В век цифровых технологий мы с вами начинаем отказываться от обычных компасов, переходя на совершенно новые технологии. Такими технологиями сейчас являются навигаторы. Они вам и дорогу проложат, и запомнят ваш выбор, и подскажут где пробки, в общем, куча полезного. Но зачастую владельцы не знают, как работают эти приборы. Некоторые говорят — что это спутниковый сигнал, другие что сотовый, третьи вообще — что он сам позиционируется на месте! Но где же правда, как работает автомобильный (или какой либо другой) навигатор? Давайте разбираться …
Что хочется отметить, навигаторы это совершенно независимые устройства, работают автономно! ДА в некоторые из них может быть встроена сим карта, то есть позиционирование по сотовым вышкам, но это в качестве исключения, нежели в общей практике! Навигатор работает совершенно по другому принципу.
Техническая составляющая
Итак, прежде чем определять — как он работает, давайте вспомним, из чего же он состоит:
- Собственно это «печатная» или еще называют «материнская плата» навигатора, которая заключается в корпус. Именно она «сердце» любого устройства, на ней устанавливается процессор, память и собственно сам приемник сигналов, GPS модуль (про это чуть позже).
- Экран. Сейчас они практически все сенсорные, раньше зачастую встречались и обычные. Они строятся по TFT или IPS технологиям. Нужно отметить вторая технология позволяет повысить удобство от пользование навигатором, потому как на ней менее проявляются блики, также объекты более четкие и яркие. Всем советую брать именно с IPS матрицей. Хотя сейчас и TFT дисплеи покрывают антибликовым покрытием. Дисплей соединяется с «материнской платой» при помощи специальных шлейфов.
- Аккумулятор. Также необходим, по сути, он мало чем отличается от телефонных или планшетных батарей. Позволяет работать устройству автономно, не зависимо от источников питания (электрическая цепь дома или автомобиля). Чем больше батарея, тем дольше он может работать, ведь расход энергии при позиционировании действительно большой.
- Корпус. Хочется заострить на нем внимание. Ведь он реально важная составляющая. Раньше они делались только из пластика и были достаточно хлипкими, сейчас же все чаще встречаются версии с защищенным корпусом, он прорезиненный, такие навигаторы не бояться влаги, а некоторые даже могут погружаться в воду. Так что если вы занимаетесь экстремальными видами спорта, в том числе и авто. То вам нужно выбирать именно защищенный корпус.
Если подвести итог навигатор будь то автомобильный или обычный, по сути это маленький компьютер, зачастую по своим функциям похож на планшетный ПК.
Как работает электроника навигатора?
Все что я перечислил сверху, это всего лишь физическая составляющая или как говорят программисты на своем сленге «ЖЕЛЕЗО», без программ оно работать не будет.
Чтобы заставить ЖЕЛЕЗО издавать хоть какие-то сигналы на него устанавливают BIOS , он то и начинает заставлять работать все вместе – материнскую плату, GPS датчик, дисплей, аккумулятор, память, процессор.
Далее на него уже устанавливается операционная система . Сейчас самые популярные это Windows CE и Android, причем вторая система активно вытесняет первую из-за своей гибкости, стабильности и быстрой работы. Однако существуют и другие разработчики со своими системами, например GARMIN и Tom Tom, у них свои «операционки» и оболочки. Все эти системы специально адаптированы под сенсорный монитор, то есть здесь присутствует .
Ну все, поставили мы скажем — Android на свое «железо», но как он дальше будет работать? Как позиционировать?
Теперь нам нужно установить так называемую рабочую программу , сейчас их также десятки, самые распространенные в России, это конечно же Navitel, а также свои навигационные программы от поисковиков Яндекс и Google. Вообще если «порыть» можно найти не менее 10 программ, которые можно установить на свой навигатор.
Программа сама по себе начинает взаимодействовать с GPS модулем и определяет точку по координатам на мониторе вашего навигатора. Но вот без карт это бесполезно. Поэтому еще одной важной составляющей являются карты , которые как бы подкладываются в программу.
Как работают карты?
Навигатор как я написал выше, определяет координаты, в которых вы находитесь – долгота, ширина и высота. Если карт у вас в навигаторе нет, то на просто белом или черном дисплее вы будете видеть точку, возможно, будут указываться ваши координаты. Такая информация практически бесполезна. Подкладываются электронные карты, они также жестко привязаны к координатам, поэтому, когда навигатор определил место положения, то точка сопоставляется с местом на карте. Таким образом, вы видите свое местоположение.
Карты постоянно совершенствуются, на них появляются все больше опознавательных знаков, зачастую указаны адреса, улицы, дома, магазины, светофоры, радар-детекторы и прочая полезная информация. Нужно сказать, что это большая работа, и разработчикам постоянно нужно обновляться карты, ведь города и дороги изменяются.
Как работает « GPS» и «ГЛОНАСС»?
Вот мы и подошли к самому интересному, а именно к работе самого приемника. Чтобы узнать координаты, он отсылает через встроенную антенну, специальный запрос в Глобальную Систему Позиционирования (Global Position System или просто GPS), у которой на орбите нашей планеты есть группировка спутников. Дальше он получает ответ в зашифрованном виде, ответ с координатами, ответ передается навигационной программе, которая определяет место положения.
Для точности определения координат, и для корректной работы нужно как минимум связь с 4 спутниками, если их меньше, то программа может автоматически не заработать! Если на небе облака и тучи, то видимость спутников категорически падает. Также они практически не видны в зданиях, туннелях метро и других подземных частях.
GPS – это американская система позиционирования, однако Россия сейчас на данный момент разработала и успешно применяет свою альтернативную группировку спутников, которая получила название «ГЛОНАСС», да пока там спутников меньше, и работоспособность системы немного «плавает», но каждый год на орбиту выводятся новые и новые элементы стабильность растет год от года. Сейчас уже и не отличить где «GPS», а где «ГЛОНАСС».
В свою очередь навигаторы, будь то автомобильный или просто переносимый стационарный могут автоматически переключаться между системами позиционирования. Также доступен и ручной режим. В планах правительства России, сделать все современные автомобили оснащенными системой «ЭРА ГЛОНАСС».
Про сотовые вышки или нужен ли интернет?
Как вы, наверное, уже поняли навигатору не нужно интернет соединения ВООБЩЕ! Поэтому высказывания – «если нет интернета, нет и позиционирования» – МЯГКО СКАЗАТЬ ОШИБОЧНЫ! Навигационные системы работают на прямую, со спутниками и сотовые вышки им совершенно не нужны.
Но откуда же пошел такой миф? Все просто, виноваты в этом сотовые телефоны и первые навигационные системы от поисковиков (Яндекс Google). Именно они, в начале своего пути, позиционировали по расположению точки между базовыми станциями. То есть человек с телефоном запускал программу, она автоматически опрашивала сотовые вышки и они примерно, показывали ваше местоположение, погрешность была огромной, лично я сам помню до 2 километров, особенно в тех местах, где не было достаточно сотовых вышек (интернета). ДА и такое позиционирование было очень медленным, стояло выехать за город, сигнал терялся, интернет становился вообще «ниже плинтуса» и программа зависала. Проблема была еще и в том что вашему гаджету нужно было тянуть карты из интернета в режиме онлайн!
Сейчас совершенно другая ситуация, поисковики научили свои программы, корректно работать с GPS модулями:
- Появилась возможность позиционирования через спутники, а не только через базовые станции. Есть и гибридный режим – спутники + вышки.
- Можно выкачать карту вашей местности (города, села области и т.д.), что не дает не нужного расхода интернета.
- Позиционирование очень точное, с точностью до метра.
Таким образом – ИНТЕРНЕТ для навигатора, даже в телефоне НЕ НУЖЕН! Вам достаточно включить GPS модуль, выкачать карты и пользоваться.
НА этом у меня все, читайте наш АВТОБЛОГ.
21 век войдёт в историю человечества как век цифровых технологий, которые буквально взорвали спектр технологических возможностей по всем направлениям производства и потребления.
В этом перечне завоеваний цифровой информационной революции на одном из первых мест стоит и навигационная система глобального позиционирования, с использованием навигационных спутников.
Ещё несколько лет назад подобные навигационные системы определения местоположения объекта на местности были прерогативой исключительно военных ведомств, но цифровые технологии позволили учёным создать мобильные, компактные и достаточно недорогие навигационные приборы, использующие привязку к местности с помощью орбитальных спутников.
К их числу относятся и автомобильные навигаторы, которые разделяются по привязке к той или иной орбитальной группировке навигационных спутников, и которых действующих на сегодня всего две: американская GPS и российская ГЛОНАСС.
Автомобильные навигаторы представляют собой навигационный прибор, определяющий местоположение автомобиля на местности, скорость движения, стороны света, расход топлива, предоставляет возможность оптимального выбора маршрута и информацию по всем сервисам на пути следования. Всё это происходит в автоматическом режиме и выдаётся на дисплей прибора-навигатора в реальном времени.
Все автомобильные навигаторы состоят из двух основных частей. Это:
1. Приёмник, задача которого принимать сигналы с навигационных спутников и с помощью адаптированных программ встроенного в навигатор компьютера и определять географические координаты самого навигатора на местности.
2. Модуль отображения карт, основная функция которого - отображение на дисплее всей необходимой информации / отображение карт местности, координат местоположения приёмника, маршрута, скорости движения, времени и много другой информации/.
Как правило, указанные выше части навигатора смонтированы в одном корпусе и настроены соответственно на работу с передатчиками спутников своей орбитальной группировки, будь то GPS, или ГЛОНАСС. В последнее время навигаторы производятся универсальные, то есть - работающие с обеими группировками спутников одновременно, что значительно расширяет их возможности.
Автомобильные навигаторы GPS и ГЛОНАСС оснащены мультиплексными или многоканальными приёмниками сигналов от спутников. Первые – автоматически переключаются на приём сигналов от того спутника, который находится в зоне приёма. Вторые - имеют несколько модулей, которые, принимают сигналы от нескольких спутников одновременно.
Точность определения местоположения гражданских GPS-навигаторов несравненно ниже, чем военных, и составляет 30 – 150 м, в то время как для нужд военных точность достигает нескольких метров.
Автомобильных GPS-навигаторов производится большое число разных видов, разными фирмами и в различном ценовом сегменте. Подробную информацию по ним можно без труда найти в сети Интернет через поисковые системы. Выбор подходящего навигатора всегда остаётся за автомобилистом.
Не поверите, но самый дорогой компьютер в мире 2012 цена очень удивила на сайте http://crediteuropages.ru/richness/samyi-dorogoi-kompyuter.php . Стоимость этого огромного компьютера превышает цену десяти ноутбуков Luvaglio.
Предлагаю в качестве подарка скачать бесплатную книгу: причины зависаний на ПК, восстановление данных, компьютерная сеть через электропроводку и много других интересных фишек.
Еще больше интересных новостей, а главное общение, решений ваших проблем! Добавляйтесь в телеграм -
(С. Бояр - Рыбацкое подворье - №2 -2005)
Принцип действия GPS-навигаторов. GPS-навигаторы для начинающих
Работая заведующим отделом в одном из магазинов, торгующим снаряжением для охотников и рыболовов Санкт-Петербурга, мне часто приходится стоять за прилавком и консультировать покупателей. Очень многие «продвинутые» рыболовы и охотники не только не пользуются навигаторами, но даже не представляют, на каком принципе основана их работа. Все дело в том, что информации по навигаторам в печати очень мало, а та, что есть, носит, в основном, рекламный характер.
Имея большой опыт общения с навигаторами, я попытаюсь наиболее доходчиво, не очень вдаваясь в сложные технические подробности, рассказать об их возможностях, наиболее популярных моделях, применении и системе GPS в целом.
Изобретение спутниковых систем навигации по своей значимости можно сравнить с изобретением мобильной связи, спутниковых телевидения и телефонии. Человек, который хоть один раз в жизни оказывался в незнакомой местности, вдали от дорог и других ориентиров, по достоинству оценит это величайшее изобретение 20 века.
Сегодня GPS - навигация становится чрезвычайно популярной среди любителей пешего, горного, водного и лыжного туризма, охотников и рыболовов, велосипедистов и многих других любителей активного отдыха. Тому, кому нужно знать, где он находится, откуда пришел, как ему добраться до нужного места, с какой скоростью он движется и когда доберется до цели - можно посоветовать воспользоваться преимуществами, предоставляемыми GPS.
Навигация, в современном своем виде, основана на таких дисциплинах, как астрономия, картография, геодезия. Работа штурмана требует множества специальных знаний, навыков работы с навигационными приборами, картами, справочниками. Недаром на судне штурман является вторым человеком после капитана. Ошибки штурмана нередко приводят к трагическим последствиям.
Основные задачи, решаемые навигацией - выбор безопасного и кратчайшего пути, определение места, скорости и направления движения, оценка точности этих определений. Со всеми этими задачами с легкостью справится грамотный пользователь спутникового навигатора, не обремененный тем огромным объемом знаний, необходимых профессиональному штурману в его работе.
Система GPS (Global Positioning System - всемирная система определения координат) является наиболее ярким примером конверсии, и была разработана по заказу Министерства обороны США в конце семидесятых годов 20-го столетия. В восьмидесятых годах систему GPS (официальное название - NAVSTAR - NAVigation System with Timing And Ranging - навигационная система определения времени и дальности) открыли для гражданского использования.
Система GPS работает при любых погодных условиях по всему миру 24 часа в сутки. С ее помощью можно с высокой степенью точности определять координаты и скорость подвижных объектов. За пользование услугами системы GPS не взимается ни абонентская плата, ни плата за подключение. Все, что нужно для пользования системой GPS - это приобрести GPS-приемник (спутниковый навигатор).
Система состоит из 24 спутников (на самом деле спутников больше, но некоторые из них находятся в резерве), вращающихся по б орбитам на высоте около 20 000 км с периодом обращения 12 часов, нескольких наземных станций слежения, систем связи и центрального пункта управления. Наклон орбит к земному экватору - 55 градусов, угол между плоскостями орбит - 60 градусов.
Каждый спутник весит меньше 1 т и имеет размер около 5 м (с раскрытыми солнечными батареями). Мощность радиопередатчика - не более 50 Вт. Спутники рассчитаны на работу примерно в течение 10 лет. Новые спутники изготавливаются и запускаются на орбиту по мере необходимости. Спутники GPS способны передвигаться по орбитам, заполняя бреши в системе (если один из них вышел из строя). Важным элементом спутника являются атомные часы, рубидиевые и цезиевые, по четыре на каждом.
Орбиты спутников располагаются примерно между 60 градусами северной и южной широты. Этим обеспечивается устойчивый прием сигнала от нескольких спутников повсеместно в любое время. "Увидеть"спутники можно даже на полюсах, правда, они не будут пролетать прямо над головой.
Наземная часть Системы GPS состоит из 4 станций слежения, расположенных на тропических островах. Они отслеживают видимые спутники и передают данные на Главную станцию управления и контроля на авиабазе в Колорадо-Спрингс для обработки на сложных компьютерных программных моделях. Эти наборы данных называются эфемеридами. Через наземные станции данные передаются обратно на спутники, а затем спутник передает их приемникам GPS.
Определение местоположения GPS приемника основано на измерении задержки прохождения радиосигнала от нескольких спутников и вычисления на основе этих измерений географических координат и высоты над уровнем моря.
Сигнал каждого спутника содержит псевдослучайный код (PRN - PseudoRandom Number code), эфемериды (ephimeris) и альманах (almanach).
1 . Как работает GPS навигатор?
GPS навигатор - это приемник и компьютер в одном корпусе. Приемник
принимает сигналы, передаваемые спутниками находящимися на орбите, а
компьютер расшифровывает сигнал и определяет местоположение приемника.
GPS разработана и запущена американскими военными взамен навигационной системы TRANSIT. Первый спутник
был запущен в 1977 году. До 1983 года система использовалась только военными. Я вообще сомневаюсь,
была ли тогда фирма Garmin. Сомневаюсь в ее причастности к запуску и разработке спутников.
2 . Что показывает GPS навигатор?
Абсолютно все модели отображают на экране текущее положение,
географические координаты точки, в которой находится прибор, траекторию
пройденного пути и отмеченные точки. Все приборы имеют несколько страниц,
отображающих разную информацию: Положение спутников на небосводе, карту с
точками и пройденными путями, страничку меню с выходом на различные
настройки и поиск, страничку навигации, где в режиме навигации (следования к
определенной точке) изображен указатель в виде стрелки и страничку путевого
компьютера, где отображаются пройденное расстояние, скорость движения и т.д.
3. Как запомнить координаты точки?
Во всех моделях для этого достаточно нажать и некоторое время удерживать
кнопку.
Так же это можно сделать через главное меню.
4. Как найти точку?
Достаточно выбрать нужную точку из списка и нажать кнопку «Идти». На
странице «навигация» появится стрелка с направлением движения.
5. Что такое пути и маршруты?
Путь (трек) - это «след», пройденный Вами путь. В память прибора записывается
по умолчанию(заводские настройки).Но можно отключить,если надо.
Маршрут - (Роут) - это путь, заранее намеченный по точкам. Прибор может
провести Вас в режиме навигации как по маршруту, так и по треку (в режиме
трек бэк). Маршрут можно построить на компьютере,потом ввести в
прибор. Можно построить и непосредственно в приборе.
6. Что такое Track back?
Это режим, в котором прибор в режиме навигации ведет Вас обратно точно по
пройденному пути. При этом стрелка на странице «навигация» показывает
повороты.
7. Для чего нужен барометрический высотомер?
Все приборы определяют не только координаты на плоскости, но и
вертикальные координаты. При этом определяется возвышение над
теоретической геометрической фигурой земли. Чтобы определять точную высоту
над уровнем моря или другой поверхностью применяется барометрический
высотомер позволяющий определять высоту с точностью до 3м. Встроенный
барометрический высотомер имеется в моделях eTrex Summit, eTrex Vista, Map76S,
map60CS, Map76CS eTrex Vista С.
Для рыбаков важна не высота, а наличие в приборе графика изменения
давления!!!
8. Для чего нужен магнитный компас?
В режиме навигации или при отображении карты прибор показывает
направление на точку только в движении, когда компьютер может рассчитать
направление движения и сориентироваться. Иногда необходимо
сориентироваться стоя на месте или по карте. Для этого имеется встроенный
электронный компас. Он имеется в моделях eTrex Summit, eTrex Vista,
GPSMap76S, map60CS, Map76CS eTrex Vista С.
9. Можно ли присоединить GPS к компьютеру?
Все модели (кроме Геко 101) имеют возможность присоединения к компьютеру
через COM-порт, а современные модели и через USB. Эта связка может
использоваться как для определения текущего местоположения так и для
ввода-вывода информации (треков, точек и маршрутов).
10. Какие программы позволяют работать с картами и GPS?
Mapsource, OziExplorer и другие программы позволяют отобразить на экране
компьютера ваши карты и наложить на них скачанные из навигатора точки,
треки и маршруты.
Рекомендую Mapsource, как родную программу для Гармина и наиболее
интуитивно понятную.
11. Какие данные можно закачать в GPS и выкачать из него?
В прибор закачиваются из различных программ треки, точки и маршруты. Карты
России загружаются в прибор при помощи специализированного программного
обеспечения.
12. Какие модели позволяют загружать карты в память прибора?
В ряду карманных навигаторов Garmin картографическими возможностями
обладают модели Etrex Legend, Etrex Legend C, GPSMAP 76, GPSMAP 76S, GPSMAP
60C, GPSMAP 60CS, GPSMAP 76CS. Размер встроенной памяти у этих приборов
от 8-ми мб до 115-ти.
Неограниченный размер картографической памяти имеют модели, в которых
данная память расположена на картриджах. Картридж с нужными картами
можно вставить в прибор в любой момент. Наиболее популярные модели,
работающие с картриджами: все приборы ряда StreetPilot, приборы Map176 и
Map276. Надо иметь в виду, что эти приборы уже не относятся к карманным
моделям, велики по размеру и не обладают достаточной водозащищённостью. Как
правило,это автомобильное применение.
13. Какие карты изначально имеются в GPS навигаторе?
Все модели, поддерживающие картографическую функцию, имеют
предустановленную карту мира. Эта карта не может быть изменена или стерта. У
неё своя,отдельная память. На данной карте имеются реки, города и основные
дороги. Детализация разная для разных областей мира.
14. Что такое CD Mapsource?
Это компакт-диск с программным обеспечением позволяющим загружать в GPS
навигатор карты Европы, вводить/выводить данные о треках и точках. Карты
Европы имеют разную детализацию. Наиболее подробные - MetroGuide.
15. Можно ли загрузить карты России в GPS навигатор?
Да, можно, если модель поддерживает картографическую функцию.
16. Чем отличаются карты Mapsource от Российских?
Карты Mapsource содержат информацию о территории Европы. Россия на картах
Mapsource не представлена. Ныне существующие карты России изготовлены
энтузиастами GPS-навигации.
17. Какие Российские карты доступны для загрузки?
В настоящий момент имеются карты с детализацией, соответствующей картам –
2-х км Европейской части РФ и 5-ти км Азиатской части РФ.
18. Можно ли загружать карты Mapsource в прибор, где уже
содержатся ранее загруженные карты?
При загрузке новых карт старые в приборе стираются. Как правило, продавцы
навигаторов возобновляют ранее загруженные карты бесплатно. Конечно, при
условии, что все карты записывались у них же.
19. Что такое автороутинг?
Автороутинг - это функция автопрокладки маршрута. Она заключается в том, что
после указания конечной точки прибор самостоятельно прокладывает маршрут
до нее от текущего местоположения. Затем при движении прибор подсказывает
сигналами о приближении поворотов, которые Вам необходимо сделать на
маршруте. Конечно, прибор не учитывает дорожную ситуацию (знаки, ограничения).
22. Нужно ли платить за пользование навигатором?
GPS навигатор является приемником сигналов, передаваемых спутниками.
Спутники являются собственностью Министерства Обороны США. Оплата за
все уже произведена и никакой абонентской платы не требуется.
23. Как выбрать нужную модель?
Прежде всего необходимо определиться, в каких условиях Вы будете
использовать навигатор. Если для Вас важна компактность и прочность,
используйте модели ряда eTrex Если Вам нужен при этом большой экран и объём
памяти - Вам подойдут модели ряда GPSМАР 60 . Если же Вы планируете
использование навигатора в автомобиле, обратите внимание на наличие гнезда
для наружной антенны либо используйте специализированные
автомобильные, типа GPSMAP 276 С.
24. Какие модели лучше подходят для автомобиля?
Для использования в автомобиле желательно использовать внешнюю антенну.
Конечно, навигатор расположенный на передней панели будет нормально
работать, но точность будет выше при использовании внешней антенны.
Поэтому при выборе модели обратите внимание на наличие гнезда для ее
подключения. Для автомобиля лучше использовать такие модели как Streetpilot,
GPSMAP 60 и GPS276.
25. Какие модели лучше подходят для катера?
Для катера лучше использовать серии GPSMAP 60, но и приборы серии GPSMAP
276 также вполне удобны. Особенно когда желателен большой экран.
26. Какие модели лучше подходят для пеших и велосипедных походов?
Для полевых условий незаменимы приборы серии eTrex. Малогабаритные,
герметичные и ударопрочные они занимают мало места и вмещают в себя все
необходимые функции.
27. Что такое ОЕМ модели?
Это GPS навигаторы, которые предназначены только для работы в связке с
компьютером. Если Вы взяли с собой в дорогу компьютер (ноутбук или КПК) с
картографическим программным обеспечением то Вы можете подключить к нему
небольшой ОЕМ GPS навигатор и пользоваться данным комплектом.
Следует учитывать,что такая связка не будет влагозащищённой,следовательно, это
в основном для использования в автомобиле или на катере с рубкой.
28. Консультации.
Если Вам необходима консультация по выбору или применению
GPS-навигатора, можно обратиться по электронной почте [email protected] , я всегда
рад помочь.
Система слежения очень может пригодиться на охоте, особенно, если происходит она в незнакомых местах или в крупных лесных и горных массивах. Кроме того, возможности GPS-слежения позволят контролировать передвижения вашего четвероногого помощника и не потерять его в угодьях.
Что такое GPS
Если сильно не углубляться в специальные термины и детали, то глобальная система позиционирования Global Positioning System – GPS оказывается очень простой. Помните школьную задачку – из пункта А в пункт Б выехал автомобиль со скоростью 100 км/час…Вот GPS и является тем способом, который простым измерением расстояния и времени, потраченного на его преодоление, может определить точное местонахождение передвигающегося предмета или человека.
Для точного определения своих координат не человеку достаточно знать расстояние до трех каких-либо пунктов. В Случае GPS эти три пункта-ориентира – космические спутники.
Немного истории
Первые спутники системы Вооруженные силы США начали размещать на орбите в 1974 году. От Земли они на расстоянии почти 1900 километров. Изначальное количество их было 6 и возросло до 24 в 1994 году. Этого оказалось достаточно, чтобы можно было вычислить местоположение чего-либо или кого-либо в любой точке планеты, включая Антарктиду. Первая система имела аббревиатуру DNSS. Сейчас группа этих спутников носит название NAVSTAR (акроним Navigation Timing and Ranging), а сама система переименована в GPS (не путать с GPRS, которая работает только через Интернет). На 2015 год она включает 29 спутников, 5 из которых – запасные. Они подключаются, когда какой-нибудь из основных выходит из строя или на время замены устаревших новыми, более современными технологически моделями.
Спутники не очень большие – от 1 до 2 тонн каждый, размеры не более 5 метров с развернутыми солнечными батареями, движутся они по 4 штуки на 6 орбитах. Скорость их такова, что за сутки каждый облетает Землю по 2 раза. Орбиты расположены таким образом, что 4 из спутников постоянно могут принимать сигналы из любой точки на планете.
Принцип работы системы GPS
В систему входит также единый центр управления в американском городе Колорадо Спрингс и еще 5 подчиненных пунктов по всему миру, предназначенных только для приема сигналов и мониторинга работы системы GPS. Задача центра управления – проверка соответствия передвижения спутников заданной им орбите. Если какой-то из них отклоняется – то через радиосвязь подается сигнал и с помощью ракетных двигателей, установленных на каждом из спутников, его отправляют на место.
Бесконечно вращаясь вокруг Земли, спутники в унисон ведут радиопередачу на одной частоте – 1,57542 Ггц, к которой подключаются ежесекундно сотни миллионов GPS-приемников в машинах, на кораблях, в карманах пользователей и даже на собачьих и кошачьих ошейниках.
Вообще-то спутники GPS транслируют два сигнала – L1 и L2. Изначально они имели разное назначение. Сигнал L1 предназначался только для гражданского пользования, и в намеренно была заложена погрешность на точность определения координат с разбросом в 100 метров. Сигнал L2 имеет назначения высокоточной навигации авиации и флота, а также, для применения в военных целях. Но с развитием технологий и потребностями гражданских пользователей в более высокой точности в 2002 году было принято решение дать доступ к L2 и гражданским лицам. Хотя в системе предусмотрена возможность в случае надобности моментально поменять код и закрыть доступ к военной системе GPS.
Что примечательно, этой высокоточной навигацией абоненты могут пользоваться бесплатно, а оплачивать надо только стоимость самих устройств.
Как и в стандарте цифровой беспроводной связи CDMA, которую изначально американцы также разработали для военных нужд, в GPS используется принцип «псевдослучайной последовательности», или еще одно название – псведошумовой сигнал. Он отличается такими характеристиками как защита от естественных и искусственных помех, возможность мгновенного оправления и принятия огромных объемов информации от множества объектов. А еще, эти сигналы не требуют большой мощности передаточных и приемных устройств ни на спутниках, ни на аппаратах абонентов.
Скорость, с которой распространяется сигнал, равна скорости света. То есть, если спутник находится прямо над головой, то сигнал с орбиты дойдет чуть меньше чем за 0,06 секунды. При такой скорости погрешность в вычислении координат будет составлять почти 3 километра. Конечно, такая точность не интересует ни гражданских, ни военных, поэтому на каждый спутник установлены и синхронизированы с другими высокоточные атомные часы, дающие погрешность всего в одну наносекунду (0,000000001 секунды) против 0,0001 секунды в обычных электронных часах. На каждом спутнике установлены по 4 такие атомные часы (про запас) и такая точность позволяет допускать погрешность в координатах 3-5 метров.
Как работает GPS-навигатор
Это высокотехнологичное устройство, размером не больше мобильного телефона – приемник и компьютер в одном корпусе. Приемник принимает сигналы с орбиты, а программа его расшифровывает и производит все нужные вычисления, выдавая пользователю нужную информацию.
В GPS-навигатор встроены также высокоточные часы, но не атомные (их стоимость – 75 тысяч долларов), а кварцевые, погрешность которых учитывается при компьютерных расчетах, и производится их корректировка.
Все модели навигаторов GPS отображают на экране текущее его место положения, географические координаты точки, а также траекторию пройденного пути от предыдущей отмеченной точки (все эти данные сохраняются в памяти компьютера). Кроме того, все приборы двух последних поколений имеют несколько страниц, на которых отображается разная информация: положение спутников относительно точки расположения прибора, карту с пройденным путем, страничку навигации с указанием самого короткого и удобного пути к выбранной точке. Это может быть сделано различными способами: стрелочкой на экране путевого компьютера или голосовыми предупреждениями. При этом программа учитывает скорость передвижения и отмечает уже пройденное расстояние.
В программе уже заложена часть совместимых с ним карт, но производители рекомендуют загружать более точные в стране использования прибора, что позволяет получать не только географические координаты, но и отметку на карте конкретной местности, что гораздо удобнее и нагляднее.
В чем особенности автомобильных GPS-навигаторов
По принципу действия они практически ничем не отличаются, просто оснащены дополнительным оборудованием: креплением для передней панели автомобиля, шнуром питания в прикуривателе и разъемом для выносной антенны. Последний момент очень важен, так как в салоне часть неба закрыта крышей — и сигнал от части спутников не достигает приемного устройства. Кроме того, именно в автомобильных навигаторах чаще всего предусмотрена функция голосовых подсказок, а также, возможность прокладывания и расчета маршрута только по заданной конечной точке, в автоматическом режиме, без участия человека.
Эта функция удобная и необходимая в условиях передвижения на незнакомой местности и позволяет сгенерировать весь маршрут, конечной точкой которого может быть конкретный город, улица и даже дом.
Но эта функция поддерживается только при загрузке определенных карт с подробной информацией о дорогах, развязках, знаках. При этом программа сама выбирает из всех возможных вариантов маршрута тот, который будет самым коротким, комфортным для автомобиля и максимально пролегающим по качественным дорогам.
На карте при этом фиксируются путевые точки (отправная и конечная) а также точки POI – точки интереса. Они хранятся в памяти устройства и недоступны для редактирования пользователем. Точки POI – это координаты АЗС, полицейские посты, СТО, магазины, кафе и рестораны, отели, кемпинги, развлекательные заведения и пр. Библиотеку POI можно пополнять, но только с фирменных CD, с информацией о конкретных регионах и городах. Последние версии с библиотеками точек интереса содержат не только точный адрес и название, но и номер телефона заведения или учреждения.
GPS-навигатор на охоте – есть ли в нем потребность?
Система слежения очень может пригодиться на охоте, особенно, если происходит она в незнакомых местах или в крупных лесных и горных массивах. В азарте поиска и преследования дичи охотник может потерять ориентиры и заблудиться. Или же охотник получил ранение и не имеет возможность самостоятельно передвигаться. Сколько раз уже находили останки охотников (даже промысловиков), которые так и не нашли выход из тайги. Часто в таких диких местах мобильная связь недоступна, зато поисковые службы могут определить местонахождение потерявшегося или раненого человека по сигналу GPS-трекера (более простой, бюджетный вариант, работающий через сотовую связь) или навигатора (независимое устройство). Кроме того, навигатор поможет найти кратчайший путь до нужной точки: например, до охотничьей базы или ближайшей дороги.
GPS-ошейники для собак
Еще одно, наверное, чаще всего используемый функционал системы позиционирование – контроль за местоположением собаки на охоте.
Она может убежать за дичью и потерять любую связь с охотником, а может стать в крепкую стойку и найти ее в высокой траве или зарослях будет крайне сложно. Каждый охотник наверняка вспомнит такой случай в своей практике, когда приходится по несколько часов рыскать по угодьям, свистя и срывая голос, в поисках пропавшего помощника. Специальный ошейник с трекером раз и навсегда избавит от этой проблемы. Мы не будет описывать все системы – а их более 10-ти от разных производителей, просто предоставляем советы охотников, которые уже испытали несколько доступных в нашей стране вариантов и рекомендуют выбирать модели:
в которых есть двухсторонняя связь;
встроено устройство экономии энергии;
зарядка аккумулятора действует больше 24 часов;
корпус устройства должен быть водонепроницаем;
есть возможность слежения в режиме реального времени;
есть кнопка подачи тревожного сигнала (дай Бог, чтобы никогда не пригодилась).
Такие модели незначительно дороже, но они того стоят, особенно если вы собираетесь на серьезную охоту.
Немного юмора
Чтобы 100%-но найти утку, надо ее поймать и прикрепить навигатор — теперь трофей точно будет ваш
Возможности устройства — обнаружены 8 белых грибов и 1 лисица
Видео
Видеосюжет о возможностях навигатора
Как выбрать навигатор
Навигатор для охоты и рыбалки