Когда не видно на небе звезд

Кому не приходилось хоть однажды в жизни восклицать: «Батюшки, и куда же меня занесло!» А как хотелось быстро найти обратную дорогу с полной корзиной грибов. Хотя продвинутые люди и раньше знали, как определить координаты своего места, и приемники покупали. Для этого существуют специальные приборы – GPS приемники. Что такое навигационная система GPS ( Global Positioning System ), сегодня знают очень многие. Но мало кому известно, для чего она может пригодиться обычному человеку.

Чтобы не стать Сусаниным


И правда, зачем в городе или даже в деревне определять свои координаты? Тем не менее есть люди, которые платят по несколько сотен долларов, чтобы пользоваться GPS -приемниками. Прежде всего такой прибор может понадобиться тем, кто ведет активный образ жизни и часто бывает за городом, – рыбакам, охотникам, грибникам и просто любителям природы. С помощью GPS вы сможете не только определить свои координаты, но и запомнить их, для того чтобы вернуться назад через некоторое время (например, если вы нашли клад, грибное место или решили пометить опасную яму). Есть GPS -приемники, в которые можно записывать карты. Таким образом, вы получаете возможность наглядно представить себе свой маршрут. Именно такие навигационные системы применяются в машинах представительского класса. Они существенно облегчают передвижение по незнакомому городу – была бы в приемнике карта.

Эти карты существуют практически для всей территории США, Канады и Европы. Такая карта Латвии появилась в прошлом году, кроме того, существуют модели GPS -приемников, позволяющие ввести карту вручную с компьютера. Практически все модели GPS -приемников совместимы с ПК, а это дает возможность сохранять в компьютере свои данные во всех подробностях – и маршруты, и отдельные координаты. В дальнейшем можно снова загрузить эти координаты в приемник и использовать его для того, чтобы повторить маршрут или найти точку на местности.

А теперь представьте, как удобно использовать GPS -приемник в Европе. Допустим, вы путешествуете на машине и совершенно не знаете местных дорог. Но, используя карту данного района, которая, как правило, имеется даже на сайте производителя GPS -приемника, вы спокойно ориентируетесь на местности. На дисплее навигационного устройства или компьютера отображается маршрут вашего движения. А если ввести точку назначения, вам останется только следовать указаниям GPS -приемника – машина будет изображена в виде точки, ползущей по карте, а нужный поворот обозначен стрелкой. И если даже вы ненароком его пропустите, ничего страшного – программа предложит другой маршрут. Правда, здорово?

Ну и как оно работает?


Принцип работы системы заключается в определении расстояния до спутника по времени задержки сигнала, поступающего с него. Спутник передает приемнику свои координаты, время, когда был послан сигнал, и так называемый альманах – сборник сведений об орбитах всех спутников, которые используются приемником для их обнаружения. Основным требованием, таким образом, становится точность хода часов на борту спутника и у приемника. Расхождение в одну сотую секунды приводит к ошибке в определении координат в 3000 км. Поэтому на спутниках применяются атомные часы, точность которых считается эталонной. Но в приемники установить такие часы из-за их размера и дороговизны невозможно.

Выход был найден в использовании дополнительных данных: точное измерение координат становится возможным при приеме соответствующей информации как минимум с трех спутников. Однако реально из-за кривизны поверхности Земли, неоднородности атмосферы и, как следствие, разной скорости распространения сигнала со спутника, а также множества других факторов для точного определения координат применяются данные измерений большего количества спутников, например, шести-восьми. Большинство современных GPS -приемников могут одновременно принимать и обрабатывать сигналы с 12 спутников. При этом точность определения местоположения составляет 3 5 м, высота определяется с погрешностью до 10 м.

Раньше GPS в США позволяла определять координаты на поверхности как раз с точностью до нескольких метров. Но в гражданский вариант системы по требованию американского министерства обороны была введена искусственная погрешность 30- 100 м (шла «холодная война»). Это было сделано следующим способом. Гражданские приемники использовали для получения координат те же спутники, что и военные, но другую частоту. Каждый спутник передавал информацию на трех частотах – двух военных и одной гражданской. И вот для данных, передаваемых на гражданской частоте, был предусмотрен специальный коэффициент, приводивший к ошибке в определении координат на местности. Объяснялось это необходимостью не допустить использование системы GPS потенциальным противником или противоправными элементами.

Гражданский режим GPS, обеспечивавший меньшую точность измерений, именовался режимом селективного доступа. Но рынок гражданской навигации развивался такими бурными темпами, что погрешность 100 м перестала удовлетворять потребителей этой услуги. Ведь в городе это может привести к тому, что вы, ориентируясь по прибору, свернете на другую улицу. С другой стороны, резко увеличилось число компаний, выпускающих GPS -приемники.

На сегодняшний день существует более 1000 моделей от различных производителей. Это и портативные приемники, и стационарные – для установки в автомобилях, катерах и самолетах.

В общем, рынок GP -оборудования и услуг созрел для небольшой революции, и 1 мая 2000 года она произошла. В этот день президент США Билл Клинтон отменил режим селективного доступа для гражданских GPS -приемников, и теперь точность определения координат для них составляет несколько метров. В настоящее время GPS функционирует благодаря 28 спутникам, которые равномерно распределены по орбитам с высотой 20 350 км (для покрытия территории земного шара требуется только 24 спутника, оставшиеся четыре – запасные). Они вращаются по шести орбитам, при этом в любой точке Земли гарантирован прием сигналов нескольких спутников в любое время суток.

Работа всей системы спланирована вплоть до 2006 года, и до этого времени предусмотрено финансирование запуска новых спутников взамен вышедших из строя.

Главные преимущества системы GPS перед наземными системами навигации – практически полная независимость от метеорологических условий, а также возможность получения вектора скорости движущегося объекта помимо определения координат точки. Наконец и в Латвии можно не бояться уходить в глухой лес.

Как найти в лесу мост


Раньше в Риге в продаже можно было найти только продукцию компании Garmin, поэтому речь пойдет лишь о ее моделях. Теперь и другие производители пришли на наш рынок. По своим функциональным характеристикам индивидуальные GPS -приемники отличаются друг от друга. Но при этом у них есть ряд общих черт, в частности – набор базовых функций. Большинство современных приемников 12-канальные, то есть одновременно могут принимать сигналы с 12 спутников. В памяти всех GPS -навигаторов записывается пройденный маршрут, благодаря чему вы без труда вернетесь обратно.

Существует и возможность запоминания отдельных точек на поверхности. Более продвинутые системы позволяют работать с картами, которые заносятся в память GPS -приемника и отображаются в дальнейшем на его экране. Простые приемники тоже могут работать с картами – данные с них могут быть использованы программным обеспечением, установленным на ноутбук или ПК.

Самым простым и доступным GPS -приемником является Garmin eTrex . Стоит eTrex от 150 латов и предназначен для горного и водного туризма, а также для пеших прогулок. Приемник имеет небольшой вес (150 г) и относительно небольшие размеры (112х51х31 мм). В качестве питания используются две батареи АА, которых хватает на 17 часов работы, а в режиме энергосбережения – до 20 часов. В качестве альтернативы могут быть применены литиевые аккумуляторы.

Ярко-желтый корпус eTrex выполнен из ударопрочной пластмассы и резины. Он не пропускает воду и способен выдержать нахождение на глубине 1 м в течение 30 минут. У eTrex нет разъема для подключения внешней антенны. Поскольку приемник рассчитан на начинающих пользователей, то имеет простой пользовательский интерфейс, использующий пиктограммы. В нем нет некоторых функций, которые имеются в похожем приемнике GPS 12.

Так, в eTrex нет возможности панорамирования, то есть показывается только тот участок карты, в центре которого находится точка вашего текущего местоположения. Отсутствуют и возможности расчета направления и расстояния между двумя произвольными точками (у GPS 12 – режим Dist and sun ). Кроме того, eTrex может запомнить только один маршрут, в то время как GPS 12 – до 20. Зато в eTrex список путевых точек представляет собой алфавитные закладки по четыре буквы (в GPS 12 это менее удобный сплошной алфавитный список). Экран еТгех также более удобен за счет того, что имеет четыре оттенка серого, что повышает его читаемость. GPS 12 стоит уже более 200 латов, как уже видно из сравнения с eTrex, он чуть более функционален. Обе модели имеют разъем для подключения внешнего питания, а также для обмена данными с компьютером. Весит GPS 12 уже 269 г. Существует ряд более сложных моделей, но это для «гурманов». Для обычных путешественников достаточно той информации, которой мы поделились с вами. Так что смело шагайте в леса и поля, мы вас подождем!