В известной сказке братьев Гримм брат и сестра Гензель и Гретель, дабы найти дорогу домой применяли простейший, но не совсем удачный способ навигации на местности: отмечали пройденный путь метками из хлебных крошек. Итог всем известен.
Сегодня, применяя GPS-навигатор, вы можете отправиться в незнакомое место с полной уверенностью, что вне зависимости от пройденного пути вы всегда найдете обратную дорогу. Например, вы решили отпраздновать с друзьями Новый год в лесной сторожке, и обладаете только картой местности, или спутанными разъяснениями, как туда добраться. В такой ситуации GPS навигатор позволит вам и добраться до места, и найти дорогу домой, и окажет помощь в других ситуациях, связанных с ориентированием на местности. В общем, взяв с собой GPS-навигатор даже в самый глухой лес, пробродив там изрядное количество времени и пройдя замысловатый маршрут, вы будете уверены, что обязательно вернетесь домой. Навигатору все равно, в какой сложно-пересеченной местности вы находитесь. Так что, перед тем как отправиться в путь, не забудьте положить в карман этот полезный прибор.
И как это работает?
Вначале мы определимся с самим понятием GPS. Global Positioning System, или система глобального позиционирования, если по-русски. Идея создания и реализации этой системы принадлежит Министерству обороны США. Первые разработки проводились еще в начале 70-х, однако уже с середины 90-х годов прошлого века GPS получила широкое распространение и стала использоваться в гражданских целях. Для чего это нужно? Ответ в названии – для определения точных координат в любой момент времени. Помимо этого, система с большой точностью отслеживает скорость передвижения и направление.
На данный момент существуют и развиваются три системы глобальной спутниковой навигации:
американская система NAVSTAR, основоположник спутниковой навигации, является собственно GPS-системой и в основном используется потребителями;
российская разработка ГЛОНАСС (ГЛОбальная Навигационная Спутниковая Система);
европейская система Galileo.
Нас интересует именно система NAVSTAR, остальные опишем вкратце. Система GPS представляет собой группировку спутников, постоянно связанных с наземными станциями наблюдения, которые объединяют спутники в одно целое. В настоящий момент в работе находится 31 спутник, которые равномерно распределены по орбитам с высотой от 20350 км. Впрочем, для нормальной работы вполне достаточно 24 спутников.
Для того, чтобы узнать свое месторасположение на плоскости, GPS-приемник должен принимать данные с трех спутников, а для определения высоты над уровнем моря – с четырех. Именно на их сигналы, на частоте 1,5752 ГГц и ориентируется прибор. Координаты определяются довольно просто – используются фундаментальные законы физики: так как скорость распространения электромагнитных волн постоянна, а сигналы со спутников синхронизированы, то, зная расстояние до каждого из них в нужный момент, методом триангуляции (набора некоторых математических действий, которые проводятся внутри прибора) вычисляются координаты любого объекта. Точную синхронизацию сигналов обеспечивают 19 базовых наземных станций в различных частях мира. Во главе всего этого конгломерата созвездий спутников и базовых наземных станций стоит Главная управляющая станция GPS, которая находится на базе ВВС Шривер, шт. Колорадо, США. С нее осуществляется управление GPS в мировом масштабе.
Программа Galileo осуществляется в три этапа и планируется к широкомасштабному запуску в 2008 году. Сейчас завершается второй – начало развертывания спутников на орбите. Уже выведено четыре спутника, а всего в систему войдет 30 космических аппаратов. Отрадно то, что она предназначена только для гражданского использования и основана на той же технологии, что и GPS, но с более высокой точностью позиционирования. Поэтому для работы с ней можно будет применять те же приемники, что и для GPS.
В России функционирует альтернативная спутниковая система ГЛОНАСС. Принцип работы системы тот же, что и у NAVSTAR, но потенциальная точность системы ГЛОНАСС выше, так как она использует сигналы от четырех спутников, однако стабильностью пока не обладает.
Как пользоваться
Основные изготовители GPS-приемников - компании Garmin, Magellan, Eagle, Lowrance, Delorme, Trimble - американские, хотя выпускают их и другие фирмы. За последний год в перспективной области GPS «отметились« такие известные имена, как Sony, Nokia, Samsung...
Даже простейший приемник способен определять координаты, показывать направление и расстояние по прямой до выбранной точки, очень точно вычислять скорость движения (ошибка порядка 0,2%) и рассчитывать время заката и восхода в данной местности. Более продвинутые модели демонстрируют на экране не только точки, но и весьма подробные карты местности, умеют самостоятельно прокладывать маршрут по дорогам, вычислять расстояния, время прибытия, потребное количество топлива и даже посоветуют, в какой гостинице остановиться, какие достопримечательности посмотреть.
Рассмотрим несколько вариантов ориентирования при помощи GPS.
Можно определить расстояние и направление до нужного места. Для этого создаем на GPS точку отправления, затем, измерив расстояние и азимут по карте, отмечаем точку прибытия и включаем функцию движения к заданной точке (Goto). И просто идем, наслаждаясь чудесными видами зимнего леса, а GPS всегда будет указывать направление до нужного нам места.
Можно уточнить свое местоположение в конкретный момент времени. Для этого с помощью GPS определяем свои текущие координаты, создаем точку и с помощью той же функции Goto отмечаем путь от неё к месту прибытия. Прибор покажет расстояние и направление. Теперь по карте очень легко определить свое местонахождение, пользуясь данными прибора.
Вам необходимо вернуться к определенной точке своего пути, или пройти назад по такому же маршруту. Здесь поможет запись маршрута (track), который вы прошли. Допустим, вы решили прогуляться по окрестному лесу, абсолютно в нем не ориентируясь. Вернуться назад вам поможет GPS, достаточно включить запись пройденного маршрута, и затем, пользуясь прибором, вы без труда вернетесь назад, какие бы хитрые зигзаги не совершали. Также вы можете отметить в навигаторе координаты понравившихся вам мест, чтобы потом показать друзьям.
Если в навигаторе есть карта данной местности, она поможет вам соотносить координаты на карте с показаниями навигатора. Сегодня в Интернете масса уже готовых карт для GPS, а если нет, вы можете самостоятельно её подготовить, но об этом позже. Даже если вам попалась карта без координатной сетки, её легко можно навести самостоятельно. И в пути достаточно время от времени отмечать точками свой маршрут. Карта до максимума упрощает определение своих координат, достаточно снять показания прибора и посмотреть где эта точка располагается на карте.
Будет полезным, перед тем как отправляться в путь, внести в навигатор известные вам точки (ориентиры). Для этого понадобиться OziExplorer и подготовленная карта района. На электронной карте отмечаются ваши ориентиры, им дается название и вся эта информация вносится в прибор.
Если ваш навигатор поддерживает загрузку электронных карт, то при наличии такой карты вы будете видеть на экране не только стрелочку с нужным направлением движения, но и окружающие вас объекты и ориентиры. Вы можете заранее проложить маршрут до нужного вам места в лесу, и потом просто следовать ему. Например, в нашем случае, вы едите по шоссе, и боитесь промахнуться с поворотом на нужную вам дорогу, ведущую в лес. Карта на экране вовремя покажет нужный поворот.
Чем пользоваться?
Какие же бывают эти хитрые чудо-приборы? Мы остановимся на общей классификации. Чем пользоваться – в основном определяется целями применения GPS.
В основном навигаторы подразделяются на:
портативные – выпускаются фирмами Garmin, Magellan, Lowrance и другими. Представляют собой самодостаточные, автономные небольшие приборы, не требующие взаимодействия с КПК или ПК. Такие навигаторы будут работать в любой точке мира, хоть в Исландии, хоть в Буркина-Фасо. Используются в основном для путешествий, при охоте за грибами и более подвижной живностью, многие приспособлены для работы в экстремальных условиях, есть непотопляемые, которые оценят рыболовы. В городских условиях они могут служить эффективной заменой обычной карте.
Также к портативным можно отнести GPS навигаторы на основе КПК со встроенным или внешним (bluetooth, например) GPS-приемником. Они, как правило, намного доступней и функциональней специальных навигаторов, но меньше защищены от капризов природы и имеют значительно меньший ресурс работы от аккумуляторов, зато имеют большой контрастный экран и их функциональность ограничена лишь возможностями конкретной программы. Использование GPS-приемников в связке с КПК кажется нам самым удобным из всех имеющихся способов, так как стоимость портативных, способных работать самостоятельно приборов, возможно окажется неприятной цифрой. Сегодня вполне приличные навигаторы на основе КПК можно приобрести менее чем за 200 у.е. Ну а верхнего предела нет, или почти нет.
автомобильные. Самые востребованные нынче GPS-навигаторы. Согласитесь, что очень удобно при перемещении из г.Нижние Пытьковки в г.Оченьверхние Пытьковки не искать судорожно маршрут в большом Атласе автодорог России, а просто следовать проложенному на мониторчике прибора маршруту. Для крупных городов актуально дублирование движения мягким женским голосом, с указанием приближающихся поворотов и прочих важных точек.
Из автомобильных навигаторов выделяются встроенные – устанавливаются в машину в процессе производства на заводе-изготовителе, которые весьма удобны в использовании и работают с картами компаний TeleAtlas и NAVTEQ (очень крупные производители векторных карта для GPS-навигаторов). Встраиваемые навигационные системы устанавливаются в любое удобное место в автомобиле и подключаются к любому монитору. Также существуют автомобильные навигаторы в одном корпусе, выпускаемые фирмами Garmin, Magellan и другими. Очень просты в установке, достаточно установить навигатор на приборной панели и подключить к бортовой сети. Оснащаются большим контрастным экраном, эргономичны и удобны. Для таких навигаторов существует большое количество карт, в том числе по территории России. К автомобильным навигаторам можно отнести карманные компьютеры и коммуникаторы, оснащенные GPS-приемником. Тем более что большинство программ для навигации на КПК предназначены именно для навигации за рулем автомобиля.
Сегодня создано уже огромное количество карт, в том числе и России. Существует множество вариантов как векторных, так и растровых карт для КПК. Векторные карты выпускаются в виде готовой программы, с набором карт для нее.
Наиболее распостраненные программы с картами США и Европы: TomTom Navigator, Microsoft Pocket Streets, Navigon; с картами России PocketGPS Pro Moscow, ПалмГис, Гис Русса. Особенно стоит отметить популярную, простую и удобную в использовании программу OziExplorer. Она работает с растровыми картами, и выделяется простотой и возможностью работать с любыми картами. Можно самостоятельно отсканировать карту каких-нибудь Хрумковичей, откалибровать и пользоваться. Она позволяет прокладывать маршруты (вручную) и сопровождает по ним, голосом сообщает о поворотах, приближении к отмеченным путевым точкам, записывает треки (пройденный путь), отображает текущую скорость, высоту, расстояние до пункта назначения или промежуточной точки на маршруте и многое другое. В интернете существует большое количество уже привязанных карт Российских регионов для нее.
Главное преимущество векторных карт перед растровыми - возможность автоматической прокладки маршрута. Программе стоит указать лишь пункт отправления и назначения, и она автоматически проложит наиболее оптимальный маршрут. Растровые карты не что иное, как обычные отсканированные бумажные карты. Однако они имеют одно большое преимущество - возможность использования любой бумажной карты, достаточно ее отсканировать и откалибровать (привязать), то есть указать программе координаты как минимум двух точек на карте (чем больше точек привязки и чем ближе они к краям карты, тем точнее карта привязывается и отображает Ваше местоположение) и можно отправляться в путь.
Подводя итог...
Сегодня GPS-навигаторы могут очень много. Кроме простого ориентирования на местности, определения маршрута пути в незнакомом месте, запоминания пройденного пути и помощь в нахождении обратной дороги, навигаторы очень помогают в повседневной жизни автомобилистов. Они позволяют:
Проложить маршрут. Если вы пользуетесь постоянно одной дорогой (например на работу), вы можете сохранить маршрут в памяти.
Отображать параметры движения автомобиля. На экране навигатора постоянно отображаются скорость автомобиля, расстояние до конечной точки, ориентировочное время прибытия, название улицы и номера домов, мимо которых вы проезжаете.
Находить известные объекты. Под этим термином скрываются практически все социально значимые объекты города: больницы, гостиницы, кинотеатры, магазины, АЗС и СТО. В существующих сегодня GPS-картах Москвы около 20 тысяч известных объектов.
Подсказывать, где и когда повернуть. GPS-сопровождение - позволяет вам задавать расстояние, на котором электронный штурман предупредит вас о необходимости сменить полосу или повернуть.
Распознавать автомобильные пробки. Автоматически прокладывается маршрут не по самому короткому пути, а учитывая обстановку на дороге: пробки, проезды с односторонним движением, ремонт дороги. В идеале эта информация посредством мобильного телефона с GPRS должна попадать в навигатор постоянно. Однако подключение к этой услуге стоит денег. Экономный автолюбитель может внести в память своего компьютера известные ему «трудности» и в дальнейшем при прокладке маршрутов КПК-навигатор будет их учитывать.
Никаких проблем с законодательством сейчас нет, использование системы GPS совершенно бесплатно. Единственное, за что придется заплатить – GPS-приемник. Никаких дальнейших капиталовложений не требуется.
Так что, отправляясь с друзьями на праздники в совершенно незнакомую местность, единственное, о чем вам придется беспокоиться - это как наиболее удачно, весело и беззаботно отпраздновать новый год и насладиться замечательным зимним лесом. GPS-навигатор поможет вам найти дорогу к месту праздника, а в случае, если вы захотите совершить длительную прогулку по лесу, прибор поможет вам не заблудиться и вовремя вернуться к праздничному столу.
