicom. (NovAtel n.d)

PPP pruža tačnost do 3 centimetra. Tipično PPP rješenje zahtijeva određeni

vremenski period da konvergira na preciznost decimetra kako bi se riješila bilo koja

lokalna pristrasnost, kao što su atmosferski uslovi, multipath okruženje i satelitska

geometrija. Postignuta stvarna tačnost i potreba vremena konvergencije zavise od

kvaliteta korekcija i načina na koji se primjenjuju u prijemniku. (NovAtel n.d)

Slično u strukturi sa SBAS sistemom, PPP sistem omogućava korekcije prijemniku

radi povećanja tačnosti položaja. Međutim, sistemi PPP obično pružaju veći stepen

tačnosti i naplaćuju naknadu za pristup korekcijama. PPP sistemi takođe

omogućavaju korištenje pojedinačnog toka ispravljanja širom svijeta, dok su SBAS

sistemi regionalni. Tipičan PPP sistem je prikazan na slici 1.1. (NovAtel n.d)

61

Slika 3. 1: PPP sistem, (NovAtel n.d)

Glavni izvori grešaka za PPP smanjeni su na sljedeće načine:

Rad sa dvostrukom frekvencijom: Jonosfersko kašnjenje prvog reda je

proporcionalno frekvenciji nosivog talasa. Zbog toga, jonosfersko kašnjenje prvog

reda se može potpuno eliminisati upotrebom kombinacija dvofrekventnih GNSS

merenja. (NovAtel n.d)

Spoljni podaci o ispravkama grešaka: Ovo uključuje korekcije orbita satelita i sata.

Modeliranje: Troposfersko kašnjenje koriguje se koristeći UNB model koji je razvio

Univerzitet u New Brunswick-u. Međutim, vlažni dio troposferskog kašnjenja

veoma varira i ne može se modelirati sa dovoljnom tačnosti. Na taj način se

procenjuje ostatak troposferskog kašnjenja prilikom procjene položaja i drugih

nepoznatih. Modeliranje se takođe koristi u PPP prijemniku kako bi se ispravio

efekat plime čvrste Zemlje. (NovAtel n.d)

PPP Filter Algoritmi: Prošireni kalman filter (EKF) se koristi za PPP procjenu.

Položaj, greška sata prijemnika, troposfersko kašnjenje i fazna neodređenost su

procjene EKF stanja. EKF minimizira šum u sistemu i omogućava procjenu

62

položaja sa preciznošću centimetra. Procjene za EKF stanja poboljšane su

uzastopnim GNSS merenjima, sve dok se ne konvergiraju na stabilne i tačne

vrijednosti. Tipično vrijeme konvergencije PPP do 10 cm horizontalne greške je

između 20 i 40 minuta, ali to zavisi od broja dostupnih satelita, satelitske

geometrije, kvaliteta korekcionih proizvoda, multipath okruženja prijemnika i

atmosferskih uslova. (NovAtel n.d)

Postoji nekoliko provajdera PPP usluga, uključujući VERIPOS, TerraStar,

OmniSTAR i StarFire. Pružaoci usluga PPP-a koriste mrežu referentnih stanica na

Zemlji da prikupljaju podatke o korekciji za različite signale koji emituje svaki

satelit. Korekcije izračunate iz ovih podataka emituju se sa geostacionarnih satelita

na prijemnike pretplatćenih korisnika. (NovAtel n.d)

Nemaju svi GNSS korisnici iste zahtjeve za tačnost pozicioniranja ili iste operativne

prepreke. Današnje veoma fleksibilne opcije za pozicioniranje GNSS-a

omogućavaju sistemskim integratorima da sastave najbolju kombinaciju hardvera,

softvera i usluga kako bi zadovoljili troškove i performanse svojih specifičnih

aplikacija. (NovAtel 2014)

PPP Fleksibilnost

Tehnički princip PPP-a je da greške merenja ublažavaju ili uklanjaju iz

izračunavanja položaja koristeći sofisticirane tehnike modelovanja i korekcijske

proizvode kao što su precizna satelitska orbita i korekcije sata. GNSS korekcije se

generišu koristeći podatke iz globalne referentne mreže i mogu se primjenjivati bilo

gdje na Zemlji. Eliminišući potrebu za lokalnim referentnim prijemnikom ili

mrežom prijemnika, korisnici mogu postići pozicioniranje na centimetre ili

decimetre na područjima gdje nije praktično koristiti tradicionalne RTK tehnike.

(NovAtel 2014)

Ublažavanje grešaka PPP-a

U srcu svih GNSS rješenja za pozicioniranje su mjerenja udaljenosti i njihove

odgovarajuće jednačine opažanja. GNSS signali, međutim, oštećeni su mnoštvom

uticaja i drugih grešaka, tako da izmjereni opseg može znatno odstupati od pravih

opsega. Napredak u pozicioniranju GNSS-a je u velikoj mjeri bio rezultat

napredovanja u modeliranju i ublažavanju ovih različitih izvora grešaka. (NovAtel

2014)

Pristupi za ublažavanje grešaka u suštini mogu biti podeljeni u tri kategorije:

1. Kombinacije signala

2. Modeli

63

3. Eksterno obezbeđene informacije

PPP je u vrhu GNSS smanjenja grešaka i koristi sve gore navedene pristupe. Na

primjer, radi uklanjanja efekata jonosfere, PPP koristi kombinacije signala na

različitim frekvencijama. Greške troposfere smanjuju troposferski modeli kašnjenja,

a zatim ih dodatno ublaže dinamički modeli zenitnih kašnjenja. Pružaoci korekcija

za PPP isporučuju korekcije koje uklanjaju efekte grešaka satelitskog sata i orbitne

greške. (NovAtel 2014)

Istraživanje troposferskog kašnjenja pokazuje napredak u ublažavanju pogrešaka

koji su omogućili PPP. Kada je GNSS pozicioniranje prvobitno izračunato, efekti

troposfera su u potpunosti zanemareni. Nedugo zatim, uvođeni su jednostavni

modeli koji koriste empirijski izvedene konstante kako bi ublažili efekte troposfere.

Ovi modeli su tada usavršeni i poboljšani. (NovAtel 2014)

Kasnije je prepoznato da se greška modela može smanjiti procjenom rezidualnih

zenitnih kašnjenja u prijemniku. Mogućnost korekcije troposfere na ovom nivou

čini PPP mogućim. Danas su razvijeni sofisticiraniji atmosferski modeli koji

uključuju troposferske specifične parametre u pokušaju da još više smanjuju

troposfersku grešku. (NovAtel 2014)

Procjena neodređenosti i konvergencija

Koncept neodređenosti faze nosača je ilustrovan na slici ispod.

Slika 3. 2: Procjena neodređenosti, (NovAtel 2014)

Slika pokazuje kako faza nosača prijemnika veoma precizno mjeri razdaljinu, ali to

nije udaljenost do satelita; već je to rastojanje do nepoznate početne tačke.

Udaljenost od te nepoznate početne tačke do satelita je neodređenost (ambiguitet).

(NovAtel 2014)

Očigledno je da, ako je poznata pozicija antene prijemnika, onda bi se neodređenost

mogla odmah odrediti. Naravno, koordinate antene prijemnika obično nisu poznate i

filter PPP ih mora procijeniti istovremeno dok procjenjuje neodređenosti. Ovo

stvara kružnu zavisnost: neodređenosti se poboljšavaju samo poboljšanim

64

koordinatama, ali koordinate se poboljšavaju samo poboljšanjem neodređenosti.

Ova veza između neodređenosti i koordinata zahtjeva vrijeme da se rješi. Ovaj put

je konvergentni period. (NovAtel 2014)

Jedan od načina za poboljšanje konvergencije je poboljšanje geometrije rješenja, a

najbolji način za to je dodavanje dodatnih satelita. Slika 3.3 ilustruje kako ovo

poboljšava rešenje: nesigurnost u udaljenostima od satelita dovodi do nesigurnosti u

položaju. Ovaj region nesigurnosti smanjuje se kako se dodaju nove udaljenosti.

(NovAtel 2014)

Slika 3. 3: Uticaj dodatnih satelita na rješenje, (NovAtel 2014)

3.2. GLAB SOFTVER ZA OBRADU GNSS MJERENJA

GNSS-Lab Tool alat (gLAB) je napredni interaktivni obrazovni višenamjenski

paket za obradu i analizu GNSS podataka. Razvijen je u okviru ugovora Evropske

Svemirske Agencije (ESA) od strane istraživačke grupe Astronomije i Geomatike

(gAGE) sa Politehničkog Univerziteta Katalonije (UPC). Prvo izdanje ovog

softverskog paketa pruža mogućnost potpune obrade GPS podataka, i djelimično

rukovanje sa Galileo i GLONASS podacima. (gAGE n.d)

GLAB obavlja precizno modeliranje GNSS opažanja (kodnih i faznih) na

centimetarskom nivou, omogućujući GPS standardno i precizno pozicioniranje

(SPS, PPP). Svaki pojedinačni uticaj greške se može procijeniti nezavisno, što,

zauzvrat daje veliki obrazovni doprinos. GLAB je prilagođen različitim

standardnim formatima poput RINEX-3.00, SP3, ANTEX i SINEX fajlova, između

ostalih. Štaviše, funkcionalnostje takođe uključena i za GPS, Galileo i GLONASS,

omogućujući neke analize podataka sa stvarnim više-konstelacijskim podacima.

(gAGE n.d)

65

Softverski alat gLAB je prilično fleksibilan, sposoban da radi pod Linux i Windows

operativnim sistemima i besplatan je od strane ESA Kancelarije za Obrazovanje za

univerzitete i profesionalace GNSS-a. (gAGE n.d)

Sve grupe su napravile obradu preuzetih opažanja sa EUREF mreže u softveru

gLab. U nastavku slijedi kratak pregled postupka obrade GNSS opažanja SPP i PPP

metodom u sofverskom rješenju gLab.

Za obradu RINEX file sa broadcast efemeridima SPP metodom u tražena polja

učitavaju se RINEX file i brodcast efemeride. Metod SPP se odabire iz menija

„Templates“ ili pritiskom tipke F1. U prozoru „Output” se postavi lokacija i naziv

fajla u kome će biti sačuvani rezultati obrade. I sve što preostaje jeste da klikom na

„Run gLAB“ se pokrene proces obrade pomenutih preuzetih opažanja (RINEX

fajla).

Slika 3. 4: Korisiničko sučelje softvera gLab

Nakon obrade slijedi analiza rezultata obrade. Do analize secdolazi kraticom

CTRL+A ili odabirom opcije „Analysis” iz padajućeg menija Mode. Analizu se vrši

odabirom jedne od ponuđenih opcija i klikom na opciju Plot. Ono što se pri procesu

analize može uočiti jeste da SPP metod rezultira horizontalnim greškama u

granicama do 3m, a greške po visini idu čak i do 5m.

66

Slika 3. 5: Isječak iz korisinočkog sučelja softvera gLab pri procesu analize rezultata obrade podataka

Kada je riječ o PPP metodi obrade podataka, pored RINEX file-a neophodne su i

precizne efemeride koje se mogu preuzeti s jednog od on-line servisa koji pruža ovu

vrstu podataka. Konkretno, iste su u ovom slučaju preuzete sa:

ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/. Što se tiče načina obrade podataka PPP metodom isti je

sličan kao i za prethodno opisanu SPP metodu. Odabire se PPP metod i u tražena

polja učitavaju se potrebni file-ovi, s tim daje neophodno učitati i ANTEX file kao i

.sp3 te .clock file. Kao i u prethodnom slučaju klikom na „Run“ se pokreće proces

obradu. Naravno, nakon završene obrade ponovno je urađena i analiza ostvarenih

rezultata, na način kako je to i ranije opisano.

67

Slika 3. 6: Korisiničko sučelje softvera gLab u proces PPP metode obrade podataka

Slika 3. 7: Isječak iz korisinočkog sučelja softvera gLab pri procesu analize rezultata obrade podataka

metodom PPP

68

3.3. ON-LINE SERVISI ZA OBRADU PODATAKA

Svaka od grupa se koristila drugim on-line servisom za obradu GNSS opažanja. U

nastavku će biti ukratko predstavljen svaki od korištenih servisa, te će biti predočeni

postignuti rezultati obrade podataka.

3.3.1. Grupa I

Ova grupa se koristila on-line servisom CSRS. CGS pruža nekoliko geodetskih

alata i njihovih odgovarajućih desktop aplikacija, te omogućuje precizno

pozicioniranje, određivanje visine i transformacije. Instrument za pozicioniranje

(CSP) za Kanadski prostorni referentni sistem (CSP) omogućava izračunavanje

položaja pomoću sirovih GNSS podataka, a alat GPS · H vrši pretvaranje

elipsoidnih visina u ortometrijske visine. TRX alat obavlja transformaciju

koordinata, INDIR izračunava geografske koordinate krajnjih tačaka i konačno, alat

NTv2 omogućuje transformaciju koordinata između NAD27, ATS77, NAD83 i

NAD83 (CSRS) tj. referentnih sistema koji koriste binarnu skrivenu mrežu (.GSB

format) gdje god je ona dostupna. Jedan od tih alata je i online servis CSRS za

obradu sirovih GNSS mjerenja. CSRS-PPP je mrežna aplikacija za GNSS obradu

podataka koja omogućuje korisnicima da izračunaju pozicije sa velikom tačnošću.

CSRS-PPP koristi precizne efemeride GNSS-a radi dobivanja koordinata stalne

"apsolutne" tačnosti bez obzira gdje se nalazite na zemlji i bez obzira na blizinu

poznatih baznih stanica. Korisnici mogu poslati RINEX podatke dobivene

mjerenjem s jednofrekventnim ili dvofrekventnim prijemnicima koji rade na

statičkom ili kinematičkom principu putem interneta i ostvaruju veoma precizno

pozicioniranje u Kanadskom prostornom referentnom sistemu (CSRS) i

međunarodnom terestičkom referentnom okviru (ITRF). (URL 1)

Ovaj on-line servis je besplatan i sve što je potrebno jeste registracija. Koraci

prilikom obrade su:

- pokretanje servisa,

- unošenje e-mail adrese na koju će biti poslani rezultati obrade,

- odabir načina obrade: statički ili kinematički,

- odabir referentnog okvira izlaznih koordinata: NAD83 ili ITRF,

- ako je NAD83 odabrani referentni okvir, treba odabrati epohu.

Pod pretpostavkom da korisnik posjeduje odgovarajuću RINEX datoteku iz

podataka GNSS snimanja, potrebno je:

- uvesti datoteku sa RINEX mjerenjima klikom na "Choose file",

- kliknuti "Submit to PPP"

69

Pomoću alata „More options“ moguće je:

- odabrati model geoida,

- izvršiti uvoz datoteke Ocean loading (OTL) u Oceanu (pogledajte Ocean

tidal load - Who should use this?). OTL datoteke mogu se izrađivati

pomoću internetske usluge "davatelj usluga opterećenja okeanima" koji

održava Hans-Georg Scherneck na opservatoriju Space Onsala. CSRS-PPP

prihvaća OTL datoteke oblikovane u HARPOS ili BLQ formatu.

Precizni GNV SRS-PPP online alat za naknadnu obradu koristit će najbolje

dostupne efemeride (FINAL, RAPID ili ULTRA-RAPID):

- PRECIZNE (+/- 2 cm): dostupni 13 -15 dana nakon završetka sedmice,

- RAPIDNE(+/- 5 cm): dostupno sljedeći dan

- ULTRA RAPIDNE (+/- 15 cm): dostupno svake 90 minuta (nije dostupno

za preuzimanje)

Specifični ITRF koji koristi CSRS-PPP je onaj koji je realizirala Međunarodna

GNSS usluga (IGS) u epohi za koju su izračunate precizne efemeride. Sa izradom

orbitalnih procjena na dnevnoj bazi, epoha realizacije ITRF-a uvijek će biti unutar

jednog dana od dostavljenih GNSS podataka.

Slika 3. 8: princip rada on-line servisa CSRS

Poslije slanja podataka, nakon određenog vremena dobija se e-mail sa izvještajem

na kojem su podaci o obrađenim mjerenjima. Ovaj izvještaj sadrži obrađena

mjerenja, dobivene koordinate te ocjenu tačnosti dobivenih rezultata, geografske i

UTM koordinate, te korištene efemeride.

70

Slika 3. 9: izvještaj sa servisa CSRS

3.3.2. Grupa II

Ova grupa se služila GDGPS on-line servisom. Sistem globalnog diferencijalnog

GPS-a (GDGPS) je kompletan, veoma precizan GNSS sistem za praćenja i

ažuriranja u realnom vremenu. Koristeći mrežu referentnih prijemnika na Zemljinoj

površini daje podatke u realnom vremenu. Ovaj softver je dobio nagradu za jedan

od najboljih softvera za obradu podataka u realnom vremenu, GDGPS sistem

obezbeđuje decimetarsku tačnost pozicioniranja i nanosekundnu tačnost prenosa

istih podataka bilo gdje u svijetu, na terenu, u vazduhu i u svemiru (nezavisno od

trenutne lokacije). Kompletan niz informacija o stanju GNSS-a u realnom vremenu,

podataka o životnoj sredini i pomoćnih proizvoda dostupni su u podršci

najzahtevnijih operacija GNSS Augmentation, Assisted GNSS (A-GNSS) usluga,

procjene situacije i praćenja stanja životne sredine - globalno, ravnomjerno, tačno , i

pouzdano. Puna linija proizvoda dostupna je za GPS, GLONASS i BeiDou.

Navigacijske usluge za prenos su trenutno dostupne za Galileo. GDGPS pruža

usluge za podatke o položaju, navigaciji i vremenu za poslove industrije i vlade od

2000. godine, sa pouzdanošću od 99,99%. GDGPS tehnologija za navigaciju je

71

osnovna globalna infrastruktura, uključujući WAAS i sledeću generaciju GPS

operativnog kontrolnog segmenta (OCX) (URL 2)

Ovaj on-line servis (GDGPS) je potpuno besplatan. Nakon pristupa servisu,

dovoljno je izabrati opciju “Instant Positioning” da bi se krenulo sa obradom. Pravi

se podašavanje slijedećih parametara: elevacijski ugao, izbor metode

statičku/kinematičku. Servis nudi dvije opcije za upotrebu P (precise) C (civil)

koda. Nakon odabira odgovarajućeg koda, pristupa se izboru, upotrebe “modela

pritisaka”. Prednost ovog servisa je automatsko preuzimanje preciznih efemerida

(ukoliko su oni dostupni). Pristiskom na opciju “Odaberi datoteku” biramo željeni

RINEX file, te klikom na “process” potvrđujemo odabrani file.

Slika 3. 10: Korisničko sučelje on-line servisa GDGPS

Rezultati obrade RINEX file-a mogu se direktno preuzeti, te otvoriti u notepadu,

kao .txt file.

72

Slika 3. 11: Rezultati obrade podataka on-line servisom GDGPS

3.3.3. Grupa III

Ova grupa se koristila Magic GNSS online servisom. MagicPPP je usluga

pozicioniranja širom svijeta koja korisnicima GNSS-a omogućuje da odrede njihov

položaj ili putanju s točnošću na centimetarskoj razini. MagicPPP implementira

nove generacije preciznih točkastih pozicioniranja (PPP) algoritama koje je GMV

razvio kao rezultat višegodišnjeg iskustva u određivanju orbite, sinkronizacije i

pozicioniranja na GNSS-u. Za razliku od ostalih tradicionalnih tehnika za precizno

pozicioniranje kao što je RTK, tehnika implementirana u magicPPP-u ne zahtijeva

podatke iz kontinuiranog radnog referentnog mjesta (CORS) u blizini korisnika. To

je idealno rješenje za preciznu trajektografiju na velikim udaljenostima i / ili

područjima izvan CORS pokrivenosti. MagicGNSS PPP korekcijska usluga se

oslanja na multi-GNSS precizne orbite i satove izračunate u stvarnom vremenu

pomoću magicGNSS POD motora, obradu kodna-fazna GNSS opažanja dolaze iz

svjetske mreže stanice. Ove precizne orbite i satovi koriste se za izračunavanje

korekcija GNV-a emitiranja ephemera, koje se pružaju korisniku preko Interneta,

što omogućuje performanse pozicioniranja visoke točnosti bez obzira na lokaciju

korisnika. (URL 3)

73

Prije same obrade neophodna je registracija na server. Nakon registracije potrebno

je kliknuti na prozor „My Stations“ i učitati RINEX fajl stanice koja je predmet

obrade. Poslije je potrebno odbrati PPP stavku iz menija na lijevoj strani i nakon

toga odbrati opciju „New PPP Scenario“. U prozoru „Settings“ potrebno je označiti

opciju „Update my station coordinates“. U prozoru „Definition“ se definira: Ime,

datum mjernja, PPP metod, konstalacju satelita i vrsta efemerida. U prozoru

„Stations“ odabire su stanice koje se žele obraditi. U prozoru „Settings“ se definira:

interval mjernja, elevaciona maska te broj iteracija. Klikom na Process i nakon

kraćeg čekanja dobija se izvještaj obrade podataka u PDF formatu zajedno sa

pratećim fajlovima.

Slika 3. 12: Korisničko sučelje on-line servisa Magic GNSS

Interesantno je to da ovaj servis nudi i mogućnost on-line analize ostvarenih

rezultata.

Slika 3. 13: Analiza rezultata postignutih on-line servisom Magic GNSS

3.3.4. Grupa IV

74

Ova grupa je koristila Trimble RTX-PP on-line servis. Sredinom 2011. godine

Trimble je predstavio CenterPoint RTX koji pruža usluge pozicioniranja u realnom

vremenu sa centimetriskom tačnošću za aplikacije u realnom vremenu. Ovaj servis

se oslanja na genrisanje informacija preciznih orbita i sata za GPS i GLONASS

satelite u realnom vremenu. Podrška za prvi japanski QZSS satelit nedavno je

dodata u sistem. Dok su postojeći PPP sistemi dostupni putem web pristupa danas,

RTX-PP jedinstven je u smislu podrške QZSS signala, te sposobnosti da riješi fazne

nedoređenosti i konvergenciju. (Doucet, i drugi n.d)

CenterPoint RTX servis pruža usluge preciznog pozicioniranja u realnom vremenu

GNSS-a za određena tržišta kao što su precizna poljoprivreda, geodetska mjerenja i

kontrola mašina. Dostupnost korekcija za prijemnike na terenu je moguća preko

satelitske veze ili preko interneta. RTX Post-Processing koristi precizne orbite i

satove izvedene od CenterPoint RTX sistema u realnom vremenu. Informacije

orbita, sata i dodatnih nesigurnosti se dobijaju od servera u realnom vremenu i

uskladištene u kompresovanom formatu podataka za korištenje od strane

postprocesnog sistema. Osnovna stopa ažuriranja satelitskih satova su 1 Hz, tj.

omogućavaju maksimalnu tačnosti i visoke stope ažuriranja za pozicioniranje

kinematičkih rovera. S obzirom na to da sistem za server u realnom vremenu

obezbeđuje ažuriranje informacija sa minimalnim kašnjenjem manjim od jednog

sata, ne postoji značajno kašnjenje u mogućoj obradi podataka sa RTX Post-

Processing sistemom. (Doucet, i drugi n.d)

Najvažnije karakteristike ovog servisa su:

- koristi CenterPoint RTX softver,

- daje koordinate u ITRF2014 (epoha opažanja) za mjerenja nakon

23.03.2017, a prije toga u ITRF2008 (epoha opažanja),

- pored GPS-a, podržava i BeiDou, Galileo i GLONASS sisteme,

- radi PP9 i RTK10 metode,

- može raditi i sa jednofrekventnim i sa dvofrekventnim mjerenjima (L1 i

L2),

- minimalna dužina opažanja je 10 minuta, a maksimalna 24 sata,

- garantuje se horizontalna tačnost ispod 2 cm,

- koristi fazna i kodna mjerenja,

- podržava i 3.xx verzije RINEX-a,

- radi sa static modom opažanja,

- prije unosa podataka neophodno se registrovati (besplatno) na web stranici

servisa,

- koristi najbolje dostupne efemeride.

Neke od korekcije koje se primjenjuju za mjerenja su:

75

- korekcije satelitske i prijemne antene,

- model Zemlje,

- zakrivljenost na polovima,

- uticaj mora i plima,

- relativističke korekcije.

76

Slika 3. 14: Rezultati obrade podataka Trimble RTX-PP on-line servisom

3.4. ZAKLJUČAK

Generalno, sve grupe dolaze do zaključka da dostupni on-line servisi uveliko

olakšavaju obradu GNSS podataka. Neki od nedostataka koji se mogu izdvojiti jesu

ograničen broj file-ova koji se mogu poslati na servis, ograničenje u veličini

77

dadoteke koja se šalje na servis i slično. Prednosti se ogledaju u tome da se

relativno brzo dolazi do rezultata obrade podataka, te da su pomenuti servisi

potpuno besplatni. Kada je riječ o gLab softveru, dolazi se do teze da je isti veoma

pogodan i za početnike i za iskusne korisnike, za praktičnu i naučnu svrhu, te da

pruža veoma velik broj mogućnosti.

3.5. LITERATURA

Doucet, Ken, Michael Herwig, Adrian Kipka, Philip Kreikenbohm, Herbert Landau,

Rodrigo Leandro, Matthias Moessmer, i Christian Pagels. n.d. Introducing

Ambiguity Resolution in Web-hosted Global Multi-GNSS Precise Positioning with

Trimble RTX-PP. Posljednji pristup 28 jun, 2018.

http://www.trimble.com/positioning-services/pdf/RTX_Post_Processing.pdf.

gAGE. (n.d.): GNSS-Lab Tool (gLAB). Posljednji pristup 27. jun, 2018.

http://www.gage.es/gLAB

NovAtel. (2014): Advanced GNSS Positioning Solutions. Posljednji pristup 5. jun,

2018. https://www.novatel.com/tech-talk/velocity/velocity-2014/advanced-gnss-

positioning-solutions-with-precise-point-positioning-ppp/#overview

NovAtel. (n.d.): Precise Point Positioning (PPP). Posljednji pristup 5. jun, 2018.

https://www.novatel.com/an-introduction-to-gnss/chapter-5-resolving-

errors/precise-point-positioning-ppp/

URL 1: Natural Resources Canada. Precise Point Positioning. Preuzeto 25. jun

2018. sa Natural Resources Canada:

https://webapp.geod.nrcan.gc.ca/geod/tools-outils/ppp.php?locale=en

URL 2: GDGPS. The Global Differential GPS. Preuzeto 02. jul 2018. sa Jet

Propulsion Laboratory:

http://www.gdgps.net

URL 3: GMV. magicGNSS. Preuzeto 02. jul 2018. sa magicGNSS:

https://magicgnss.gmv.com/

4. ZADATAK br. 4

Tema: Indoor navigacija: Korištenje novorazvijene aplikacije Path Guide u realnom

okruženju

Zadatak:

78

1. Timski istražiti i opisati pojam i mogućnosti „indoor“ navigacije. Također

istražiti i opisati nedavno predstavljenu aplikaciju Path Guide.

2. Sa Google-ovog servisa Play Store preuzeti spomenutu aplikaciju za

android 'pametne' uređaje.

3. Koristeći se 'pametnim' telefonom i spomenutom aplikacijom jedan dio

članova grupe će se staviti u ulogu 'lidera' i kreirati tzv. 'tragove' zatvorenog

prostora od interesa, koji će kasnije poslužiti kao osnova za navigiranje u

spomenutom zatvorenom prostoru. Svaka grupa će raditi u drugom

zatvorenom prostoru (npr. različiti spratovi glavne zgrade Građevinskog

fakulteta, na Institutu za geodeziju i geoinformatiku i sl.).

4. Drugi dio članova grupe, također koristeći se 'pametnim' telefonom i

spomenutom aplikacijom, staviti će se u ulogu 'korisnika' i pronaći svoju

rutu do odabranog cilja u ranije 'mapiranom' zatvorenom prostoru.

5. Sumirati iskustva, prednosti i uočene nedostatke ovakvog načina indoor

navigacije.

6. Izraditi tehnički izvještaj.

4.1. UVOD

Pozicioniranje u vanjskim područjima, posebno za navigaciju, dosta je razumljivo,

sa globalnim navigacionim satelitskim sistemom (GNSS), u koje spada sistem za

globalno pozicioniranje (GPS), pružajući okosnicu za pozicioniranje. Posljednjih

godina, GNSS, uglavnom GPS, dopunjavan je WLAN-om baziranim na Wi-Fi-u, za

poboljšano pozicioniranje, posebno sa pojavom pametnih telefona. Zatvorena

područja predstavljaju različite, često izazovne, probleme za pozicioniranje. U

smislu širenja radio-signala, signali sa satelita ne prolaze kroz građevine dovoljno

da obezbijede uslugu pozicioniranja. Osim toga, multipat efekat unutar zgrada

dovodi do problema s pravilnim utvrđivanjem vremena ili smjera dolaska signala. U

smislu preciznosti, unutrašnja područja zahtijevaju veću granularnost za mnoge

značajne aplikacije. GPS dobro radi na vanjskim mjestima, gdje vozila ne trebaju

prosječne vrijednosti tačnosti bolje od 10 m za navigacijske svrhe. Međutim, u

zatvorenim područjima, za navigaciju, vjerovatno je da tačnost mora da bude oko

metra ili bolje. (Karimi, 2015)

Sa druge strane, brzina kretanja ljudskih bića u zatvorenim prostorima je mnogo

manja, te ljudi imaju raznovrsne mogućnosti za lociranje u zatvorenim prostorima,

kao što su korištenje signalizacije za orijentaciju. Međutim, u velikim zatvorenim

područjima kao što su aerodromi i tržni centri, ljudima su potrebna pomoćna

sredstva za pozicioniranje i navigaciju, iz više razloga. Ti razlozi uključuju

pronalaženje najkraće (ili najlakše) putanje od jedne lokacije do druge, pronalaženje

resursa (kao što su toaleti, određene prodavnice, aerodromska kapija) i generalno se

pozicioniraju u okolini radi obaviještenosti. Konačni izazov sa pozicioniranjem u

79

zatvorenim područjima pojavljuje se kao rezultat komplikacija koje nastaju

zahvaljujući postojanju više etaža u velikim zgradama. Dok ljudi mogu biti u

mogućnosti da se lociraju na određenom spratu zgrade, metoda pozicioniranja i

shema lokalizacije mogu se pokazati nekorisnim, ako ne mogu automatski

prepoznati ove informacije. (Karimi, 2015)

Kao što je ranije spomenuto, pozicioniranje u zatvorenim prostorima oduvijek je

bilo problematično, pošto najčešće korištene infrastrukture za pozicioniranje na

otvorenom, kao što su GPS, ne rade dobro u zgradama. Dok GPS može ukazati da

je mobilni uređaj u zgradi, ograničena tačnost i dostupne informacije o mapi ne

mogu precizirati tačnu lokaciju uređaja, na primjer, da li se nalazi unutar zgrade ili

izvan, a ako je unutar zgrade, gdje se tačno nalazi (npr., na kojem spratu).

Koordinatni sistem u zatvorenim prostorima nije univerzalno standardizovan. U

većini aplikacija za zatvorene prostore, lokalne koordinate ili relativne koordinate se

koriste za pozicioniranje uređaja ili ljudskog bića. (Karimi, 2015)

Izgradnja potpuno nove infrastrukture za pozicioniranje u zatvorenim prostorima

predstavljala bi znatne troškove na različite načine. Troškovi bi uključivali

ugrađivanje hardverskih mogućnosti na mobilnim uređajima da primaju signale za

pozicioniranje i instaliranje usidrenih uređaja sličnih baznim stanicama na poznate

lokacije za prijenos signala koji se mogu koristiti za pozicioniranje. U slučaju

pozicioniranja zasnovanog na RF, trošak bi uključivao cijenu radio-spektra, ako bi

se koristio isključivo za potrebe pozicioniranja. Ovaj znatan trošak novih

infrastruktura dovodi do istraživanja najčešće korištenih RF bežičnih tehnologija za

pozicioniranje u zatvorenim prostorijama. Tu je prednost da takve tehnologije već

imaju raspoloživ spektar i postojeće komunikacione infrastrukture. Iako mogu biti

prepravljeni ili ponovo korišteni za pozicioniranje, često nisu optimalno dizajnirani

za pozicioniranje. Pored RF signala, postojale su i studije u kojima su razmatrali

upotrebu zvučnih signala, ultrazvuka i vezane navigaicije (dead reckoning-a) za

pozicioniranje u zatvorenim prostorijama. (Karimi, 2015)

80

Slika 4. 1: Poređenje GPS-a i IPS-a (URL 1)

4.2. TEHNOLOGIJE ZA POZICIONIRANJE U ZATVORENOM

PROSTORU

Tehnologije za pozicioniranje u zatvorenom prostoru možemo razložiti na

tehnologije bazirane na RF i tehnologije koje nisu bazirane na RF. U tehnologijama

koje se baziraju na RF tehnologiji, uobičajeno je korištenje Wi-Fi kao odabrane

tehnologije, iako su Bluetooth, RFID i tehnologije mobitela (mobilne) također

mogući izbor. Detaljnije raspravljamo o Wi-Fi mreži, budući da je istoj posvećeno

najviše pažnje u literaturi. Među tehnologijama koje se ne baziraju na tehnologiji

RF, akustične tehnologije koje koriste ili ultrazvuk ili zvuk za lokalizaciju dobijaju

najviše pažnje. Dead reckoning i postavljanje znakova su očiti izbori za lokalizacija

u unutarnjim prostorima bez infrastrukture za pozicioniranje. Postoje i pristupi koji

koriste više od jedne tehnologije (npr. kombinacija RF-a i dead reckoning-a).

(Karimi, 2015)

Različite tehnologije koriste različite pristupe ili metodologije za lociranje korisnika

ili uređaja. Zajedničke metodologije su one koje se baziraju na udaljenosti od

poznatog uređaja, onih koji koriste vrijeme dolaska (eng. TOA – time of arrival)

signala, oni koji koriste TOA i smjer dolaska (eng. DOA – direction of arrival), i

konačno one koje koriste „location fingerprinting“. (Karimi, 2015)

81

Slika 4. 2: Tehnologije i metode pozicioniranja u zatvorenom prostoru (Karimi, 2015, str. 37)

4.2.1. Tehnologije pozicioniranja bazirane na RF-u

Pozicioniranje bazirano na Wi-Fi

Rasprostranjena upotreba Wi-Fi-a u domovima, hotelima, kafanama, aerodromima,

tržnim centrima i drugim velikim i malim zgradama čini WF-Fi poželjnom

tehnologijom za pozicioniranje. Uobičajeno je da se Wi-Fi sistem sastoji od fiksnih

pristupnih tačaka (AP – access point) koje su instalirane na pogodnim lokacijama u

zatvorenom prostoru. Lokacije AP-ova su obično poznate administratoru sistemu ili

mreže. Mobilni uređaji kao što su laptopi, mobilni telefoni i kamere na kojima je

Wi-Fi omogućen, komuniciraju sa drugim uređajima ili putem interneta preko AP-

ova. Zbog toga, to čini Wi-Fi pogodnim za pozicioniranje, pored toga što

omogućava komunikaciju za mobilne uređaje. Dva pristupa koja se u skorije

vrijeme koriste za pozicioniranje bazirano na Wi-Fi-u su ona koja se baziraju na

udaljenosti, te ona koja se baziraju na „location fingerprinting“. (Karimi, 2015)

Wi-fi pozicioniranje bazirano na udaljenost, odnosno blizini: Opšta ideja na kojoj se

zasniva pozicioniranje preko blizine/udaljenosti je da se uređaj nalazi na lokaciji

koja odgovara najbliža lokacija poznatog uređaja. Pretpostavimo da je u pitanju

uređaj sa poznatim koordinatama (x poznate, y poznate) u dvije dimenzije. Ako je

ovo najbliži poznati uređaj u odnosu na nepoznatog korisnika ili mobilni uređaj koji

će biti lokalizovan, onda je pretpostavka da je ovo takođe procjena pozicije

nepoznatog uređaja. Očigledno, maksimalna greška u pozicioniranju odgovara

maksimalnomj mogućoj udaljenosti od poznatog uređaja na kojem bi algoritam

pozicioniranja mogao utvrditi da je poznati uređaj bliži od drugih poznatih uređaja.

U slučaj Wi-Fi i drugih sistema pozicioniranja zasnovanih na RF-u, to bi ovisilo o

karakteristikama primljene jačine signala ili RSS (eng. received signal strength) od

poznatih AP-ova u zatvorenom prostoru od interesa. Da bi se preciznost poboljšala,

82

udaljenost od poznatih uređaja mora biti mala. Ali to bi zahtijevalo instalaciju

velikog broja uređaja malih dometa, što bi mogao biti skup napor. Ovi kompromisi

nisu specifični za Wi-Fi, nego ih imaju i druge šeme zasnovane na udaljenosti, koje

mogu koristiti Bluetooth, RFID, ili čak akustične signale. (Karimi, 2015)

Računanje RSS-a (primljena jačina signala) je uslov za većinu bežičnih

komunikacija za operativne svrhe. Većina Wi-Fi mrežnih interfejs kartica (NIC) je

u mogućnosti da izmjeri RSS od više AP-ova, ali jedan po jedan. Većini bežičnih

sistemaa potrebne su informacije o RSS kako bi se ocijenio kvalitet veze, prebacilo

na drugu bazu, prilagodile stope prijenosa i iz drugih operativnih razloga. Ako

postoji samo jedan odašiljač, prosječni RSS od tog određenog transmitera u dB pada

linearno sa logaritmom udaljenosti od predajnika. (Karimi, 2015)

Location fingerprinting je obećavajuća tehnika pozicioniranja u unutrašnjosti, koja

ima značajnu prednost korištenja postojećih radio-infrastruktura., čime se izbjegava

dodatni trošak. LF koristi radio mape ranije snimljenih mjerenja iz različitih

lokacija, označenih kao „fingerprints“. Najčešće korišten tip mjerenja za LF je

snaga radio signala. Kasnije, pozicija senzora se računa koristeći meodu procjene,

upoređujući trenutna mjerenja s ranije snimljenom radio mapom. Kada je LF

korišten zajedno s radio infrastrukturama kao što su GSM, mobilni telefoni, laptopi

ili drugi uređaji koji osobe nose, može biti korišteni kao senzori pozicije. (Karimi,

2015)

Pozicioniranje bazirano na mobilnoj telefoniji

Američka komisija za komuniciranje (E-911), donijela je odrebu da mobilni uređaji

budu locirani s preciznošću od bar 50 metara za 67% hitnih poziva. GPS je korišten

za lokalizaciju E-911 poziva, iako se lokalizacija bazirana na mobilnim mrežama

korisiti zajedno, radi bržeg fiksiranja pozicije. Pristupi koristeći mobilnu mrežu za

lokalizaciju tipično koriste TOA/TDOA kao metode pozicioniranja, s tehnološki

specifičnim protokolima. (Karimi, 2015)

Kao što se ranije diskutovalo, ta preciznost od 50 metara, nije dovoljna za zatvorene

unutrašnje prostore. U slučaju pozicioniranja koristeći Wi-Fi moguće je dobiti

preciznosti od 2 do 6 metara u zavinosti od okruženja i algoritma s „location

fingerprinting“. Dakle, čini se da je location fingerprinting prikladan metod za

pozicioniranje, koji može možda biti korišten sa signalima s mobilnih tornjeva.

Naučnici su ispitivali tu ideju koristeći 2G GSM tehnologiju, koja je

najrasprostranjenija, iako u svijetu prelaze na 4G i 5G. U GSM-u potrebno je pratiti

šest obližnjih baznih stanica uz onu gdje je telefon postavljen. Naučnici su koristili

signale do 29 dodatnih baznih stanica da naprave otisak lokacije – location

fingerpring, čime su poboljšavali preciznost. To drastično povećava dimenzije

83

otiska, čime se poboljšava preciznost, čime se došlo do 2 do 3 metra. Etaže su

ispravno prepoznate u 60% slučaja i lokacija je bila između dvije etaže u 98%

slučaja. (Karimi, 2015)

Referentni signal koji se koristi za pozicioniranje „otisaka prstiju“ postaje važan jer

se mjerenja RSS baziraju na takvim referentnim signalima. U slučaju Wi-Fi-a,

upravljački okvir za kontrolu pristupa, koji se zove okvir beacon-a, koristi se za

RSS merenja. U slučaju GSM-a, kontrolni kanal za emitovanje se koristi za RSS

mjerenja. Ako se koriste slični pristupi sa 3G UMTS ili 4G LTE mobilnim

uslugama, referentni signali će se promijeniti. (Karimi, 2015)

Pozicioniranje bazirano na Bluetooth-u

Bluetooth se često klasifikuje kao bežična tehnologija ličnog umrežavanja, gdje

lična mreža zauzima ograničen prostor oko čovjeka. Najčešće se koristi za veze

između različitih uređaja koje osoba može koristiti, kao što su kamere, pametni

telefoni, laptopi. Shodno tome, prijenosi snaga i domet Bluetooth-a su znatno manji

od opsega Wi-Fi. Bluetooth je razmatran za unutrašnje pozicioniranje u radovima

poput onih kod Fischera, Deitrich-a i Winler-a. Iako su istraživanja bila

obećavajuća, ispostavilo se da je kretanje ljudi i objekata u okruženju Bluetooth-a

značajno uticalo na mjerenja. (Karimi, 2015)

Potrebno je pomenuti korištenje tzv. Bluetooth beacona. Tehnika upotrebe

Bluetooth beacona postavljenih širom zgrade radi prilično jednostavno: bluetooth

štedljivi „beaconi“ (odašiljači) su instalirani kroz strukturu i njihova pozicija

izmjerena. Kada uređaj pokušava odrediti položaj ovom tehnikom, jednostavno

triangulira poziciju koristeći snagu primljenog signala i pojedinačne otiske

„bluetooth“ odašiljača. Sistem je tačan i Bluetooth funkcija se nalazi na većini

uređaja. Slabosti ovog sistema su potreba za instaliranjem novog hardvera u zgradu,

kao i potrebu održavanja navedenog hardvera. (URL 2)

Pozicioniranje bazirano na RFID

RFID tehnologija je u posljednjim godinama dobila na značaju s zamjenom bar-

kodova i za praćenje inventara i objekata u raznim primjenama.U najjednostavnijem

slučaju, pasivni RFID tag je kao bar-kod koji može biti pročitan od strane jačeg

čitača. Način na koji pasivni tag radi je da signal od strane čitača odbija nazad s

modulacijom određenom po tagu (njegovom identifikacijom). Pasivni tag nema

beteriju, što ga čini jeftinim uređajem za upotrebu. Aktivni RFID tagovi imaju svoje

izvore energije i mogu emoitovati signale koje čitači detektuju. Hendikep korištenja

RFID tagova za pozicioniranje je da tehnologija uglavnom nije ugrađena u pametne

telefone, koji se redovno koriste za savremenu navigaciju, za razliku od druge tri

tehnologije koje postoje u većini današnjih smartfona. (Karimi, 2015)

84

Kao ostale, može se koristiti za pozicioniranje, na način koristeći pozicioniranje

bazirano na blizini/udaljenosti ili na fingerprintingu. U prvom slučaju, rang

pasivnog taga određuje preciznost. To može biti veoma malo ili istog reda kao

Bluetooth, u zavisnosti od prirode taga. Ako je veći broj RFID tagova postavljen,

može biti moguće da se procijeni pozicija čitača bazirano na broju i identitetu

odgovarajućih tagova, što samo po sebi može biti smatrano otiskom lokacije.

(Karimi, 2015)

Druge tehnologije pozicioniranja

Na peciznost RF pozicioniranja, posebno koristeći vrijeme pristizanja signala, utiče

širina pojasa i dizajn RF signala. Kao što je ranije spomenuto, dosadašnje

tehnologije nisu razvijene za ove svrhe. Zato koristeći ovaj TOA način daju slabije

rezultate, a tako i koristeći tradicionalne algoritme za pozicioniranje. (Karimi, 2015)

Signali ultraširoke mreže ili UWB signali imaju ekstermno velike širine pojasa, koji

mogu biti korišteni za preciznije određivanje. Mana je da je snaga emitovanja

veoma mala, radi regulatornih ograničenja, a nisu imali ni komercijalni uspjeh.

(Karimi, 2015)

Slika 4. 3: Primjer IPS-a u trgovini (URL 3 )

85

4.2.2. Pozicioniranje koje nije bazirano na RF-u

Iako se čini da je pozicioniranje bazirano na RF-u najbolje rješenje, radi

sveprisutnosti u pametnim telefonima, pozicioniranje koje nije bazirano na RF-u je

pokušavano, radi ograničenja preciznosti drugih shema. Istraživale su se i moguće

alternative. (Karimi, 2015)

Akustično pozicioniranje

Prije više od 20 godina, Active Bat projekt je pokazao da se korištenjem ultazvuka

mogu locirati objekti u zatvorenim prostorima. Vrijeme pristizanja ultrasoničnih

signala se koristilo za određivanje udaljenosti objekata. Preciznost sistema je bila u

centimetrima. Iako je precizno, hendikepi ove tehnike su dvostruki. Prvo, ultrazvuk

ili zvuk ne može penetrirati zidove i obično je potrebno imati pregled objekta.

Drugo, kao RFID tehnologija, mnogi smartfoni korišteni za navigaciju, nisu

opremeljeni s tom tehnologijom. Druge činjenice koje ne idu u prilog ovom načinu

pozicioniranja su nemogućnost lokalizacije više od jednog objektta istovremeno,

potreba za identifikovanjem objekata i podložnost ultrasoničnoj buci. (Karimi,

2015)

Dead reckoning ili inercijalna navigacija

Dead reackoning se odnosi na pristup relativnog pozicioniranja, koji počinje od

poznate lokacije i pokušava u obzir uzeti kretanje objekata, u smislu brzine,

udaljenosti i smjera, da se odredi nova lokacija. Kao u slučaju drugih šema za

pozicioniranje, moguće je da se pojave smetnje, koje rezultiraju u velikim greškama

pozicioniranja. Smatrfoni su sada opremljeni akcelerometrima koji se mogu koristiti

da bi se utvrdilo koliko koraka osoba može preći od prethodne lokacije. Dostupnost

senzora koji takođe mogu otkriti magnetni pravac također olakšava dead reckoning.

Napominjemo da ovaj pristup treba poznatu lokaciju, što može biti problematično u

nekim situacijama. (Karimi, 2015)

Kao jedan od primjera u ovoj oblasti, pješački dead reckoning je isproban koristeći

brzinu hodanja i procjenu razmaka u smislu broja koraka. Broj koraka koje je

akcelerometar opažao, nošen od strane osobe tokom šetanja od poznate lokacije do

nepoznate. Neuronska mreža je korištena za obuku modela za procjenu broja koraka

na osnovu mjerenja akcelerometra. Preciznost je bila u 10 metara, nakon 1

kilometra šetnje. Još jedan primjer, magnetni senzori postavljeni na nogama za

intercijalnu navigaciju, korji koriste MEMS inercijalne mjerne jedinice za

određivanje relativne promjene vojnika od poznate lokacije. Eksperimenti su

86

pokazali ta je procijenjena staza ostala u 2 metra od stvarne staze osobe koja je

hodala u čitavoj unutrašnjosti zgrade. (Karimi, 2015)

Označavanje orijentira i mape

Najšire dostupan pristup za ljudsku navigaciju je korištenje znakova i mapa koje ne

trebaju dodatnu infrastrukturu, kao što je električna energija, uređaji, spekri,

procesiranje ili baze podataka. U većini zgrada, direktorij zgrade pruža informacije

kako doći do određenih osoba ili poslova. (Karimi, 2015)

Hibridne šeme

Uzimajući u obzir udaljenost pristupa o kojima se dosad diskutovalo, očito pitanje

koje se postalja je postoje li prednosti kombinovanja i spajanja informacija za

pozicioniranje od više tehnologija, radi popravljanja tačnosti, preciznosti, latencije.

Nažalost, pozicioniranje u unutrašnjosti je još u svom začeću, i nema sistematskog

procjenjivanja koristi i nedostaka kombinovanja ili stapanja više pristupa.

Potencijalni nedostatak je upotreba resursa baterija pri korištenju više tehnologija,

ako se koriste istovremeno za pozicioniranje. Još jedan nedostatak je obrađivanje

više različitih pozicija ili lokacija. (Karimi, 2015)

Mjerenja magnetnog polja

Većina sistema za pozicioniranje u zatvorenim prostorima baziranih na

elektromagnetnim ili zvučnim talasima susreće se sa mnogim poteškoćama u

zatvorenim prostorima zbog pogrešaka mjerenja izazvanih blještanjem, sjenama,

multipatom, ili kašnjenjem signala unutar zgrada. Kako magnetna polja mogu

prodrijeti kroz zidove, građevinske materijale ili druge objekte bez prigušivanja,

razvijen je lokalni sistem za indoor pozicioniranje baziran na magnetnom signalu

(MILPS- magnetic signal-based indoor local positioning system). (Karimi, 2015)

Pri korištenju magnetnih polja za indoor lokalizaciju, potrebno je napraviti razliku

između sistema baziranih na prirodnim magnetnim poljima (geomagnetizam) i onim

baziranim na umjetno generisanim magnetnim poljima. (Karimi, 2015)

Geomagnetizam: Zemljino magnetno polje (geomagnetno polje) je često korišteno

za procjenu smjera u aplikacijama za navigaciju. Zatvorena (unutrašnja) okruženja,

međutim, sadrže komponente poput željeznih konstruktivnih materijala, namještaj,

električne struje, koji ometaju Zemljino prirodno magnetno polje. Rezultat su

varijacije u magnetnom polju u zatvorenim prostorima koje mogu biti korištene kao

otisak da bi se utvrdila pozicija i moguća orijentacija korisnika. (Karimi, 2015)

87

Trajni magneti: Drugi pristup koji koristi gustinu magnetnog toka za pozicioniranje

je preko magnetnih polja kreiranih trajnim magnetima. Sistem se sastoji od senzora

magnetnih polja postavljenih na poznatim lokacijama u kocki 50 cm x 50 cm x 50

cm i mobilnog trajnog magneta (Karimi, 2015)

Moderni pametni telefoni imaju izvrsne komponente za mjerenje magnetnog polja

kako bi se optimizirala povezanost. Zapravo, toliko su tačne da unutar opsega

zgrade postoje vrlo detektibilne fluktuacije u okolnom magnetskom polju zbog

Zemljinog polja kao i polja stvorenih od umjetnih uređaja. Tako svaka zgrada ima

vlastiti magnetski otisak i ako uređaj zna koja je zgrada u kojoj se nalazi, može se

pozicionirati usporedbom svog percipiranog magnetskog polja s magnetnom kartom

zgrade. (URL 2)

88

Slika 4. 4: Primjer magnetnog pozicioniranja (URL 4)

4.3. PRIMJENA INDOOR NAVIGACIJE

Navigacija u zatvorenom prostoru ima širok spektar upotrebe i prilično je korisna u

mnogim situacijama. Neki od primjera upotrebe su (URL 5):

89

- Bolnice: gdje može od koristi biti pacijentima za navigaciju, usluge, za

posjetioce bolnica, da bi se utvrdio položaj uposlenika i pacijenata, za

praćenje medicinskih uređaja, kao dio bolničkog informacionog sistema;

- Sajmove i kongresi: kao pomoć posjetiocima u pronalasku detalja o

izložbama, proizvodima, događajima i navigiranju do istih, pronalazak

informacija o parkingu;

- Kancelarije: pronalazak kantine, saradnika, za posjetioce i menadžment,

praćenje resursa;

- Industrija: praćenje resursa, praćenje i vođenje osoblja, optimizacija

procesa, metode pozicioniranja klijenta;

- Parking: optimizacija popunjenosti, smanjen saobraćaj jer ljudi brže

pronađu parking mjesto, priprema za budućnost u sektoru parkiranja koja

podrazumijeva autonomne sisteme, pronalazak auta;

- Tržni centri: bolja orijentacija kupaca, pronalazak parkinga i auta,

navigiranje i vođenje u centrima;

- Transport: aplikacije za putnike, navigacija i vođenje.

4.4. DISKUSIJA

Postoji veliki broj potencijalnih tehnologija za unutrašnje pozicioniranje, iako

nijedno od tih nije davalo naznake ka preuzmanju tržišta. Za to postoji nekoliko

razloga. Aplikacije koje trebaju informacije o poziciji i njihovi zahtjevi znatno

variraju. U manjim zatvorenim područjima, znakovi su dovoljni da ljudi prolaze

kroz svoja odredišta. Veće oblasti kao što su centri i aerodromi imaju specifične

potrebe. Na primjer, osoba na aerodromu mora proći kroz sigurnosne provjere i

nastaviti na njenu ili njegovu kapiju, preces koji je struktuiran. Aerodromi su

arhitekturalno dizajnirani da olakšaju ta kretanja. Resursi kao što su toaleti su

adekvatno postavljeni da se eliminiše potreba za traženjem uputa. Također je

nepotrebno da ljudi gledaju mape dok hodaju u tom okruženju. Međutim, postoji

značajan interes u hitnim slučajevima i nesrećama, za opštu situacionu svjesnost i

tokom vremena, za lociranje drugih resursa u zatvorenim područjima može biti

potrebno tačno pozicioniranje i mape. (Karimi, 2015)

90

Bitna stavka ovih tehnologija je i preciznost pozicioniranja, te domet korištene

tehnologije. Slika ispod pokazuje poređenje nekoliko tehnologija i parametara koji

ih opisuju.

Slika 4. 5: Poređenje različitih tehnologija navigacije u zatvorenom (Insoft, White Paper on Indoor

Positioning and Indoor Navigation Basics, 2016)

Jedan od aspekata ovih tehnologija, o čemu se nije diskutovalo u ovom poglavlju je

latencija ili vrijeme za fiksiranje pozicije. Za lokalizaciju baziranu na

udaljenosti/blizini preko Bluetootha je procijenjeno da je potrebno više od jedne

skunde. LP s Wi-Fi zahtijeva skeniranje više AP-ova i frekvencija, što će značiti

duže vremena, odnosno kašnjenje. Može biti slučaj da će dead reckoning biti od

pomoći u popunjavanju nedostataka za ta kašnjenja. (Karimi, 2015)

Slika 4. 6: Razlike između pojedinih sistema indoor navigacije [URL4-seat]

4.5. PRAKTIČNI DIO ZADATKA

91

Kako su sve grupe, u principu, imale isti zadatak na trenu u nastavku ćemo predočiti

kako se isti odvijao.

Path Guide – korištena aplikacija

Path Guide je istraživački projekat Microsoft Research Asia, potaknut

višegodišnjim istraživanjima o mobilnom računarstvu, sveprisutnom računarstvu i

inteligentnoj percepciji. Pruža potpunu unutrašnju navigacijsku uslugu „utakni i

koristi“ (eng. plug-and-play) koja ne zahtjeva karte ili bilo kakvu dodatnu opremu.

U Path Guide korisnici mogu kreirati rute snimanjem senzorskih podataka sa svojim

pametnim telefonima dok hodaju u zatvorenom prostoru. Specifičnosti lokacije

dobijene iz podataka senzora se kombinuju sa uzorkom hodanja korisnika (npr.

koraci, skretanja, penjanje i spuštanje uz stepenice) kako bi se izgradile referentne

rute koje mogu biti dodane na cloud i podijeljene sa drugim osobama u svrhu

navigacije. Tokom navigiranja, Path Guide poredi i sinhronizuje čitanja senzora duž

trajektorije sa referentnom rutom i vodi korisnika, u realnom vremenu, od početne

do krajnje destinacije. Na ovaj način, bez obzira na nepotpune informacije o karti,

Path Guide može navigirati korisnika do bilo koje tačke od interesa (eng. POI), sve

dok je ta tačka od interesa posjećena i snimljena od strane drugog korisnika. (URL

6)

Praktična upotreba aplikacije

Prvi korak pri korištenju aplikacije podrazumijeva kalibraciju senzora. To se radi

tako što se telefon pomjera u obliku broja 8. Aplikacija je nakon toga spremna za

korištenje. Ode se na početnu tačku, pokreneme se aplikacija te ista ponudi dva

načina korištenja (slika 4.7). Odabran je način koji omogućava da se neka osoba

dovede do neke tačke.

Slika 4. 7: Načini snimanja rute

92

Nakon toga je potrebno napraviti fotografiju početne tačke. Poslije toga se može

kretati, pri čemu će uređaj brojati korake i registrovati promjenu pravca kretanja.

Osim toga, postoji mogućnost unosa oznaka, kao tekst ili kao fotografija neke od

lokacija.

Slika 4. 8: Početna tačka rute (lijevo) i unos tekstualne oznake (desno)

Unošenje oznaka se vrši kada se korisnik nađe na mjestu za koje želi unijeti oznaku.

Ako su dvije oznake previše blizu, uređaj neće dozvoliti unos druge oznake i daće

obavještenje o tome.

Slika 4. 9: Korisničko sučelje aplikacije Path Guide prilikom kreiranja rute

93

Slika 4.9 prikazuje izgled rute pri snimanju iste. Dati su prethodni pravci kretanja i

unešene oznake. Također, prikazan je i broj pređenih koraka, kao i broj promjene

pravaca. Aplikacija daje i indikaciju o spratu na kom se korisnik nalazi.

Pri završetku snimanja, potrebno je potvrditi da je proces kreiranja rute gotov, te

nam aplikacija otvori prozor u kom je potrebno unjeti podatke o snimanom

prostoru, te mogućnost podešavanja privatnosti. Neka od polja su obavezna, pa

projekat se ne može spasiti ako se ista ne popune. Nakon toga se projekat uploaduje

i time je spreman za korištenje.

Slika 4. 10: Podešavanje korisničkih opcija projekta

Nakon što je projekat završen te sačuvan, isti je podvrgnut testu korištenja. Ukoliko

se koristiti na istom uređaju kojim je i snimljen, odabire se opcija My Traces i te

ruta kojom se želi navigirati. Ako se koristi projekat na drugom uređaju, onda se

odabire link. Nakon toga se odabire opcija za startanje. Tada aplikacija korisnika

uputi na početnu, odnosno na lokaciju koja se nalazi na fotografiji početne tačke

rute. Nakon toga aplikacija govori u kom pravcu i koliko koraka treba korisnik da

napravi da bi stigao do odredišta. U slučaju da se korisnik ne pridržava uputa

aplikacije, dobija se obavještenje o tome, te se nudi da se korisnik vrati do određene

tačke.

94

Slika 4. 11: Korisničko sučelje aplikacije Path Guide pri procesu navigacije

4.6. ZAKLJUČAK

Aplikacija ima mogućnosti izbora dva načina rada, jedan podrazumijeva da je

koristite kako biste se mogli vratiti na početnu poziciju, dok je drugi kako bi neko

mogao koristiti vašu rutu da bi došao do određene tačke. Korištene su obje opcije i

među njima nema značajnih razlika. Pošto je cilj vježbe bio isprobati mogućnosti

tako što će jedna osoba kartirati dio zgrade i onda druge pronaći odgovarajuće tačke

koristeći se onim što je prva osoba snimila, fokus je bio na drugu spomenutu opciju.

Prilikom stajanja na početnoj tački, pravi se obavezna fotografija i onda se nastavi

kretanje pri čemu telefon obavezno treba držati u horizontalnom položaje, te ako

odstupi, aplikacija šalje upozorenje.

Prilikom upotrebe aplikacije ustanovljeno je da je inicijalna ideja dobra, da

aplikacija u skladu sa mogućnostima dobro funkcioniše, te senzori daju vrijednosti

sa prihvatljivim odstupanjima. Međutim, tu su i zamjerke za pojedine dijelove.

Naime, pri snimanju je otvoren jedan projekat te se kretalo od tačke do tačke pri

čemu su spremane oznake. Na kraju je projekat sačuvan, te link podijeljen sa

ostalim kolegama. Ono što se desilo pri isprobavanju je, da ukoliko je korisnik želio

doći do neke tačke koja je relativno blizu početne, ali je prilikom snimanja rute

snimljena kao posljednja, aplikacija će korisnika voditi cijelom rutom i tek onda

dovesti do te tačke. Rješenje za ovakvu situaciju je da se svaka ruta od polazne do

tačke od interesa pojedinačno snima kao projekat, što je dosta vremenski zahtjevno i

nepraktično, a pri tom bi za svaku tačku bilo potrebno posebno je pretraživati ili

koristiti poseban link. Takođe, još jedan od nedostataka je i taj da postoji i

minimalan broj koraka koji je potrebno proći od jedne do druge oznake, inače nije

95

moguće izabrati opciju za unošenje oznake i aplikacija daje obavještenje o tome. Još

jedna od mana je činjenica da na jednom stajališu se ne može unijeti i fotografiju i

tekstualni zapis o onome što se želi mapirati, već se mora izabrati jednu od dvije

ponuđene opcije.

Općenito, navigacija u zatvorenim prostorima je jedan veoma interesantan segment

navigacije koji svakodnevno pronalazi primjenu u sve više sfera svakodnevnog

života. Za očekivati je da će se tehnologija i dalje razvijati, pružati bolje

performanse i rezultate. Treba istaći da se potpuno besplatno, govoreći o softveru,

mogu napraviti veoma interesantni i korisni projekti.

4.7. LITERATURA

Karimi, H. A. (2015): Indoor Wayfinding and Navigation. Boca Raton, London,

New York: Taylor & Francis Group

URL 1: Anthony, S. Think GPS is cool? IPS will blow your mind. Preuzeto 2. jun,

2018 sa ExtremeTech:

http://www.extremetech.com/extreme/126843-think-gps-is-cool-ips-will-blow-

your-mind

URL 2: Balsch, J. T. Comparison Between Indoor Navigation Systems. Preuzeto 5.

jun, 2018. sa Jaan Tollander de Balsch:

http://jaantollander.com/SCI-C1000/comparison.html

URL 3: Alen Peh. Arhitektura sustava za lokaciju i navigaciju korisnika u

zatvorenim prostorima primjenom bežičnih tehnologija. Preuzeto 3. jun 2018 sa

Fakultet prometnih znanosti:

https://repozitorij.fpz.unizg.hr/islandora/object/fpz:390/preview

URL 4: University of Oulu. Infotech Oulu Annual Report 2012 - Intelligent Systems

Group (ISG). Preuzeto 28. maj 2018 sa University of Oulu:

http://www.oulu.fi/infotech/annual_report/2012/isg

URL 5: Insoft. Indoor Positioning Use Cases. Preuzeto 4. jun, 2018. sa Insoft:

https://www.infsoft.com/blog-en/articleid/53/indoor-positioning-and-indoor-

navigation-7-use-cases

URL 6: PathGuide. Tutorial. Preuzeto 1. jun, 2018. sa Path Guide:

https://mspg.azurewebsites.net/Home/Tutorial

96

5. DODATAK

U ovom dodatku se nalazi spisak studenata pa grupa koji su učestvovali u realizaciji

nastave po PBL programu na predmetu Satelitska navigacija u akademskoj

2017/2018. godini. Boldiranim slovima su istaknuti 'šefovi' grupa.

Grupa I

Čustović Mirnes

Kazija Medina

Musa Emina

Zahirović Eldin

Grupa II

Kurtović Seat Yakup

Marčinko Ivana

Mekić Dženana

Grupa III

Alihodžić Rusmir

Ličina Nermin

Taletović Nedžad

Grupa IV

Matić Slavica

Mešanović Mehmend

Regoje Ivan

Šarac Arif

97

Content

UVOD ........................................................................................................................ 4

1.1 Definicije pojmova učenja i aktivnog učenja ................................................... 6

1.2 Student i nastavnik u aktivnom učenju ...................................................... 7

1.3 Učenje i podučavanje ...................................................................................... 9

2. TEORIJA O AKTIVNOM UČENJU ............................................................... 11

2.1 Različiti teorijski pristupi aktivnom učenju ................................................... 12

2.2 Različite strategije i metode pri aktivnom učenju .......................................... 13

2.3 Poteškoće u implementaciji aktivnog učenja ................................................. 16

2.4. Metoda zasnovana na rješavanju problema................................................... 16

3. PRIMJERI PROVEDENOG AKTIVNOG UČENJA .................................... 19

3.1 Problemsko rješavanje zadatka-PBL ............................................................. 19

3.2 Rješavanje zadatka radom na projektu-PBL ............................................ 21

3.3 Metoda mikroučenja ................................................................................ 21

LITERATURA ....................................................................................................... 24

PRILOG .................................................................................................................. 26

Content .................................................................................................................... 97