НОВОСТИ

GPS навигация для начинающих. Навигатор кто придумал


История навигаторов

Когда-то люди ориентировались по звездам. Сейчас все гораздо проще — достаточно достать из кармана телефон, вбить в яндекс.карты нужный адрес и они проложат маршрут. Или включить навигатор в авто. Или посмотреть на «умные часы» — способов много. Но знали ли вы, как выглядели первые навигаторы? В посте — краткая история навигаторов: от механического наручного устройства до проекторов в шлеме.

Первые шаги

Первый навигатор появился в 1920 году. В комплекте к устройству Plus Fours Routefinder, похожему на часы, шли карты. Крутить их нужно было вручную.

Нужно было добавить это устройство в Историю умных часов. Ведь пройдет всего 90 лет, и функцию навигатора будут выполнять часы вроде Pebble.

Навигатор следующего поколения, Iter-Auto, появился в 1930-м. Основные его отличия от Plus Fours Routefinder состояли в автоматическом прокручивании карты — при этом скорость, с которой механизм это делал, зависела от скорости автомобиля. Но стоило свернуть с дороги — как водителю приходилось доставать карты, искать нужную, устанавливать её в навигатор и искать своё текущее местоположение.

Реклама Iter-Auto.

General Motors в 1966 году выпустила «Driver Aid Information and Routing». Система была призвана ассистировать водителя и брать на себя часть функций водителя, чтобы он мог сосредоточиться, собственно, на вождении. Среди полезных функций — возможность позвонить по радиотелефону в аварийную или справочную службы. Пресс-релиз от 1 февраля 1967 года. В качестве носителей информации использовались перфорированные карты: по ним навигатор ориентировался и сообщал об ограничении скорости, направлении и других важных факторах.

В космос!

В 1957 году в Советском Союзе отправили в космос первый искусственный спутник Земли, а американские военные узнали, что частота сигнала зависит от приближенности спутника. Поэтому, зная свои координаты, можно выяснить положение и скорость спутника, и, зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты. Технология глобальной спутниковой навигации: какие бывают системы, параметры и функции.

В 1974 году идея спутниковой навигации была реализована, и в США запустили первый из 24 GPS-спутников, необходимых для покрытия всей Земли. Последний из них запустили в 1994 году. На данный момент этих спутников 32. Как видны спутники из одной точки:

Этот спутник не запустили, он в музее в Сан-Диего.

Официально систему ГЛОНАСС начали разрабатывать в СССР в 1976 году, но только в 1984 запустили первые два спутника. На фото — спутник ГЛОНАСС второго поколения. Для полного покрытия Земли также требуется 24 спутника.

Для военных и гражданских

Первый GPS-приёмник, разработанный для вооруженных сил США, был двухместным и с колёсами. Весил около 122 килограммов.

В 1983 году система GPS стала доступна для гражданских, а два года спустя, в 1985, в США уже появляется первый массовый GPS-навигатор — The Etak Navigator. Изображение на дисплее — приятного зелёного цвета. Музыку и фильмы на нем, конечно, смотреть было нельзя, но со своей работой он справлялся в пределах заданных правительством США для массового рынка погрешностей (Только в 2000 загрубление точности было официально отменено США).

В 1991 году The Etak Navigator засветился в фильме «Сплошные неприятности» (Nothing But Trouble). В кадре — собственно, он и нога Деми Мур.

Как ГЛОНАСС, так и GPS изначально разрабатывались для военных целей. На фото — часть приборной панели вертолёта Black Hawk с GPS навигатором, начало 1990-х.

Январь или февраль 1991 года, операция «Буря в пустыне». GPS-навигатор, установленный в Хаммере.

Первый приёмник, рассчитанный на работу и с ГЛОНАСС, и с GPS одновременно, был выпущен в 1995 году компанией Ashtech. Он не был предназначен для массового рынка.

А спустя пять лет на рынке появляется первый смартфон с GPS — это Benefon ESC. Он был доступен массовому потребителю.

Первый смартфон, оборудованный ГЛОНАСС приёмником, поступил в продажу в 2011 году — МТС 945.

Сегодня

На данный момент роль навигатора могут выполнять не только специальные гаджеты, но смартфоны и разнообразные носимые устройства — часы и очки. Например, Google Glass позволяют водителю не отвлекаться от дороги.

Возвращаясь к часам — приложение для Pebble позволяет отображать подсказки о том, куда дальше ехать, прямо на наручных часах. Это один из 10 вариантов применения этого гаджета. Работают они совместно с запущенным на смартфоне приложением.

Штатными навигаторами часто оснащают автомобили прямо на заводе — даже российские производители авто это делают.

Но гораздо интереснее, конечно, устройства, приобретаемые дополнительно. Например, навигатор Garmin HUD оснащен проектором — водитель видит карту на лобовом стекле автомобиля. Устройство синхронизируется со смартфоном на iOS или Android и использует запущенное на нем программное обеспечение. И получает пробки с него через Bluetooth.

Мотоциклисты тоже пользуются навигаторами, что сопряжено с рядом неудобств: во время вождения в шлеме не очень удобно наклонять голову к навигатору — это раз, приходится останавливаться, чтобы вбить адрес — это два. Поэтому среди носимых устройств с навигацией можно отметить мотоциклетный шлем NUVIZ — он нужен для того, чтобы повысить безопасность. Проект уже получил достаточную сумму на Kickstarter.

Программное обеспечение девайса позволит даже объехать непогоду, что для двухколесного транспорта является ощутимым бонусом.

В России подобный проект разрабатывается уже пять лет — это LiveMap для байкеров, мотоциклетный шлем с GPS навигатором. Сейчас можно сделать предзаказ на сайте — за 1500 долларов, а когда он появится в продаже — цена составит уже 2000.

Это интересно:Подключенный Volvo на MWC 2014История умных часов История персональных компьютеров в рекламе. Часть 3: 1990-е

Автор: ivansychev

Источник

www.pvsm.ru

навигатор — Викисловарь

В Википедии есть страница «навигатор».

Содержание

  • 1 Русский
    • 1.1 Морфологические и синтаксические свойства
    • 1.2 Произношение
    • 1.3 Семантические свойства
      • 1.3.1 Значение
      • 1.3.2 Синонимы
      • 1.3.3 Антонимы
      • 1.3.4 Гиперонимы
      • 1.3.5 Гипонимы
    • 1.4 Родственные слова
    • 1.5 Этимология
    • 1.6 Фразеологизмы и устойчивые сочетания
    • 1.7 Перевод
    • 1.8 Библиография

Морфологические и синтаксические свойства[править]

падеж ед. ч. мн. ч.
Им. навига́тор навига́торы
Р. навига́тора навига́торов
Д. навига́тору навига́торам
В. навига́тора навига́торов
Тв. навига́тором навига́торами
Пр. навига́торе навига́торах

на-ви-га́-тор

Существительное, одушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. А. Зализняка).

Корень: -навиг-; суффикс: -атор [Тихонов, 1996].

ru.wiktionary.org

Встроенная автомобильная система навигации – история и перспективы

Штатная автомобильнаянавигация – история и перспективы

Проблемы навигации волновали человека испокон веков. Долгое время для точного позиционирования в пространстве служили лишь солнце да звезды, и ориентироваться по ним мог далеко не каждый. Все изменилось с началом космической эры, и теперь практически у каждого есть свой навигатор, как в смартфоне, так и в автомобиле. О штатных автомобильных навигационных системах и поговорим.

НЕМНОГО О КОСМОСЕ

Как вы думаете, сколько сегодня спутников находится на орбите, чтобы обеспечить работу навигационных систем? Ответ: на орбите Земли сегодня действует 90 навигационных спутников и планируется, что всего их будет 132. Пока преобладают американские спутники GPS – их 32. Оно и понятно, ведь именно американцы стали родоначальниками навигации по спутникам и развивают свою сеть аж с 1974 года, в связи с чем сегодня практически все навигационные системы в первую очередь взаимодействуют именно с ними. Точность позиционирования по ним довольно велика, что обеспечивает необходимую привязку к местности. Впрочем, есть у этой системы и один недостаток. Дело в том, что в первую очередь GPS создавалась как система для военных, поэтому при определенных условиях доступ к ним может быть прекращен одной лишь командой с военной базы Шривер. Именно это и сподвигло другие страны обзавестись своими спутниками.

Следующей по мощности группировки спутников пока считается Россия. Запуск системы был осуществлен в 1993 году, и на сегодня спутниковая система ГЛОНАСС насчитывает 24 действующих спутника, что подтолкнуло производителей автомобильных навигационных систем работать и с ними. Спутники ГЛОНАСС также принадлежат Министерству обороны, и если что…

На третьем месте сегодня система Beidou. Несмотря на то, что она была запущена в 2000 году, сейчас китайцы уже используют 20 спутников, а всего их будет 35, и тогда она, как и GPS и ГЛОНАСС, будет признана глобальной. Кстати, китайская Beidou активно сотрудничает с российской ГЛОНАСС.

Четвертой по количеству спутников можно считать европейскую систему Galileo. Пока на орбите находится 10 спутников, однако планируется, что к концу 2020 года их будет 30. Особенность системы в том, что она будет способна обеспечивать недоступную пока на сегодня точность позиционирования до 10 см, правда только над Европой.

Не хочет упускать свои выгоды от использования спутников и Индия. Сегодня на орбите висит 4 их спутника. В ближайшей перспективе они планируют подвесить еще 3, и тогда IRNSS обеспечит довольно качественное позиционирование над Индией, Пакистаном и Афганистаном.

А позади планеты всей плетутся японцы со своей QZSS. Пока на орбите висит 1 спутник, до конца 2017 года их должно стать 4. Основной их задачей будет обеспечение работоспособности мобильных приложений и мониторинг транспорта в азиатском регионе.

 

ВЕРНЕМСЯ НА ЗЕМЛЮ

Если говорить о навигационных системах для автомобилей, то они появились, как ни странно, еще задолго до того, как человек услышал сигнал от первого спутника земли. Первый автомобильный навигатор датируется 1930 годом.

В некое устройство, отдаленно напоминающее сегодняшние навигаторы, загружался рулон с картами соответствующей местности, и посредством механического привода от колес он прокручивался пропорционально скорости автомобиля, показывая тем самым на экране место пребывания. Доехав до нужного поворота, автолюбитель извлекал уже ненужный рулон и вместо него вставлял следующий, соответствующий направлению движения.

Мороки с ним, конечно, хватало, но именно это устройство от компании Iteravto стало прародителем всех нынешних навигаторов.

Несмотря на то, что в 1981 году на орбите земли уже работало несколько навигационных спутников, все же очередным автомобильным навигационным прибором был не спутниковый навигатор, а гироскопический.

Компания Honda стала первой, предложив свой Gyrocator как опцию. Созданный совместно с компанией Alpine, навигатор вычислял местоположение автомобиля на карте с помощью гироскопических датчиков, продвигая заранее выбранную и установленную карту вверх или вниз и показывая положение автомобиля на мониторе светящейся точкой.

Естественно, каждую карту нужно было предварительно привязать к местности и выставить место своего положения в центре монитора. Стоила эта опция по тем временам чуть ли не четверть цены автомобиля.

 

НАШЕ ВРЕМЯ

Бумом развития штатных навигационных систем можно считать начало нашего века. Именно с приходом новых технологий удалось существенно снизить стоимость комплектующих для производства приемников спутникового сигнала и тем самым перевести навигационные системы из ранга «не для всех» в ранг «для каждого».

Сегодня похвастать штатной навигационной системой может как автомобиль премиум-класса, так и бюджетная иномарка. Как правило, все системы интегрированы в так называемые мультимедийные комплексы, основной задачей которых изначально было лишь развлечь водителя в дальней дороге музыкой. Позже к ним «прикрутили» возможность проигрывать не только аудио-, но и видеофайлы. Были системы, которые могли похвастать и наличием TV-тюнера. Однако пределом мечтаний была именно навигация, и она пришла. Автопроизводители наперебой нахваливали каждый свою навигационную систему, свойственную именно их бренду.

Кто-то первым показал маршрут с высоты птичьего полета, а кто-то хвастался возможностью отслеживать пробки без интернет-трафика. Тем не менее сегодня тенденция такова, что разработанные под конкретный автомобильный бренд навигационные системы, как бы ни были они хороши или плохи, уходят в прошлое. Зачем выдумывать нечто, если уже есть готовое, решили автопроизводители и все чаще и чаще устанавливают на автомобили навигационные системы, завязанные на программное обеспечение компаний, занимающихся исключительно навигацией. Именно поэтому Navitel, СитиГИД или Garmin сегодня можно встретить как штатную навигационную систему во многих автомобилях. Со временем автолюбители все чаще стали отдавать предпочтение интерактивным навигационным системам, таким как «Яндекс навигатор» или «Гугл мэпс». Оно и понятно: актуальные карты и постоянный мониторинг трафика очень облегчают жизнь автолюбителям, особенно в мегаполисах. А зачем тогда предварительно ставить навигационные системы в автомобиль, если они есть почитай у каждого в кармане в виде предустановленного софта на смартфоне? Об этом же задумались и автопроизводители и придумали нечто, позволяющее без труда контролировать приложения со смартфонов непосредственно на мониторе штатной автомобильной мультимедиасистемы.

 

APPLE CARPLAY, ANDROID AUTO И MIRRORLINK

Большинство сегодняшних смартфонов работают под управлением операционных систем Android и iOS. Именно с ними и решили подружить автопроизводители свои мультимедийные устройства. В итоге уже появились автомобили, поддерживающие возможность переносить на экраны штатных систем автомобилей «зеркала» экранов смартфона со всеми вытекающими из этого приятными последствиями. Какими? Во-первых, теперь нет необходимости привыкать к работе той или иной навигационной системы. «Яндекс карты», Google Maps, Navitel или СитиГИД в полном объеме отражаются на экране штатного монитора. Маршрут можно проложить, будучи еще дома или на работе, а позже воспользоваться им, как только вы сконнектите смартфон с автомобилем. Во-вторых, помимо работы с привычными встроенными навигационными системами, вы можете, также не отрываясь от руля, пользоваться и иными приложениями, будь то телефонная книга и СМС. Или, к примеру, просматривать комментарии к вашим постам в соцсетях. Да мало ли что еще можно делать со смартфона – он ваше все, и это все теперь доступно на большом и удобном экране.

Именно благодаря системам Apple CarPlay и Android Auto это отчасти стало возможно. Но почему отчасти? Дело в том, что пока признать эти системы работающими на все сто процентов нельзя. Не все функции доступны, а те, что есть, работают не так, как хотелось бы в идеале.

Куда больших успехов на этом поприще достигла компания MirrorLink, но штатно она ставится далеко не в каждый автомобиль. Да и не каждый смартфон готов работать с этой системой – придется покупать именно ту модель, которая поддерживает это сопряжение.

И все же, так или иначе, но именно за такими системами будущее, и очень хорошо, что автопроизводители это понимают. Осталось придумать такую систему, которая не позволит вам забыть смартфон дома или на работе. В противном случае останетесь и без навигации, и без музыки, и без соцсетей. А последнее для кого-то может быть смерти подобно.

5koleso.ru

GPS навигация для начинающих | Пособие автомобилиста

Случалось ли вам заблудиться и от всей души желать найти простой способ узнать, какой дорогой необходимо идти? Или найти чудесное место для рыбалки или охоты и не запомнить, как можно к нему легко вернуться? А как на счет обнаружить в походе, что сбился с пути, и не знать, как вернуться обратно к лагерю или машине? Возникала ли при полете необходимость определить ближайший аэропорт или идентифицировать воздушное пространство, в котором находились? Возможно, вы сталкивались с проблемой, когда нужно съехать на обочину и уточнить у кого-нибудь направление.

С GPS навигатором  вы сможете узнать в любое время, в какой точке планеты находитесь. Со времен первых ручных GPS приемников, предоставленных коалиционным силам во время войны в Персидском заливе, до сегодняшнего признания нашей компании как лидера GPS инноваций, GARMIN помогла GPS достичь новых высот, выведя технологию за рамки стандартного функционирования типичных GPS навигаторов.

 

GPS технология стремительно изменяет способ людей прокладывать путь по всей земле. Делается ли это ради забавы, спасения жизни, более быстрого добирания, или еще чего вы только не придумаете, GPS навигация становится с каждым днем все более распространенной. Мы надеемся, что данное руководство предоставит вам достаточно информации, заинтересует и увлечет вас.

Что такое GPS ?

GPS — Глобальная система навигации и позиционирования. Сеть спутников, которые постоянно передают закодированную информацию, с помощью которой можно точно определить месторасположение на земле путем измерения расстояния до спутников.

Как указано в приведенном выше определении GPS означает Глобальная Система Позиционирования (Global Positioning System), и относится к группе спутников Министерства Обороны США, постоянно вращающихся вокруг Земли. Спутники передают радио сигналы малой мощности, позволяя каждому, у кого есть GPS навигатор, определять свое месторасположение на Земле. Создание этой выдающейся системы было не дешевым и стоило США миллиардов долларов. Текущее техническое обслуживание, включая запуск новых спутников на замену старым, увеличивает стоимость системы. Удивительно, GPS фактически предшествовал появлению персональных компьютеров. Разработчики возможно и предвидеть не могли тот день, когда мы сможем носить маленькие GPS навигаторы весом меньше фунта, которые будут не только сообщать нам, где мы находимся в системе координат (долгота/широта), но смогут даже показывать наше месторасположение на электронной карте с городами, улицами и т.п.

Изначально разработчики думали о военном применении. GPS приемники служили бы целям навигации, дислокации войск и координации артиллерийского огня (среди прочих применений). К счастью, административное решение в 1980г. сделало GPS навигатор доступным также для гражданского применения. Сейчас каждый может оценить преимущества GPS ! Возможности почти не ограничены. Иногда люди спрашивают, можно ли бесплатно использовать эту систему – ДА! (Ну, вообще-то вашей платой стали уплаченные налоги). Так что просто распакуйте свой GPS навигатор, вставьте батарейки и окунитесь в интереснейший мир GPS навигации.

Кто использует GPS ?

У GPS навигатора есть множество применений на суше, в воде и в воздухе. В основном GPS навигатор позволяет вам записывать или задавать точки месторасположения на земле и помогает продвигаться от и к этим точкам. GPS навигатор может использоваться везде, кроме мест, где нет приема сигнала, т.е. внутри помещений, в пещерах, парковках и прочих местах, находящихся под землей, а также под водой.

В воздухе и на воде GPS применяется в основном для навигации, на земле же применение более разнообразно. В различных целях GPS навигаторы используется учеными. Все большую часть своей работы геодезисты проделывают с использованием GPS навигатора, что значительно сокращает затраты на проведение разведывательных работ, а также обеспечивает потрясающую точность. В основном разведывательное оборудование обеспечивает точность до одного метра. Более дорогие системы могут обеспечить точность в пределах сантиметра! В сфере отдыха применение GPS навигатора настолько разнообразно, насколько многочисленны виды отдыха. GPS навигатор становится все популярнее среди туристов, охотников, скалолазов, лыжников и т.д. Если вы увлекаетесь видом спорта или какой-либо деятельностью, где вам необходимо отслеживать свое местоположение, прокладывать маршрут к определенному месту или знать. в каком направлении и как быстро вы движетесь, вы по достоинству оцените все преимущества GPS навигации.

GPS навигация быстро становится привычным делом и в автомобилях. Некоторые встроенные системы обеспечивают поддержку в экстренных ситуациях на дороге – нажатием кнопки передается текущее месторасположение автомобиля в диспетчерский центр. Более совершенные системы могут отображать на дисплее месторасположение машины по электронной карте, позволяя водителям контролировать маршрут движения и искать нужные адреса, рестораны, отели и прочие объекты. Некоторые GPS навигаторы даже могут автоматически создавать маршрут и поочередно выдавать направления движения до указанного пункта назначения.

Чтобы знать, как работает GPS навигация, не надо быть ученым. Все что вам нужно, это немного базовых знаний плюс желание изучить и понять мир GPS навигации. Не позволяйте понятиям вроде «псевдослучайный», «анти-спуфинг» и «псевдокод» запугать вас. Давайте знакомиться и осваивать наилучший инструмент навигации со времен изобретения компасса — GPS навигатор !

3 сегмента GPS

Система NAVSTAR (официальное название GPS в Министерстве обороны США) состоит из космического сегмента (спутники), контрольного сегмента (наземные станции) и пользовательского сегмента (вы и ваш GPS навигатор).

Теперь давайте возьмем три части системы и обсудим их более детально. Так мы сможем ближе рассмотреть, как работает GPS навигация.

GPS навигация : космический, контрольный, пользовательский сегменты

Космический сегмент

Космический сегмент, который состоит минимум из 24 спутников (21 активный и 3 запасных) является сердцем системы. Спутники находятся на так называемой «верхней орбите» на высоте около 12 тыс. миль над поверхностью Земли. Функционирование на такой большой высоте позволяет сигналам покрывать бОльшую территорию. Спутники расположены на орбитах так, что GPS навигатор на земле всегда может получать сигналы по меньшей мере от четырех из них в любое заданное время.

Спутники вращаются со скоростью 7 000 миль в час, что позволяет им обходить вокруг земли каждые 12 часов. Они питаются солнечной энергией и рассчитаны приблизительно на 10 лет работы. На случай пропадания солнечной энергии (затмения и прочее) у спутников есть резервные батареи. Также спутники оснащены малыми ракетоносителями, которые корректируют траекторию вращения.

Первые GPS спутники были запущены в космос в 1978г. Полное созвездие из 24 спутников было получено в 1994г., завершив создание системы. Деньги на покупку новых спутников и их запуск для поддержания в последующие годы работоспособности системы входят в бюджет Министерства обороны США.

Каждый спутник передает радио сигналы малой мощности на нескольких частотах (выделенные L1, L2 и др.). Гражданские GPS навигаторы «слушают» частоту L1 1575,42 МГц в сверхвысокой полосе частот. Сигналы проходят «линию видимости», что значит, что они пройдут через облака, стекло и пластик, но не пройдут сквозь большинство твердых объектов, таких как здания и горы.

Чтобы вы смогли получить представление о положении сигнала L1 в радиоспектре, вспомните ваши любимые FM радиостанции, они работают на частотах где-то между 88 и 108 МГц (и звучат намного лучше!). Спутниковые сигналы очень малой мощности, порядка 20-50 Вт. Для сравнения, FM радиостанция около 100 000 Вт. Представьте теперь, как сложно пытаться услышать 50 Вт радиостанцию, передающую на высоте 12 000 миль! Вот почему так важно иметь чистый обзор неба при использовании GPS навигатора.

L1 содержит два «псевдослучайных» (комплексный шаблон цифрового кода) сигнала, Защищенный (Р) код и код гражданского доступа (С/А). Каждый спутник передает уникальный код, позволяющий GPS приемнику идентифицировать сигналы. «Анти-спуфинг» относится к шифрованию Р-кода для предотвращения несанкционированного доступа. Р-код также называют «Р(Y)» или «Y» код.

Основной целью этих закодированных сигналов является возможность вычисления времени прохождения (или времени прибытия сигнала) от спутника до GPS навигатора на земле. Время прохождения, умноженное на скорость света, равно дальности спутника (расстояние от спутника до GPS навигатора). Навигационное сообщение (информация, которую спутники передают GPS навигатору) содержит данные об орбите спутника, системном времени, общем состоянии системы, а также модель задержки сигналов в ионосфере. Спутниковые сигналы рассчитываются с использованием сверхточных атомных часов.

Контрольный сегмент

Контрольный сегмент выполняет то, о чем говорит само его название – «контролирует» GPS спутники, отслеживая их и обеспечивая правильной информацией об орбите и времени. На земле расположено пять контрольных станций – четыре станции слежения и одна станция основного контроля. Четыре станции постоянно получают данные со спутников и затем передают информацию на станцию основного контроля, которая «корректирует» данные спутников и вместе с двумя другими антенными полигонами передает (по восходящему потоку) информацию к GPS спутникам.

Пользовательский сегмент

Пользовательский сегмент включает вас и ваш GPS навигатор. Как уже упоминалось, пользовательский сегмент состоит из туристов, пилотов, охотников, военных и других, кто хочет знать, где находится, где находился или куда направляется.

GPS навигация – Как это работает?

Месторасположение

Теперь расскажем о том, как это работает. GPS навигатор должен знать две вещи, чтобы выполнить свою работу. Он должен знать, ГДЕ находятся спутники (месторасположение) и как ДАЛЕКО они находятся (расстояние). Посмотрим сперва как GPS навигатор знает, где в космосе находятся спутники. GPS навигатор получает два вида кодированной информации от спутников. Один вид информации, называемый «альманах», содержит данные о расположении спутников. Эти данные постоянно передаются и сохраняются в памяти GPS навигатора, так что он знает орбиты спутников и где каждый спутник предположительно должен находится. Данные альманаха периодически обновляются по мере перемещения спутников. Любой спутник может немного отклоняться от орбиты, а наземные станции постоянно отслеживают орбиту, высоту, расположение и скорость спутников. постоянно отслеживают орбиту, высоту, расположение и скорость спутников. Наземные станции посылают данные об орбите на станцию основного контроля, которая, в свою очередь, передает откорректированные данные обратно спутникам. Эти откорректированные данные точного месторасположения спутника называются данными «эфимериса», которые действительны около четырех или шести часов и передаются GPS навигатору в виде кодированной информации.

Таким образом, получив данные альманаха и эфимериса, GPS навигатор всегда знает местонахождение спутников.

Время

Даже если GPS навигатор знает точное положение спутников в космосе, ему все равно необходимо знать, насколько они далеко (расстояние), чтобы определить свое месторасположение на земле. Существует простая формула, говорящая приемнику, как далеко он находится от каждого из спутников:

расстояние от данного спутника равно скорости передаваемого сигнала, умноженной на время, необходимое сигналу, чтобы пройти от спутника до GPS навигатора (Скорость х Время прохождения сигнала = Расстояние).

Вспомните, как вы определяли, насколько далеко от вас гроза, когда были ребенком. Когда вы видели молнию, то считали затем, сколько секунд пройдет, пока раздастся гром. Чем больше насчитали, тем дальше была гроза. GPS навигация работает по такому же принципу, называемому «Время прибытия».

Используя основную формулу для определения расстояния, приемник уже знает скорость. Это скорость радио волны – 186 000 миль в секунду (скорость света), с учетом задержки сигнала при прохождении сквозь атмосферу Земли.

Теперь GPS навигатору необходимо определить временную составляющую формулы. Ответ кроется в закодированных сигналах, которые передают спутники. Передаваемый код называется «псевдослучайным кодом» потому, что похож на шумовой сигнал. Когда спутник генерирует псевдослучайный код, GPS навигатор генерирует такой же код и пытается согласовать его с кодом спутника. GPS навигатор сравнивает два кода, чтобы определить, насколько необходимо задержать (или сместить) свой код, чтобы соответствовать коду спутника. Чтобы получить расстояние время задержки (смещения) умножается на скорость света.

Часы GPS навигатора не отслеживают время с такой точностью, как часы спутника. Включение в состав GPS навигатора атомных часов сделало бы его намного больше и намного дороже! Поэтому каждое измерение расстояния требует корректировки на величину погрешности внутренних часов GPS навигатора. По этой причине измерение расстояния относится к «псевдорасстоянию». Чтобы определить позицию, используя данные псевдорасстояния, необходимо отслеживать и пересчитывать зафиксированные данные минимум с четырех спутников, чтобы погрешность исчезла.

Получение полного круга

Теперь, когда у нас есть и позиция спутника, и расстояние до него, приемник может определить свое месторасположение. Скажем, мы находимся на расстоянии 11 000 миль от спутника. Тогда наше месторасположение будет где-то в условной сфере со спутником в центре с радиусом 11 000 миль. Далее, допустим, что мы находимся на расстоянии 12 000 миль от другого спутника. Вторая сфера будет пересекаться с первой, образуя общую окружность. Если добавить третий спутник, на расстоянии 13 000 миль, будет две общие точки, где пересекаются три сферы.

Хотя возможных позиций две, они сильно отличаются показателями широты, долготы и высоты. Чтобы определить, какая же из двух точек соответствует вашему фактическому месторасположению, GPS навигатору необходимо также указать приблизительную высоту над уровнем моря. Это позволит приемнику рассчитать 2-х координатную позицию (широта, долгота). При наличии четвертого спутника GPS навигатор сможет определить 3-х координатную позицию (широта, долгота, высота). Так, допустим, расстояние до четвертого спутника составляет 10 000 миль. Теперь у нас есть четвертая сфера, пересекающая первые три в одной общей точке.

Данные альманаха

GPS навигатор всегда сохраняет данные о положении спутников. Эти данные называются альманахом. Иногда, когда GPS навигатор долгое время не включается, данные альманаха становятся устаревшими или «холодными». Когда GPS навигатор «холодный», установление связи со спутником может занять больше времени. GPS навигатор считается «теплым», если данные со спутников собраны за последние четыре-шесть часов. Если время установления связи со спутником играет для вас большую роль, то при покупке GPS навигаторов необходимо обращать внимание на время захвата спутника в «холодном» и «теплом» режимах.

Как только навигатор установит связь с достаточным количеством спутников, чтобы рассчитать месторасположение, вы готовы начать GPS навигацию! Большинство GPS навигаторов будут отображать текущие координаты или текущую позицию на электронной карте, которая будет помогать вам в навигации.

Технология GPS навигатора

Большинство современных GPS навигаторов имеют параллельный мультиканальный дизайн. Более старые одноканальные тоже были популярны, но у них была ограниченная возможность постоянного приема сигналов в жестких условиях, таких как густой лиственный покров. Параллельные приемники обычно имеют от пяти до двенадцати схем приема, каждая из которых отвечает за сигнал конкретного спутника, так что можно в любое время устанавливать надежную связь со всеми спутниками. Параллельные приемники быстро захватывают спутники при первом включении, им также нет равных в возможности принимать сигналы спутника в сложных условиях, таких как густая листва или город с высокими зданиями.

Источники погрешностей GPS навигаторов

Гражданский GPS навигатор имеет потенциальную погрешность определения месторасположения как результат совокупности погрешностей от следующих источников:

Задержки ионосферы и тропосферы – Сигнал спутника проходит сквозь атмосферу. Система использует встроенную «модель», которая высчитывает среднее, но не точное, значение задержки.

Отражение сигнала – встречается, когда сигнал перед тем, как достичь приемника, отражается от таких объектов как высотные здания или горы. Это увеличивает время прохождения сигнала, вызывая тем самым ошибку.

Ошибки часов приемника – поскольку не практично устанавливать атомные часы в приемниках GPS навигаторов, имеющиеся встроенные часы могут выдавать очень незначительные временные ошибки.

Орбитальные ошибки – также известны как «ошибки эфимериса», это неточности данных о расположении спутника.

Количество видимых спутников – чем больше спутников может «видеть» GPS навигатор, тем выше точность. Здания, рельеф местности, электронная интерференция, иногда даже густая листва могут блокировать прием сигнала, вызывая ошибки месторасположения или полное отсутствие показаний. Чем чище обзор, тем лучше прием. GPS навигаторы не будут работать в помещении (как правило), под водой или под землей.

Геометрия/затенение спутника – имеет отношение к относительному расположению спутников в любое заданное время. Идеальная геометрия спутников бывает, когда спутники располагаются под тупым углом по отношению друг к другу. Плохая геометрия является результатом расположения спутников на одной линии или в тесной группе.

Намеренное ухудшение сигнала спутника – намеренное ухудшение сигнала министерством обороны США известно как «Избирательная доступность» и предназначено для предотвращения использования с враждебными намерениями GPS сигналов высокой точности. Этим объясняется большинство ошибок. «Избирательная доступность» была отменена 2 мая 2000г. и в данный момент не применяется. Это значит, что вы можете ожидать от GPS навигатора точности в пределах 6 – 12 метров (около 20 – 40 футов).

Точность GPS навигатора может быть улучшена еще больше с применением дифференциального GPS приемника (DGPS), который может работать от нескольких возможных источников, уменьшая некоторые из описанных выше ошибок. Следующий раздел объясняет, что такое DGPS и как это работает.

DGPS – как это работает ?

Дифференциальные GPS работают с помощью расположения GPS приемника (называемого контрольной станцией) в месте с известными координатами. Поскольку контрольная станция знает свое точное месторасположение, она может определить ошибки спутниковых сигналов. Станция делает это путем измерения расстояния до каждого спутника с использованием принимаемых сигналов и сравнивает результат с фактическими показателями, рассчитанными на основе известного месторасположения. Разница между измеренным и рассчитанным расстоянием для каждого видимого спутника является «дифференциальной коррекцией».

Дифференциальные коррекции для каждого отслеживаемого спутника форматируются в сообщения и передаются DGPS приемникам. Далее дифференциальные коррекции применяются DGPS приемниками в вычислениях для уменьшения ошибок и улучшения точности. Уровень точности зависит от самого приемника и сходства его «окружающей среды» с условиями, в которых находится контрольная станция, а также его приближенности к станции. Приемник контрольной станции определяет составляющие погрешности и обеспечивает их коррекцию для GPS навигатора в реальном времени. Коррекция может передаваться по FM радиочастотам, через спутник или через маяк береговой охраны США. Обычно точность DGPS составляет 1 – 5 метров (около 3 – 16 футов).

WAAS

При полете есть одна вещь, которую все мы желаем получить: БЕЗОПАСНОСТЬ. Исключительная информация о месторасположении это ключ к безопасности полета. При дезориентирующих погодных условиях, когда визуальная навигация усложняется или вообще невозможна особое значение приобретает GPS навигация. Знакомьтесь с «Системой Панорамного обзора» или просто WAAS. Так называется сеть из 25 наземных контрольных станций, которые полностью покрывают территорию США, захватывая немного Канады и Мексики. Внедренные FAA (Федеральным Авиационным Агентством США) для целей авиации эти 25 контрольных станций расположены с предельной точностью. Они сравнивают измеренное GPS расстояние с известными значениями. Каждая контрольная станция подключена к базовой станции, которая собирает все коррекционные сообщения вместе и транслирует их через спутник. С помощью WAAS приемники GPS навигаторов могут обеспечивать точность 3 – 5 метров по горизонтали и 3 – 7 в высоту.

Картография и GPS навигация: где я нахожусь ?

Смотрели ли вы когда-нибудь на карту, желая определить свое точное месторасположение? Есть ли у вас или у ваших знакомых трудности с ориентировкой на местности? Нашли хорошее место для охоты или рыбалки и хотели бы легко вернуться сюда снова? GPS навигатор это то, что вам нужно, чтобы знать где вы и куда идете. GPS навигаторы GARMIN доступны с различными типами карт. Различают модели, не имеющие карты, с базовой картой и с детализированной картой.

GPS навигаторы без карты

GPS навигаторы без карты имеют экран с плоттером и могут предоставлять вид сверху, отображая ваше месторасположение относительно путевых точек, маршрутов, записей трека, которые вы создали. Плоттер поможет в определении месторасположения по отношению к указанным объектам. Большинство GPS навигаторов GARMIN смогут предоставлять такую информацию. Некоторые модели снабжены также дополнительной базой точек месторасположений городских объектов.

GPS навигаторы с базовыми картами

GPS навигатор GARMIN с базовой картой сможет, как правило, показать границы областей, автомобильные магистрали, основные линии метро, озера, реки, железные дороги, береговые линии, крупные города, аэропорты и съезды с основных магистралей федерального значения.

GPS навигаторы с детальными картами

С переходом к GPS навигаторам, у которых есть возможность загружать детальные карты, информация, отображаемая на экране, значительно шагнула вперед. Данные карт могут включать улицы деловых и жилых районов, рестораны, банки, заправки, достопримечательности, данные морской GPS навигации, места для спуска суден на воду, топографические детали, тропинки и многое, многое другое. Представьте, что у вас появилась возможность найти и проследовать по любому адресу в громадной базе данных, используя электронную карту, которая показывает детали улицы! Карты могут заноситься в прибор посредством картриджа или загрузки информации с диска. Некоторые GPS навигаторы используют картриджи компании GARMIN, которые уже содержат информацию о конкретных территориях или регионах. Другие используют чистый картридж, на который, подключившись к ПК с программным обеспечением MapSource, можно записать данные по интересующей вас территории. Еще одни GPS навигаторы могут иметь данные, записанные непосредственно в память, и не требовать картриджей.

Путевые точки

Основной целью GPS навигации является предоставление возможности попасть из точки А в точку В настолько просто, насколько это возможно. GPS навигаторы GARMIN могут сохранять несколько сотен точек или месторасположений, называемых «путевыми точками». Ваш дом, аэропорт, стоянка машины, хорошие места для рыбалки/охоты или просто живописное местечко, которое вы бы хотели еще раз посетить – это только несколько примеров тех мест, которые можно сохранять и позже использовать для навигации. А что, если вы никогда там не были, но знаете координаты этого места или где оно находится на карте? С GPS навигаторами GARMIN вы сможете создавать путевые точки тех мест, где раньше не бывали, и проложить маршрут (GOTO) до нужного места.

GOTO

Использование данной функции также просто, как выбрать путевую точку направления и сказать GPS навигатору «идти туда». GPS навигатор нарисует прямую линию к данной точке и укажет направление указателем «стрелка», линией азимута, линией курса или предоставит «путь» в трехмерном режиме. Когда вы движетесь к определенному месту, GPS навигатор всегда отслеживает, где вы, куда движетесь, с какой скоростью, насколько далеко вы от пункта назначения и сколько времени вам потребуется, чтобы туда добраться! Но что, если на прямой между вами и местом назначения находятся горы, острова или глубокие ущелья? Вы можете сказать GPS навигатору двигаться по серии путевых точек в определенном порядке, называемых «маршрутом».

Маршруты

Помните картинку, которая получается, если соединять линиями точки? Вы рисуете линию из точки 1 к точке 2, 3 и так далее. Представьте, что путевые точки это те самые точки, которые необходимо соединить, а маршрут это соединяющая линия. Поскольку вам необходимо указывать свои номера точек, то обычно вы задаете: «Я хочу пойти отсюда туда-то, затем туда-то и т.д. в таком-то порядке».

Может быть картинка, которую вы увидите, получится и не очень, но зато это однозначно приведет вас туда, куда нужно! С GPS навигаторами GARMIN вы сможете увидеть, где вы были, в виде журнала пройденного пути (track log).

Журналы пройденного пути

По мере продвижения GPS навигатор будет автоматически записывать ваш маршрут в журнале пройденного пути. Представьте этот журнал как след из хлебных крошек, оставленный там, где вы прошли. То, как вы петляли лесными тропками, обходили разные объекты, каждое ваше движение сохраняется в GPS навигаторе. Если вы захотите пройти обратно тем же путем, достаточно просто активировать функцию TrackBack и GPS навигатор сам составит обратный маршрут. Вы можете даже сохранять эту информацию, чтобы использовать её снова и снова и знать, что вы двигаетесь в правильном направлении!

Географический и магнитный север

Думая о направлении, вам необходимо определиться, магнитный или географический север вы хотите использовать для ориентации. Географический север использует как ориентир 0° Северный Полюс, в то время как магнитный север использует магнитный северный полюс, находящийся фактически на севере Канады. Если вы используете GPS вместе с обычным компасом, то установите GPS навигатор в режим магнитного севера. Разница между географическим и магнитным севером в текущем местоположении известна как «магнитное отклонение». GPS навигаторы GARMIN имеют встроенную модель магнитного отклонения земли и могут автоматически устанавливать отклонение для вашего местонахождения в любой точке планеты. Вы также можете устанавливать отклонение вручную, используя пользовательские настройки.

Координатные сетки и форматы

В GPS навигации текущее месторасположение можно просматривать в виде координат. Поскольку различные карты и схемы используют различные форматы координат, GPS навигаторы GARMIN позволяют вам выбирать необходимую систему координат.

Самым типичным форматом, используемым GPS навигаторами GARMIN, является широта и долгота. В большинстве моделей есть возможность переходить и на другие системы координат.

UTM/UPS (Универсальная поперечная проекция Меркатора/Универсальная полярная стереографическая проекция) это простая в использовании метрическая сетка, которая чаще всего встречается на топографических четырехугольных картах геологической службы США (USGS). Сетка MGRS очень похожа на UTM/UPS и используется в основном на военных картах. В большинстве GPS навигаторов можно выбирать также несколько других сеток, включая настраиваемую пользователем (функция для продвинутых пользователей).

Системы координат

Карты и схемы это по своей сути сетки, созданные от опорной точки, называемой координатой. Много карт, которые используются до сих пор, были составлены десятки лет назад. Со временем технологии позволили нам улучшить геодезические навыки и создавать более точные карты. Тем не менее, существует необходимость адаптировать GPS навигаторы для использования старых карт. Большинство GPS навигаторов GARMIN включают более 100 систем координат, позволяя переключатся на соответствующие настройки карты. Использование неподходящей системы координат может стать причиной получения недостоверной информации о местоположении. На большинстве хороших навигационных карт указывается, какая система координат используется. Наиболее распространенными системами координат США являются WGS 84 (Всемирная геодезическая система 1984), NAD 83 (Североамериканская 1983), NAD 27 (Североамериканская 1927). Просматривая список систем координат, помните, что все они являются математическими моделями формы Земли, а не реальными картами, встроенными в GPS навигатор.

Дополнительные средства навигации

Даже учитывая то, что GPS навигация становится лучше с каждым днем, запасные средства навигации все равно не помешают. Владение бумажной картой, обычным компасом и приемами навигации является хорошей техникой безопасности. Помните, что GPS навигатор является только составляющей частью навигации и не должен быть единственным используемым навигационным инструментом.

gps навигация

Решение о покупке

Вы можете бесконечно решать, какой GPS навигатор и какие аксессуары покупать, особенно в сегодняшних условиях большого выбора на рынке GPS. Прежде всего, подумайте, для чего преимущественно вы будете использовать GPS навигатор: в автомобиле, самолете, лодке, на охоте, рыбалке, в походах, на велосипеде и пр. Поскольку все GPS навигаторы GARMIN могут показывать местоположение и основную навигационную информацию, то хорошим началом могут стать недорогие GPS навигаторы для начального уровня. Также все GPS навигаторы GARMIN имеют подсветку, что позволит вам использовать прибор как днем, так и ночью. Выбор GPS навигатора с большим количеством функций сможет предоставить абсолютно новый уровень возможностей GPS навигации и информации и местоположении при такой же простоте использования. При разработке изделий мы стараемся улучшать их, учитывать пожелания пользователей, и делать более дружественными к пользователю.

При выборе GPS навигатора учитывайте следующее:

Время работы от батарей — если вы собираетесь использовать прибор длительное время без дополнительного источника питания, не забудьте взять запасные батареи. GPS навигаторы с цветными дисплеями как правило быстрее расходуют батареи по сравнению с приборами, имеющими дисплеи с градацией серого.

Размер и вес – GPS навигаторы GARMIN доступны в большом количестве различных размеров и форм: маленькие ручные GPS навигаторы, графопостроители с большими дисплеями, модели, встраиваемые на панели.

Конфигурация антенны – Вы собираетесь использовать GPS навигатор в основном на улице? А как на счет машины? GARMIN предоставляет продукты как с внутренними, так и с внешними подключаемыми антеннами.

Возможность DGPS – Вам необходима самая лучшая точность, которая только возможна? Если да, в этом вам помогут дифференциальные GPS (DGPS) приемники.

Цена — Какой тип GPS навигатора подходит вам по цене? Имейте в виду, что все GPS навигаторы GARMIN могут позволить вам отмечать путевые точки и вести до нужного места. Остальное – дело выбора подходящих функций. В любом случае, GARMIN сможет удовлетворить любые ваши заспросы от самых обычных GPS навигаторов до последних новинок в этой области.

Выбор аксессуаров

Все GPS навигаторы GARMIN поставляются в базовом комплекте, достаточном для работы. Приобрести дополнительные аксессуары вы может у региональных дистрибьюторов GARMIN или на сайте www.garmin.com

Среди аксессуаров имеется следующее:

Внешняя антенна: если встроенная антенна экранируется, скажем, крышей автомобиля, то вам поможет внешняя антенна, как и в других случаях, когда имеются некоторые проблемы с чистым обзором неба.

Внешний источник питания – даже при наличии хороших аккумуляторов в большинстве GPS навигаторов GARMIN, всегда лучше лишний раз их по экономить, используя питание от автомобильного прикуривателя или от сети переменного тока.

Крепления – Когда вам необходимы свободные руки, могут пригодится крепления. Большинство GPS навигаторов поставляются вместе с креплением, также можно приобрести несколько дополнительных креплений.

Программное обеспечение — если есть необходимость сохранять путевые точки или планировать маршрут, MapSource это то, что вам нужно. Это ПО позволяет просматривать цветные карты на ПК с функциями панорамного просмотра и масштабирования. Можно создавать путевые точки и маршруты, а затем передавать их с ПК на GPS навигатор. Такая функция поддерживается почти всеми GPS навигаторами GARMIN. Это очень удобно для планирования походов, деловых поездок, отпусков и пикников не выходя из дома.

Для GPS навигаторов, поддерживающих функцию передачи информации, можно также дополнительно загружать карты интересующих территорий (см. спецификацию на прибор для определения наличия данной функции). Для этого GPS навигатор просто подключается к компьютеру с помощью соединительного кабеля. Далее необходимо выбрать нужную карту и кликом мышки информация загрузится в GPS навигатор. Некоторым GPS навигаторам для загрузки необходимы чистые картриджи размером 8, 16, 32, 64 или 128 Мб.

Все продукты MapSource включают функции управления путевыми точками и маршрутами. Вид вашей деятельности и предпочтения детализации карт определят, какое именно ПО MapSource вам необходимо.

G-Charts (морские карты) – если вам необходимо больше данных для морской GPS навигации, GARMIN предлагает вам два типа карт: наземные и прибрежные стандартных и микро размеров. Прибрежные карты содержат информацию о рельефе дна, аэронавигационных устройствах, порты с названиями гаваней, городов, заливов, опасных мест и прочего. Наземные содержат также такие детали, как границы штатов, магистрали, места спусков суден на воду, расположение различных служб.

sanekua.ru