РегистрацияВход
Оружие и средства самообороны в разных странах
menu
person
Главная » Статьи » Спутниковая система навигации » NAVSTAR (GPS)
Походные GPS-навигаторы
Походные GPS-навигаторы делаются в удароустойчивом, влагозащищённом корпусе. Обычно для большей энергонезависимости в отрыве от цивилизации для питания таких устройств используются стандартные батарейки или аккумуляторы.



Походный gps-навигатор DeLorme
Earthmate PN-40.




На фото: GPS-навигатор Magellan Blazer 12

(кликать на картинках для просмотра в полном размере)
GPS-приёмники могут быть встроены в разнообразные электронные устройства. На фото: навигация с помощью сотового телефона (iPhone), закреплённого на руле велосипеда. В данном случае требуется защита хрупкого устройства от ударов и дождя

GPS-приёмник — радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками группы NAVSTAR.

Максимальная точность измерения составляет 3—5 м, а при наличии корректирующего сигнала от наземной станции — до 1 мм (обычно 5—10 мм) на 1 км расстояния между станциями (дифференциальный метод). Точность коммерческих GPS-навигаторов составляет от 150 метров (у старых моделей при плохой видимости спутников) до 3 метров (у новых моделей на открытом месте). Кроме того, при использовании систем SBAS и местных систем передачи поправок точность может быть повышена до 1—2 метров по горизонтали. До 1 мая 2000 года точность искусственно занижалась путем внесения в передаваемые спутником данные помех.

Классификация

Устройства, использующие в своей работе сигнал со спутников GPS, можно разделить на профессиональные, обладающие высокой точностью определения местоположения и бытовые. Первые в основном используются в военных целях, для геодезии и картографии, а вторые получили широкое применение в различных сферах современной жизни.

Профессиональное GPS оборудование отличается качеством изготовления компонентов (особенно антенн), используемым программным обеспечением (ПО), поддерживаемыми режимами работы (например RTK, binary data output), рабочими частотами (L1 + L2), алгоритмами подавления интерференционных зависимостей, солнечной активности (влияние ионосферы), поддерживаемыми системами навигации (например NAVSTAR GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou), увеличенным запасом электропитания и разумеется, ценой.

Основа любого GPS-приемника – это чипсет, на котором он работает. Долгое время все приемники выпускались с 12-канальными чипсетами. Кроме того, что 12 каналов не достаточно для быстрого «Холодного старта» - первоначального определения своего местоположения, такие приемники нуждались в открытом небе, т.к. работали только с прямой видимостью спутников (минимум 3; чем больше, тем точнее). На сегодняшний день все подобные приемники считаются устаревшими и сняты с производства.

GPS приёмники для широкого круга пользователей можно классифицировать следующим образом:

  • автомобильные и портативные (туристические) GPS-навигаторы, GPS-трекеры, GPS-логгеры, которые могут представлять из себя отдельное устройство или быть встроенными в транспортное средство в качестве бортового компьютера (онбордера);
  • GPS приёмники, встроенные в другие устройства (КПК, ноутбук или мобильный телефон);


Первые имеют собственный процессор для выполнения навигационных функций, а вторые, даже будучи оснащёнными собственными GPS чипсетами используют для своей работы навигационные приложения, предназначенные для конкретной операционной системы основного устройства. Как правило GPS-трекеры и GPS-логгеры не оснащаются собственными дисплеями для отображения информации, ведь они служат исключительно для сбора, передачи и хранения данных, которые впоследствии могут быть обработаны и использованы в самых разных целях, например для GPS мониторинга.

Подавляющее большинство автомобильных и портативных GPS-навигаторов представляют собой устройство, в котором присутствуют несколько важных компонентов, от которых во многом зависит точность и качество работы прибора:

  • GPS чипсет - процессор, самая важная часть любого навигатора
  • оперативная память
  • дисплей для отображения информации

Современные автомобильные навигаторы способны прокладывать маршрут с учётом организации дорожного движения и осуществлять адресный поиск. Они могут обладать обширной базой объектов инфраструктуры, которая послужит для быстрого поиска пунктов общественного питания, автозаправочных станций, мест для стоянки и отдыха. Некоторые модели способны принимать и учитывать при прокладке маршрута информацию о ситуации на дорогах, по возможности избегая серьёзных транспортных заторов. Данные о трафике (пробках) могут быть получены навигатором посредством мобильной связи, по GPRS протоколу или из радио эфира по каналам RDS диапазона FM. В США и странах западной Европы используются и другие способы доставки данных о трафике до автомобильного навигатора, например MSN Direct Traffic Service и другие.

Портативные туристические навигаторы предназначены для туризма (водного, горного, пешего) и активного отдыха. Как правило такие навигаторы имеют водонепроницаемый корпус по стандарту (IPX7), способны работать и принимать спутниковый сигнал в самых сложных условиях густого леса и горной местности. Они подразумевают возможность использования специальных топографических карт местности. Кроме того, некоторые модели оснащаются дополнительными возможностями, которые могут пригодиться в дальнем походе, среди которых магнитный компас и барометрический высотомер.

Отличительной особенностью GPS-трекеров и GPS-логгеров можно считать GPS-приёмник, совмещённый с системой электропитания и набором программных интерфейсов, которые не выполняют самостоятельных расчётов и предназначены для регистрации спутниковых сигналов и передачи результатов измерения в устройство обработки, например компьютер. По способу подключения такие приёмники бывают беспроводные (BlueTooth, Wi-Fi, IrDa (в настоящее время не применяется)) и проводные (USB, RS-232, PS/2).

Такие устройства позволяют выполнять полевые измерения, накапливая результаты во встроенной памяти, а отложенную обработку проводить в камеральных условиях на мощных компьютерах с целью получения повышенной точности измерений (для этого применяют дополнительные данные, не только результаты измерений GPS-приёмником). Некоторые такие приборы для удобства полевых работ оснащаются дисплеем для отображения примерных (вычисленных не с максимальной точностью) координат, скоростей и направлений в реальном масштабе времени. Это становится возможным благодаря встроенному процессору, что роднит их с типом самостоятельных устройств.

Пользовательские приёмники

Помимо собственно широты, долготы и высоты такой GPS-приёмник способен сообщить:

  • точное время (некоторые приёмники имеют выход PPS);
  • ориентацию по сторонам света (в моделях без встроенного компаса — только направление скорости при движении);
  • высоту над уровнем моря (при условии приёма сигнала более четырёх спутников или при наличии встроенного баровысотомера);
  • направление на точку с координатами, заданными пользователем;
  • текущую скорость, пройденное расстояние, среднюю скорость;
  • данные с информацией о состоянии дороги — пробки, дорожные работы и т. д. (в моделях, оснащённых TMC-приёмником и при наличии службы Канал автодорожных сообщений);
  • текущее положение на электронной карте местности (модели, оснащённые картами);
  • текущее положение относительно трека (маршрута).

Информация о пути перемещения (трек) может быть скопирована в файл, а затем передана (в частности, через Интернет) другим пользователям GPS, желающим двигаться тем же маршрутом (см. GPS трекер).

При использовании GPS-приставки информация выводится на КПК, сотовый телефон или компьютер, к которому подключена эта приставка с помощью навигационного программного обеспечения. Физически соединение, как правило, осуществляется через последовательный порт (RS-232, USB, Bluetooth). Для связи GPS-приёмника с компьютером может использоваться двоичный (текстовый) протокол производителя приёмника (Garmin, Magellan и другие) либо производителя GPS-чипсета (Magellan, Sirf, Trimble и другие), при этом абсолютное большинство GPS-приёмников поддерживают обмен информацией с помощью текстового протокола NMEA.

Карты в GPS-навигаторах

Наличие карты существенно улучшает пользовательские характеристики навигатора. Навигаторы с картами показывают положение не только самого приёмника, но и объектов вокруг него.

Все электронные GPS-карты можно поделить на два основных типа — векторные и растровые.

Растровые карты — это самый простой и доступный тип карт. Фактически это изображение местности, к которому привязываются географические координаты. Масштаб растровой карты напрямую зависит от исходного варианта; или это фотография со спутника, или отсканированная бумажная карта. В России лучше всего представлены растровые карты крупных городов, для других районов карты найти проблематично. Также есть проблема привязки координат карты к координатам, выдаваемым приёмником (проблема датума). На платформах PC и Windows Mobile для использования растровых карт доступна популярная программа OziExplorer. Так же огромный массив растровых (фотографических, и растеризованных векторных) карт и средства работы с ними, включая поддержку работы с GPS-приёмниками, предоставляют такие интернет-сервисы, как Карты Google.

Векторные карты представляют собой базу данных, где хранится информация об объектах, их характеристиках и взаимном месторасположении, географических координатах и прочем. В картах могут храниться разнообразные характеристики местности: горы, реки, озера, впадины, дороги, мосты, уровни антропогенных загрязнений, типы растительности, расположение ЛЭП. Также многие подробные карты хранят множество таких объектов как заправки, гостиницы, кафе и рестораны, стоянки, посты дорожной полиции, запрещённые к проезду зоны, достопримечательности и памятники, культурные артефакты, больницы.

Поскольку в них не содержится объёмных графических изображений, места в памяти они занимают гораздо меньше, чем растровые и быстрее работают. Безусловным преимуществом векторных карт, является возможность искать на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, автозаправки и прочие необходимые путешественнику места. Кроме того, векторные карты позволяют показывать разную детализацию объектов при отображении карты в разных масштабах.

Существуют навигационные системы, позволяющие пользователю дополнять карты навигатора своими собственными объектами.

В специализированных автомобильных GPS-навигаторах существует возможность прокладывать маршруты по векторной навигационной карте — с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже дорожных пробок. Такие карты в России (по информации на сентябрь 2008) есть только для крупных городов:

Их количество и качество со временем увеличится, но не быстро, так как хорошо делать карты весьма трудоёмко.

При подготовке туристических походов в ряде случаев разумным является рисование собственных карт района будущего путешествия. Такая карта рисуется с помощью специализированного векторного графического редактора — и может быть сохранена в векторном формате, пригодном для загрузки в GPS-приемник. Таким образом, количество и качество туристических карт для GPS также со временем растет.

Основные производители


Основные производители GPS-чипсетов:

Основные производители приёмников для массового применения:


Основные производители профессиональных (в том числе геодезических) приёмников:



Картографическое ПО для навигаторов и сотовых телефонов с GPS

Поставщики информации о загруженности дорог (трафик, пробки) для навигаторов

См. также

Примечания

  1. ↑ Формально, поскольку некоторые устройства поддерживают не только GPS, но также и Galileo с ГЛОНАСС, следует говорить не GPS-приёмник, а, например, «приёмник спутниковых координат» или как-то ещё. Возможно, в будущем решится этот вопрос, а пока явно устоявшимся термином является GPS-приёмник, по причине широкой известности системы GPS и долгого отсутствия у неё конкурентов. Похожие примеры можно найти в статье товарные знаки, ставшие именами нарицательными
  2. ↑ GPS-гонка: России не хватает спутников, cnews.ru, 4 июня 2003 г
  3. ↑ Беспроводной модуль GPS Nokia LD-3W. Описание. (рус.). Nokia. — Описание товара на сайте производителя. Проверено 17 ноября 2009.
  4. ↑ 1 2 3 NavSync Integrated GPS Modules. Product list. (англ.). NavSync. — Каталог продукции. Проверено 17 ноября 2009.
  5. ↑ MR-350 Cable GPS. Product description. (англ.). Globalsat Technology. — Описание товара на сайте производителя. Проверено 17 ноября 2009.

Ссылки

Популярные gps-приемники:


Материалы по теме:



Категория: NAVSTAR (GPS) | Добавил: Sava3658 (10 Июня 2009)
Просмотров: 6998 | Комментарии: 1 | Теги: IRNSS, Походные GPS-навигаторы, NAVSTAR (GPS), Глонасс, Online Mobile Tracking, BUSINESS SYSTEMS TECHNOLOGIES LTD | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Войдите:
avatar