GPS для чайников

Для чего нужен GPS?

Я хотел бы немного рассказать о преимуществах GPS-навигации. Вот несколько примеров:

Ситуация 1.
Без GPS. Приехал в лес по грибы. Оставил машину, увлекся, машину найти не можешь.
С GPS. Приехал, включил GPS, поставил точку (waypoint), выключил GPS. Заблудился, включил GPS, устанавливаешь режим идти на точку - GPS показывает направление и расстояние до точки. Идешь по направлению, которое показывает GPS

Ситуация 2.
Без GPS. Грибов мало, долго крутитесь на машине по лесу по куче лесных дорожек и, в конце концов, понимаешь, что не знаешь, как выехать из этого лабиринта.
С GPS. Перед съездом с трассы, включаешь GPS, включаешь режим записи пути (трека) и катаешься, сколько хочешь, когда нужно возвращаться включаешь режим "возврат по треку" GPS на каждом повороте показывает вам куда ехать - вернешься точно по своему пути.

Ситуация 3.
Без GPS. Ты выехал "на шашлыки", веселье в самом разгаре. Звонит друг, жаждет присоединиться к веселью, ты долго, и путано объясняешь, как тебе найти, друг не понимает, плюет и идет веселиться в ближайший кабак.
С GPS. Считываешь с GPS координаты и посылаешь их SMS-кой другу, друг без труда находит и шашлыки и тебя, и в благодарность привозит еще пива.

Ситуация 4.
Без GPS. Экспедиция в Монголии. Степь и впереди горная гряда. Нужно выйти на определенный перевал. На вид все дороги одинаковы, все перевалы то же, долго ездишь по ущельям, упираясь в непроходимые участки, пока находишь нужный перевал.
С GPS. Ставишь на карте точку на нужном перевале, GPS показывает направление и расстояние до нее. Едешь так, что бы стрелка показывала строго вперед. Выходишь на нужный перевал сразу.

Ситуация 5.
Без GPS. По объявлению нашел почти новые диски на свою машину за пол цены. Продавец живет в незнакомом районе. Ты долго ищешь нужный дом, останавливаешься, спрашиваешь у прохожих - никто ничего не знает, да еще и стемнело…
С GPS. По карте прокладываешь маршрут, на поворотах ставишь точки и объединяешь их в route (роут). Включаешь режим навигации по роуту. GPS на каждом повороте, приятным женским голосом подсказывает тебе куда поворачивать.

Ситуация 6.
С GPS. Тебе нужно попасть на улицу Петухова 8 в Новосибирске. В Новосибирске ты никогда не был. В GPS находишь нужный адрес, и включаешь режим автоматического проложения маршрута. GPS показывает тебе точное расстояние по маршруту, примерное время прибытия. По ходу движения эти показания уточняются. Движешься ты естественно по указаниям GPS.

Ситуация 7.
С GPS. Ты приехал на рыбалку на озеро Хиндигтиг-Коль, дорога дальняя и трудная. Отпраздновали прибытие, но зорьку пропускать нельзя. А во сколько здесь рассвет? GPS скажет тебе об этом с точностью до минуты.

Надеюсь, эти примеры позволили убедиться в необходимости GPS-навигации.

Как работает GPS.

За то, что мы можем пользоваться системой GPS мы должны сказать спасибо американцам. Это они к 1995 году запустили 24 спутника, которые и позволяют определить нам свои координаты. GPS это сокращение от Global Positioning System, что в переводе означает - глобальная система позиционирования. Как это работает? Спутники летают так, что в любой точке земли, в любое время видно 10-12 спутников. Спутники постоянно излучают радиосигнал на частоте 1,5 ГГц. Это очень высокая частота, поэтому сигналы со спутника не проходят через такие препятствия, как горы, здания, крышу автомобиля и плохо проникают в густой мокрый лес. GPS приемник принимает эти сигналы, и по разной задержке этих сигналов от разных спутников определяет расстояние до спутников. А так как местоположение каждого спутника известно, то GPS приемник может определить свои координаты. Специально не вдаюсь в подробности этого процесса, кому интересно разберется сам, а большинству пользователей это и не нужно. Главное что нужно знать, это то, что для определения координат приемник должен видеть минимум 3 спутника, что бы иметь более-менее точные данные о высоте - 4 спутника. А вообще, чем больше спутников видит приемник, тем лучше. Точность определения координат зависит от многих факторов и принято считать, что в среднем она составляет 15 м. Многие приборы показывают, какая точность определения координат в данный момент. Высота всегда определяется с меньшей точностью, чем координаты. Если прибор не показывает точность определения координат, то ее косвенно можно определить по тому, как расположены спутники и каков уровень сигнала от них. Чем больше прибор видит спутников, чем выше уровень их приема, тем лучше точность. Имеет значение и расположение спутников относительно горизонта. Четыре спутника у линии горизонта, удалённые друг от друга на 90* дадут результат с минимальной погрешностью, соответственно, чем меньше удалены друг от друга спутники и чем ближе они к зениту, тем ниже точность. Для повышения чувствительности GPS приемника в автомобиле (помните о непроницаемой крыше?) используют внешние антенны, которые ставятся на крышу машины. Если же приемник без внешней антенны, то располагать его нужно как можно ближе к лобовому стеклу. Стекло, имеет наклон, и приемник видит спутники над собой. Точность и чувствительность GPS приемников зависит от микросхемы-приемника. Почти везде стоит одна и та же микросхема, поэтому чувствительность приемников примерно одинаковая. Правда, недавно появился новый чип Sirf III, который более чувствительный, чем предыдущий Sirf II. Sirf III умеет работать с отраженными сигналами, поэтому говорят, что он работает в автомобиле, даже будучи расположенным не у стекла. Сам не проверял, но то, что в комнате, даже у окна он работает так же плохо, как и Sirf II.

Варианты GPS:

1. GPS-навигаторы. Самодостаточный прибор. В нем и GPS приемник, и экран для показа данных, и кнопки для управления. Бывают автомобильные и портативные (для пешеходов, велосипедистов) навигаторы. В последнее время появилось большое количество универсальных устройств совмещающих функции GPS_навигатора, медиапроигрывателя, монитора для камеры заднего вида, диктофона и т.д.
2. GPS-приемники. Это только приемник. Он может соединяться (проводом или беспроводной связью) с универсальным компьютеров (ноутбук, КПК). На самом приемнике нет никаких органов управления, и он ничего не показывает. Беспроводной приемник может работать и с некоторыми сотовыми телефонами, но практической пользы от этого пока не много.
3. КПК или ноутбук (значительно реже) со встроенным GPS приемником. Тут все понятно, универсальный компьютер, в который разработчики уже вставили GPS приемник. Как правило, стоит дешевле, чем КПК без приемника плюс приемник отдельно.

Что может навигатор? Точки, маршруты, пути

Любой навигатор выдает следующую информацию:

1. Координаты
2. Высоту над уровнем моря
3. Текущее время
4. Направление на север
5. Время восхода и захода солнца
6. Скорость
7. Среднюю скорость
8. Максимальную скорость
9. Направление движения
10. Пройденное расстояние
11. Количество и расположение спутников, силу сигнала от каждого из них, точность определения координат.

Точки

Точка (waypoint -вэйпоинт).
Имеет имя, тип, координаты, высоту над уровнем моря (может отсутствовать).
Например, точка "Пост ГАИ по Красноярскому тракту":
Имя - DP5501
Тип точки - Police station - пост ГАИ
Координаты - 55 07,631N - 55 градусов, 7 и 631 тысячная минут северной широты 73 15.560E - 73 градуса, 15 и 560 тысячных восточной долготы
Высота над уровнем моря - 128м

Как можно создать точки?
Когда нужно запомнить то место, где ты сейчас находишься - нажимаешь кнопку создать точку. В разных навигационных системах это делается по-разному, но суть одна - создать точку. Запоминаются координаты, высота, присваивается какое-то имя - обычно номер по порядку, часто дата и время создания точки. Тип точки, ее описание и осмысленное имя должен добавить сам пользователь. Но сделать это можно дома, в спокойной обстановке. Главное не забыть что это за точка. Я для этого использую диктофон.
Вариант второй. Тебе передали координаты нужной точки (скажем по телефону или радио). Тогда создаешь точку в любом месте и изменяешь ей координаты, на те, что тебе передали.
Вариант третий. У тебя есть навигационная программа (скажем OziExplorer - ОзиЭксплорер или просто "озик") с картой. Ты планируешь маршрут, и ставишь на карте точки, в которые тебе нужно попасть. Потом подсоединяешь свой навигатор к компьютеру и записываешь точки в навигатор.

Зачем они нужны?
Любой навигатор показывает точки на экране и твое положение - это уже много. Можно выбрать точку и сказать "Иди на точку" (навигация на точку) - навигатор покажет направление и расстояние до точки, многие могут еще показать примерное время прибытия. В принципе этого уже достаточно, что б не заблудиться.

Маршруты

Маршруты (route - роут) - это план поездки, похода и пр. Маршрут состоит из точек. Как правило, маршрут создается на компьютере, потом сбрасывается в навигатор. Навигация по маршруту очень похожа на навигацию к точке. Навигатор показывает направление и расстояние до следующий точки маршрута. А по ее достижению автоматически переключается на навигацию на следующую точку и так до конца маршрута. Хороший навигатор при этом может рассчитать примерное время прохождения всего маршрута и постоянно пересчитывать его в зависимости от скорости. Но главное он может подсказать при приближении к очередной точке, куда ехать/идти дальше. При грамотно составленном маршруте, можно ехать по незнакомому маршруту и вообще не заглядывать в карту, везде, где нужно свернуть - навигатор подскажет куда поворачивать. Два года назад перед поездкой в Анапу, я составил маршрут, состоящий из 114 точек, и всю дорогу ехал по подсказкам навигатора, подъезжаю к перекрестку, а он мне говорит человеческим голосом - "направо" или "налево круто". Не езда, а сплошной кайф. И можно спросить у штурмана - Время прибытия? - 22:20, а время захода солнца - 20:45. Надо поднажать, что бы успеть засветло. Все бы хорошо, да на создание этого маршрута я потратил дня два. Но сейчас есть альтернатива - автоматический роутинг. Это когда ты указываешь навигатору только конечную точку, а он сам прокладывает маршрут и ведет тебя по нему. Не каждый навигатор и не для каждой карты это работает, но это есть. Подробнее поговорим позднее. Есть еще один недостаток у маршрута. Навигатор не знает, реальный путь между точками, поэтому он считает, что ехать нужно по прямой. Так и показывает, и направление и расстояние. Обычно ошибка по расстоянию процентов 20. При движении по трассе это не критично, чем ближе ты к точке, тем точнее определяется расстояние. Проблема, когда дорога плутает, скажем в лесу, тогда одной конечной точки мало, можно долго искать эту точку. Типичный пример - Данилово озеро. Вроде и от деревни недалеко, но бесконечные извилистые дорожки, идущие во всех направлениях… В такой ситуации помогает трек.

Пути

Путь (track - трэк) - это то же набор точек, только точек намного больше, чем в роуте. Точки трека не имеют имен и типов, По координатам и времени записи точек можно рассчитать скорость, направление движения, расстояние между точками. Трек записывает любой навигатор, если ты включил запись трека, некоторые пишут всегда. Как часто ставится точка в треке, зависит от навигатора и настроек. Некоторые пишут тупо, через каждую секунды, некоторые только при изменении направления (скажем на 5 градусов) или изменения скорости (скажем на 5 км/час). В среднем на каждые 4 часа движения записывается трек, состоящий из 2000 точек. Т.е. трек это точная запись движения. Не нужно вести никаких дневников, описаний и пр. По треку легко определить, где и когда ты был, с какой скоростью ехал, где останавливался и насколько. Соответственно, если просто загрузить чужой трек в навигатор, то на экране навигаторы ты увидишь линию, по которой нужно просто ехать. В принципе, есть навигаторы, которые из трэка позволяют сделать роут. Мораль - пишите треки и точки всегда и везде - пригодится, не вам, так другим.

 


При полном или частичном воспроизведении данного материала, ссылка на оригинал обязательна.

Copyright © e-geht 2009-2011

 

Оригинал материала находится здесь