GPS — начальные буквы названия глобальной системы определения координат — Global Positioning System.
Что это за система?
Это система, позволяющая с точностью не хуже 100 м определить местоположение объекта, т.е. определить его широту, долготу и высоту над уровнем моря, а также направление и скорость его движения. Кроме того, с помощью GPS можно определить время с точностью до 1 наносекунды.
Из чего состоит GPS?
GPS состоит из совокупности определенного количества искусственных спутников Земли (спутниковой системы NAVSTAR) и наземных станций слежения, объединенных в общую сеть. В качестве абонентского оборудования служат индивидуальные GPS-приемники, способные принимать сигналы со спутников и по принятой информации вычислять свое местоположение.
Что представляет собой спутниковая система NAVSTAR?
В состав спутниковой системы NAVSTAR входят 24 ИСЗ, находящихся на 6 различных круговых орбитах, которые расположены под углом 60 градусов друг к другу. Период обращения одного спутника — 12 часов. Вес каждого спутника около 787 кг, размер более 5 м, включая солнечные батареи. На борту каждого спутника установлены атомные часы, обеспечивающие точность 10-9 сек, вычислительно кодирующее устройство и передатчик мощностью 50 Вт, излучающий на частоте 1575.42 МГц.
Рождением NAVSTAR можно считать февраль 1978 года, когда на орбиту был выведен первый спутник системы. Средний срок службы одного спутника приблизительно 10 лет, поэтому в программу входит постоянное производство и выведение на орбиту новых спутников, на смену использовавшим свой ресурс. Стоимость постройки и запуска 24 спутников — 12 миллиардов долларов.
Какую информацию спутники передают на Землю?
Каждую миллисекунду спутники передают на Землю:
• свой статус (сообщение об исправности или неисправности);
• текущую дату;
• текущее время;
• данные альманаха;
• точное время отправки всей совокупности сообщений.
Что такое альманах?
Это информация о том, в каком месте небесной сферы должен находиться каждый спутник в любое момент времени в течение суток, т.е. орбитальные данные всех спутников.
Как происходит определение координат?
GPS-приемник на основании полученной со спутников информации определяет расстояние до каждого спутника, их взаимное расположение и вычисляет свои координаты по законам геометрии. При этом, для определения 2-х координат (широта и долгота) достаточно получить сигналы с трёх спутников, а для определения высоты над уровнем моря — с четырёх.
Как GPS-приемник определяет расстояние до спутников?
Поскольку скорость распространения радиосигналов постоянна и равна скорости света, расстояние до спутников определяется по задержке времени приема сообщения GPS-приемником относительно времени отправки сообщения с борта спутника. Конечно, для точного определения этой задержки часы на спутниках и часы в GPS-приемнике должны быть синхронны, что обеспечивается синхронизацией часов приемника по информации, содержащейся, как указывалось выше, в сигналах спутников.
Каковы источники погрешности при определении местоположения?
Основным источником было наличие, так называемого, режима «ограниченного доступа». В этом режиме в сигналы спутников Министерством обороны США априорно вводилась погрешность, позволяющая определять местоположение с точностью 30 — 100 м, хотя принципиально точность GPS-системы может достигать нескольких сантиметров. С 1 мая 2000 года режим «ограниченного доступа» был отключён.
Другими источниками погрешности являются неудачная геометрия взаимного расположения спутников, многолучевое распространение радиосигналов (влияние переотраженных радиоволн на приемник), ионосферные и атмосферные задержки сигналов и др.
Что представляет собой GPS-приемник?
Система GPS позволяет определить местоположение в любой точке на суше, на море и в околоземном пространстве. В зависимости от области применения, диапазон которой довольно широк, а также от стоимости, которая может колебаться от сотен до нескольких тысяч долларов, исполнение GPS-приемников также весьма разнообразно. В целом весь спектр моделей можно разделить на четыре большие группы:
Персональные GPS приемники индивидуального применения.
Эти модели отличаются малыми габаритами и широким набором сервисных функций: от базовых навигационных, включая возможность формирования и расчета маршрутов следования, до функции приема и передачи электронной почты.
Автомобильные GPS приемники, которые предназначены для установки в любом наземном транспортном средстве и имеют возможность подключения внешней приемо-передающей аппаратуры для автоматической передачи параметров движения на диспетчерские пункты.
Морские GPS приемники, оснащенные ультразвуковым эхолотом, а также дополнительными сменными картриджами с картографической и гидрографической информацией для конкретных береговых районов.
Авиационные GPS приемники, используемые для пилотирования летательных аппаратов, включая коммерческую авиацию.
Существуют ли другие системы определения местоположения?
Да. Отечественной военно-космической промышленностью создана альтернативная спутниковая система ГЛОНАСС. Однако, несмотря на более высокую точность определения местоположения, ее надежность и потребительские характеристики существенно ниже, чем у NAVSTAR, и на сегодняшний день широкого распространения эта система не получила.
1. Что представляют собой GPS-приемники, какие они бывают?
Это группа электронных приборов, которые объединяет только одно — наличие специального модуля для приема сигнала со спутников. По техническому же исполнению GPS-устройства могут быть очень разными. В зависимости от предназначения, GPS-навигаторы бывают автомобильные, морские, авиационные, портативные туристские, профессиональные геодезические.
Существуют и т. н. GPS-модули — устройства, содержащие только приемник, подключаемый к ноутбуку или КПК. Часто GPS модуль уже штатно на заводе встраивается в мультимедийную систему автомобиля. Также стоит упомянуть электронику со встроенным GPS-приемником: КПК, ноутбуки, сотовые телефоны, рации.
2. В чем заключаются особенности автомобильных GPS-навигаторов?
Одной из характерных функций автомобильных GPS является сопровождение голосовыми подсказками и автоматическое прокладывание маршрута с описанием вариантов и дорожной инфраструктуры.
Однако этот функционал в России пока недоступен — все это начинает действовать только на территории Европы и Скандинавии. Единственным исключением являются Москва и Подмосковье, где маршрутизация и подсказки работают. (Правда, по утверждению пользователей, в несколько недоработанном виде).
3. Почему в России автомобильная навигация функционирует не так полноценно, как в Европе?
Все дело — в электронных картах. Именно они дают возможность реализовать функции навигатора. Для России же такие карты пока не созданы. На отечественных картах автопутешественник может видеть только типы дорог и населенные пункты. Хотя, по разным сведениям, работы уже ведутся, и возможно, полнофункциональные российские карты скоро появятся.
4. Какова точность GPS-навигации?
Впрочем, для автомобильных путешествий такой масштаб карт и точность навигации вполне приемлемы, ведь на машине ездят за многие сотни километров.
5. Легальны ли GPS-навигаторы?
Любительские GPS-приемники у нас не запрещены. Изделия допущены к свободной продаже.
6. Не нужно ли регистрировать прибор, получать лицензию на пользование?
Нет. Любительским GPS-навигатором можно пользоваться без всяких допусков. Лицензия требуется только на высокоточное профессиональное GPS-оборудование. Впрочем, оно слишком дорогое, сложное в пользовании, довольно громоздкое и обычному человеку, в принципе, ни к чему.
7. Взимается ли абонентская плата за пользование GPS-навигацией?
Никакой платы нет. После покупки прибора все дальнейшее его использование абсолютно бесплатно.
8. Кто производит автомобильные GPS-навигаторы?
9. Сколько стоят такие GPS?
От $300 до 700. На цену навигатора влияет, прежде всего, его функциональность. Это объем памяти, от которого зависит количество загружаемых карт, мощность процессора, отвечающая за быстродействие и поддержку трехмерных карт, наличие сенсорного экрана, русификация меню, поддержка голосовых подсказок. Помимо этого, цена зависит от производителя: так, тайваньские навигаторы дешевле примерно на $50-100.
10. Где брать электронные карты для загрузки информации?
Практически всегда они продаются там же, где и сами навигаторы. Дополнительным источником приобретения может быть Интернет.
11. Поможет ли GPS-навигатор проехать от Петербурга до Владивостока?
Краткая и не точная предыстория.
В целом работает следующим образом:
Вокруг земли, с одной скоростью летает куча спутников, если точнее 24. Размещены они таким образом, что где бы Вы не находились, несколько из них находятся в небе над Вами. Искать спутники глазами – бесполезно т.к. они высоко (17 000 км) и маленькие (около 5 метров вместе с солнечными батареями). Для того, что бы определить Ваше положение на плоскости достаточно быть в зоне видимости 2-х спутников, но чем больше из них видя вас, тем лучше и точнее оно будет определено.
Люди, придумавшие GPS достойны всяческих похвал за саму идею, которая заключается в том, что спутник имеет внутренние, сверхточные часы и всегда знает, сколько времени там, где он пролетает. Устройство (Навигатор) получает сигнал от спутника, в котором сообщается его (спутника) время и местонахождения. Устройство сравнивает разницу во времени отправки сообщения и свое собственное время и понимает, насколько далеко оно от спутника. Два таких удаления и мы уже знаем точку на плоскости, а если три, то можно добавить и высоту или глубину. Прибор, попавший ко мне в руки, единовременно видел 5 спутников. Вот так.
Отрицательная сторона, или хотелось бы лучше.
Приборы GPS-навигации или что может оказаться в Ваших руках.
Если Вы водитель танка или бронемашины армии США, то ни чего я Вам не скажу. Пусть высшее командование инструктажи проводит. Ну, а если у вас есть гражданский автомобиль и надоело возить с собой штурмана с бумажной картой или атласом автомобильных дорог, или вы любите порыбачить с сетями и не можете запомнить, где их раскидали, или турист и не знаете как сюда попали и куда теперь идти. Лучший выход – GPS-навигатор.
Что может навигатор и что он из себя представляет?
Начнем с того, что навигаторы делятся на несколько типов, основные из которых:
Морские – Эти приборы отличаются наличием эхолота, а также сменными картриджами с информацией о рельефе подводного ландшафта, береговой линии и т.д. Очень напоминают автомобильные, с той разницей, что существенно превосходят по весу, надежности и стоимости.
Авиационные – Все тоже, что и раньше, только в наше время редкий летательный аппарат не
оснащен системой GPS-навигации. Ну и разумеется, другие ландшафтные карты с другими отмеченными точками и функциями + 100% высотомер.
Автомобильные устройства – выдающийся тип навигаторов, предназначенный для использования в любом наземном транспорте. Это устройство снабжается картами и знает где какая дорога. Благодаря этому, по желанию пользователя, может рассчитать маршрут от точки и до точки, при чем еще и выделить самый короткий или быстрый возможно прокладывание маршрута и через несколько точек. В качестве GPS-навигатора, в автомобиле, можно использовать так же и портативные навигаторы и встроенные в другое оборудование, к примеру, КПК или Ноутбук.
Портативные навигаторы – отличаются малыми габаритами и легким весом. Используются как водителями автомобилей, так и туристами и всеми, кто совершает походы или прогулки, проходит незнакомыми маршрутами. Стоят приемлемо и работают так же.
GPS — приемники – это устройства (модули или карты), которые не отображают информацию, а могут только принимать и передавать информацию на другое устройство будучи встроенными внутрь, или подключенными снаружи.
Конкретно. Коротко осмотрим несколько разных аппаратов
Примерно так же, как Digma BM110 только без проводов и блютуза работают CF и SDIO модули внешне похожие на Flash-карты соответствующих форматов. Они устанавливаются в КПК или коммуникаторы в те же разъемы, что карты памяти.
Загрузка...