закрыть

Регистрация

 

 



закрыть

Забыли пароль?

Введите ваш адрес электронной почты – мы вышлем вам новый

  


закрыть

Пожалуйста авторизуйтесь или пройдите короткую процедуру регистрации

 

Забыли пароль?

ГлавнаяПолезные советыАксессуары и гаджеты → Введение в GPS

Введение в GPS



ФОТО

11 января 2009 г.

Автор: Лимонадный Джо

 

 

Что такое GPS ?

GPS – это сокращение от названия « Global Positioning System », которое дословно можно перевести, как «глобальная система позиционирования». Система состоит из 32 орбитальных спутников, которые находятся на высоте около 20 тыс. километров, которые беспрерывно передают на Землю навигационные сигналы. Сигналы содержат «псевдослучайный код» ( PRN ), данные эфемерид и альманаха спутников. Навигационная аппаратура пользователя, принимает эти сигналы и декодируя переданную информацию, вычисляет координаты спутников и время распространения сигнала от спутника до текущего положения. Измерения по 4-спутникам, позволяют определить «свои» точные координаты и значение времени.

 

Сколько стоит использование GPS сигналов ?

Все пользователи используют навигационные GPS сигналы абсолютно бесплатно. Необходимо только приобрести и включить GPS навигатор. Более того, принцип работы навигационной аппаратуры основан на приеме сигналов со спутников. Соответственно, в отличие от радиостанций, навигаторы не являются передающими устройствами и не могут быть «запеленгованы». До некоторого времени правительство США вносило искажения в сигналы, принимаемые гражданскими пользователями, что ухудшало точность позиционирования до 100 метров. Но 1 мая 2000 года было принято решение об отключении этого режима, что позволило повысить точность до 5-10 метров. Это объясняется тем, что использование GPS устройств в различных сферах экономики США и других мировых государств, благотворно влияет на развитие этих отраслей и снижение издержек.

 

В моем телефоне есть поддержка GPRS. Могу ли я использовать его для навигации ?

Не надо путать технологии GPS и GPRS – это абсолютно разные термины. GPRS расшифровывается как «General Pocket Radio Service» и является сервисом пакетной радиопередачи данных. С помощью этого сервиса можно выходить с Интернет, посещать сайты, скачивать музыку, обмениваться данными, но он не предназначен для приема навигационных сигналов GPS. Есть совмещенные GPS/GPRS устройства, в которых GPRS может использоваться для передачи навигационных данных, полученных GPS приемником. Либо наоборот, GPS использует каналы GPRS для подключение к специальным WEB-сервисам и получения данных эфемерид, для более быстрого захвата спутников в условиях плохой «видимости».

 

Чем отличаются от GPS система Глонасс?

Спутниковые навигационные системы Глонасс является принципиальным аналогам системы GPS и предназначен для решения навигационных задач и ориентирования на местности.

Российская система «ГЛОНАСС» - Глобальная Навигационная Спутниковая Система долго время была засекречена и называлась «Ураган». Изначально она была предназначена для решения военных задач. Орбитальная группировка состояла из 24 спутников, которые были расположены на высоте более 19 тыс. километров. В отличие от GPS, в системе используется не кодовое, а частотное разделение каналов. Это несколько повышает помехоустойчивость системы, но делает сложнее проектирование и реализация радио-части приемников. В 90-х годах, система долгое время не поддерживалась и общее количество работающих спутников с 24-х  сократилось до 5-и. Последние два года, правительство Росси прикладывает все усилия для восстановления работоспособности Глонасс, ее коммерциализации и выхода на мирровый рынок.

 

Основы GPS навигации. Путевые точки, маршруты, треки.

 

Путевые точки ( waypoints )

Путевые точки служат для идентификации расположения различного рода мест, интересных для пользователя. Это могут быть и физические объекты, и адреса, и просто точки на карте. С помощью путевых точек, пользователь может отметить любимые места рыбалки, удобное место для стоянки, источники питьевой воды и т.п. При планировании путешествий, путевые точки выступают как ключевые отметки маршрута, связанные с изменением направления движения, местами ночевок и переправ, культурными и природными памятниками, которые необходимо посетить.

Современные приемники могут хранить до 500 и более путевых точек. Существует большое количество компьютерных программ, позволяющих скачивать точки из навигаторов и сохранять их диске. В Интернете имеются сайты, содержащих большое количество точек, отсортированных по категориям, доступных пользователю.

 

Более того, большинство навигаторов содержат встроенную базу «интересных» точек (POI – point of interest). Количество точек в базе может достигать несколько тысяч, существуют фирменные программы для их обновления, но они недоступны пользователю для редактирования. Хранятся они в отдельной памяти навигатора.

 

Ввод путевой точки в навигаторе может осуществляться несколькими способами:

 

 

1.       Вводом точных значений координат. В этом случае, пользователю необходимо знать не только точные координаты, но и название датума в котором эти координаты представлены. Несовпадение датумов может привести к отклонению истинных значений координат точки от введенных на большое расстояние, от нескольких сотен метров до нескольких километров. При необходимости требуется выполнить приведение значений датумов в навигаторе и вводимой точки к единому значению.

 

2.       Ввод относительно известной точки. Если точные координаты точки неизвестны, но известно ее направление и расстояние относительно некой опорной точки, то может использовать данный метод. При этом опорная точка должна быть сохранена в навигаторе ранее.

 

3.       Ввод точки на карте. Метод применим в приемниках с картографической поддержкой. С помощью курсора на экране карты выбирается место планируемой точки и осуществляется ввод. Точность метода зависит о точности позиционирования курсора, точности привязки используемой карты и масштаба отображения карты.

 

4.       Ввод текущего местоположения. Путевая точка сохраняется с координатами текущего местоположения навигатора. Учитывая, что определение позиции происходит с некоторой ошибкой, величина которой может достигать нескольких метров, координаты точки будут не точны. Для повышения точности координаты точки, используется специальный режим усреднения, которые вычисляет среднее значение координат за определенный интервал наблюдения. Интервал устанавливается пользователем и может достигать нескольких минут. Все это время пользователь должен находиться в одной точке.

 

5.       Загрузка из компьютера. Наиболее удобный и популярный среди пользователей способ загрузки точек при планировании поездок. В качестве источников, могут использоваться библиотеки точек в Интернете, обмен с другими пользователями, либо ранее сохраненные на компьютере точки с прошлых поездок. Для создания новых точек используются популярные программы типа Ozi Explorer с удобным интерфейсом и большим набором разнообразных полезны функций.

 

 

Каждая путевая точка в момент создания автоматически получает имя. В большинстве случаев это обычный трехзначный номер, последовательно увеличивающийся при создании очередной точки (001- 999). Пользователь может изменить это поле, дав точке более понятное и удобное для дальнейшего использования имя. В зависимости от модели навигатора, это поле может содержать от 6 до 10 символов. Для более полного описания точки, существует отдельное поле, в которое можно ввести от 50 символов.

 

Но все-таки, наиболее важная роль при описании свойства путевой точки, отводится символу, с помощью которой она отображается на карте. Навигаторы содержат большие библиотеки символов, с помощью которых можно наиболее точно охарактеризовать точку. Существуют символы с изображением домов, машин, яхт, коробок, заправок, черепов, тайников и т.п. Современные модели приемников позволяют обновлять и редактировать эти библиотеки.

 

Стоит отметить, что большинство моделей автомобильных навигаторов не поддерживают функцию «путевые точки» в вышеописанном виде. Учитывая что весь принцип действия таких навигаторов основан на использовании информации дорожной сети, то все создаваемые путевые точки являются объектами этой сети. Можно ввести точку привязанную к дому, адресу, развязке, но нельзя создать точку «в чистом поле». Это особенность необходимо учесть, если выбирать навигатор для «активного» туризма.

 

Маршруты

Маршруты являются  последовательными наборами путевых точек, характеризующих «ключевые» участки пути. Обычно, в современных приемника, максимальное количество точек в маршруте не превышает 50-и, а общее количество маршрутов – 20. Есть приемники, которые поддерживают только 1 маршрут. В качестве точек маршрута, могут выступать также точки POI.

 

Сопровождение по маршруту аналогично функции «goto», использующейся при работе с обычными путевыми точками. Только в этом случае, навигационный приемник сам, автоматически, переключает навигацию к очередной точке маршрута при достижении предыдущей. Фактически, ничто не мешает пользователю отказаться маршрутных функций, сразу определить конечную точку и двигаться к ней в соответствии со стрелкой навигатора. Это удобно, если на пути нет никаких препятствий и можно сохранять прямолинейность движения до точки. В этом случае, такие информационные параметры, как «время прибытия», «расстояние до точки» и т.п. будут соответствовать действительности. Но такая ситуация возможно только при движении по воздуху или перемещениях пешком. Ито, в самых идеальных условиях.

 

На самом деле, реальная навигация намного сложнее. Пользователь, имея информацию о конечной точке, самостоятельно выбирает путь. Если движение происходит на автомобиле, то в учет берутся дорожная сеть, правила движения, знаки, разметка и возможные затруднения, связанные с авариями, пробками и дорожными работами. Поэтому двигаться по стрелки, четко указывающей на стену ближайшего здания просто невозможно. И вся статистическая информация об оставшемся пути до точки, тоже будет неверной.

 

Маршрут, который состоит из набора участков пути между путевыми точками, предоставляет более достоверную информацию. Точность маршрута во многом определяется количеством путевых точек из которых он создан. Имеется несколько способов создания маршрутов.

 

1.       Автоматическая генерация. Наиболее удобный и эффективный способ, реализованный в  большинстве современных моделей навигаторов. Достаточно определить конечную точку, и навигатор самостоятельно просчитает маршрут с учетом дорожных знаков, разметки и правил движения. Для использования этого способа недостаточно использовать навигатор поддерживающий функцию автороутинга, необходимы также карты, которые содержат всю необходимую дорожную информацию. Пользователь сам может выбрать предпочтительный для генерации тип маршрута – кратчайший, экономичный, либо самый быстрый.

 

 

2.       Использование сохраненного трека. Простой способ, в котором для генерации маршрута используется ранее записанный и сохраненный в приемнике трек. Чтобы воспользоваться этим способом, необходимо предварительно проехать нужный путь, и затем конвертировать трек в маршрут с помощью функции возврата - «trackback».

 

 

3.       Ручной ввод точек маршрута на карте. Добавление точек в маршрут осуществляется простым выбором  места на карта. При выборе очередного места, автоматически создается путевая точка и добавляется в маршрут. В качестве названия точки используется уникальный идентификационный номер, который в последующем можно изменить, присвоив более подходящее и понятное имя.

 

 

4.       Последовательность путевых точек. При создании маршрута используются созданные ранее путевые точки. Выбор может осуществляться либо из общего списка точек, либо с помощью страницы с изображением карты. Пользователь может изменять последовательность точек в маршруте, либо добавлять/удалять их в списке.

 

 

5.       Загрузка из компьютера. Учитывая, что маршрут фактически является последовательной совокупностью путевый точек, то его также можно сохранить на компьютере. Но стоит учесть, что маршрут сохраняется вместе с используемым набором путевых точек.

 

Движение по маршруту осуществляется выбором нужного маршрута из списка, его инвертированием (при необходимости) и активизацией. После этого, вся навигационная информация отображаемая на экране, будет относится к начальной точке маршрута. Когда точка будет достигнута, навигатор автоматически «переключится» на следующую точку из списка маршрута.

 

Настройки приемников, позволяют пользователю устанавливать «предупреждающие» сигналы связанные с приближением к очередной точке маршрута. Это могут быть звуковые или голосовые сообщения которые выдает приемник за некоторое расстояние или за некоторое оценочное время, оставшееся до точки. Время оценивается с учетом текущей средней скорости. В современных навигаторах, с автоматической прокладкой маршрутов, масштаб карты может автоматически увеличиться, чтобы отразить все особенности дорожного движения и облегчить маневры водителю. После того, как точка будет пройдена, масштаб карты восстанавливается. 

 

Треки

Треки являются последовательностью точек, полностью отражающей пройденный путь. При этом не стоит путать точки трека и путевые точки. Это разные объекты, имеющие разное предназначение и разные атрибуты. Точки трека содержат информацию о текущих координатах и времени. Некоторые модели также включают в описание точки значение высоты. Скорость подсчитывается по данными координат соседних точек и разницы во времени записи. Записанные треки могут быть сохранены на компьютере и точно отобразить пройденный путь, либо с помощью функции «trackback» помочь пользователю вернуться в начало своего пути, почти что «след в след».

 

Чем больше точек может быть сохранено в треке, тем точнее будет представлен пройденный путь. Современные приемники содержат до 5000 точек в треке. Трек может быть сохранен, но при этом его детализация существенно ухудшается. Мало того, что для сохраненный трек не может содержать более 256 точек, атрибуты точек содержат только информацию о координатах. Время и высота не сохраняются.

 

Треки являются непрерывной последовательность точек пути. И если приемник был на некоторое время выключен и затем включен в абсолютно другом месте, то трек «честно» соединит две соседние точки в единый путь, даже если расстояние между ними составляет сотни километров. Это является особенностью записи треков, и если пользователь планирует использовать в последующем данные треков, то их надо вовремя преобразовывать в «сохраненные» треки.

 

В простых моделях навигаторов, запись треков осуществляется автоматически и не доступна для конфигурации пользователю. Трек пишется всегда. При заполнении памяти, «новые» данные циклически записываются поверх «старых». Более современные и функциональные модели предоставляют пользователю несколько режимов записи:

 

  • OFF – данные трека не пишутся. Этот режим автоматически включается, когда в приемник загружается трек из компьютера.
  • WRAP – постоянная запись трека. При заполнении памяти «новые» данные затирают «старые»
  • FILL – остановка записи при заполнении памяти. Когда в памяти не осталось свободного места, на экране отображается соответствующее предупреждающее сообщение.

 

Дополнительно, в некоторых моделях пользователи имеют также возможность управлять частотой записи трека.

 

 

  • Автоматический. Интеллектуальный режим, в котором запись соседних точек осуществляется только в случае изменении прямолинейного движения на участке более 25 метров (для некоторых моделей 50 м), либо при значительном изменении скорости. Такой режим позволяет более оптимально использовать память, выделенную для треков, но не позволяет точно оценить на сколько времени ее хватит. В зависимости от характера движения 1000 точек может описывать путь от 40 до 400 км.
  • По расстоянию. Точки трека записываются каждые N метров пути.
  • По времени. Запись осуществляется с установленным временным шагом. В этом режиме можно точно рассчитать время на которое хватит памяти, то точность представления пути в этом случае может значительно пострадать.

 

В любом случае, на экране навигатора отображается индикатор памяти трека, процентное заполнение которого соответствует размеру оставшейся свободной памяти.

 

Если планируется в дальнейшем использовать записанный трек, то рекомендуется вначале полностью освободить память от предыдущих записей, установить режим, который наиболее соответствует характеру маршрута и стилю вождения, и по прибытию в конечную точку пути, сохранить данные на компьютер.

 

(с) GPSportal