06.08.2008

Введение
Среди пользователей КПК со встроенными или внешними GPS приемникоми большую популярность завоевали программы, предназначенные для автомобильной навигации. Эти программы поддерживают автоматическую прокладку маршрута, адресный поиск, базы данных POI и много других полезных для автомобилистов функций.  Ранее, мы уже публиковали обзоры с описанием продуктов iGO, Навител иАвтоспутник, где подробно рассказали о пользовательском интерфейсе, основных функциях, преимуществах и недостатках этих программ. В этой статье, на примере «BeeLine GPS», мы хотели бы затронуть другую категорию навигационных программ, которые не менее популярны среди пользователей и зачастую бывают очень полезны. Эти программы не содержат карты и не поддерживают функции адресного поиски и автопрокладки маршрута, их «сила» в другом. Они позволяют управлять большими базами пользовательских точек, представлять различные навигационные измерения в виде графиков, вычислять большое количество путевых параметров, сохранять NMEA сообщения  и т.п.

Программный интерфейс
В момент запуска программы, появляется информационное сообщение предупреждающее о том, что программа «BeeLine GPS» и не рекомендована к использованию во время движения и не предназначена для автомобильной навигации. Разработчики программы напоминают, что невнимательность на дороге может привести к аварии и серьезным травмам.

После того, как все формальности соблюдены и пользователь согласился с этим сообщением, загружается главная окно. Переключение между страницами главного окна осуществляется с помощью закладок, расположенных в верхней части экрана, а также с помощью кнопок джойстика «вправо»-«влево». Экранные закладки можно отключить, чтобы отвести больше места для вывода информации. На первой закладке «Sat/Nav» отображается информация о спутниках и навигационные данные. Информация о спутниках представлена графическим представлением уровней принимаемого навигационного сигнала. При это синим цветом отмечены спутники, которые используются в подсчете позиции, а серым – спутники, сигнал которых отслеживается но не используется.  Соответственно на закладке «Azmth/Elvn» эти спутники представлены оранжевыми и серым цветом. Можно видеть, что все неиспользуемые спутники находятся на малых углах возвышения и уровень их сигнала очень мал.
Навигационные данные кроме информации о спутниках, содержат точные координаты и параметры геометрического фактора, которые определяет ошибку координат.

Закладка «Panel» служит для режима навигации и указывает направление на точку. На закладке «Trip»  выводится текущая путевая информация. Поля доступны для конфигурации пользователю и позволяют выбрать тип отображаемых данных из более чем 25 параметров – скорость, высота, направление движения, расстояние или время до точки и т.д. На закладке «Карта» отрисовывается трек (пройденный путь), представлено текущее местоположение пользователя и информация о местоположение ближайший путевых точек разных типов – тайники геокешинг, парковки, кемпингы, АЗС и т.п. В нижней части экрана находятся поля с навигационными данными, которые также можно настраивать. Закладка «Analysis» предназначена для графического представления навигационных данных.

Длительное удержание «стилуса» на экране каждой из закладок вызывает «всплывающее» меню с дополнительным набором настроек, позволяющих изменить внешний вид или содержание закладки.
Меню закладки «Panel» позволяет выбрать тип отображаемых данных – высоту (altimeter), направление движения (compass), горизонтальную или вертикальную скорость (speed). Если в меню отмечено несколько пунктов, то данные меняются циклически. По умолчанию, на закладе используются системные цвета, но с помощью раздела «setup color» можно установить «ночной» (night) или «серый» (gray) цветовой набор.

На закладке «Trip» можно изменить содержимое любого из полей (change this field), выбрав один из параметров – скорость, высота, направление движения, расстояние или время до точки и т.д. С помощью этого меню также можно выбрать количество информационных полей одновременно отображаемых на странице (screen configuration). На экран можно выводить от 1 до 12 параметров – чем их больше, тем мельче будет шрифт. Соответственно, для каждого из полей выбирается свой информационный параметр.

На закладке «Map» имеются два отдельных меню для части экрана с изображением карты и трех информационных полей. Так же как и на закладке «Trip» информационные поля могут быть сконфигурированы для отображения различных навигационных параметров, их можно убрать с экрана (спрятать). Меню карты позволяет центрировать «карту» относительно курсора (center map here), либо текущей позиции (center map to current position). Отдельное подменю служит для настройки направления отображения карты – на север (north up), либо на движение (cource up). Окно свойства карты (map properties) позволяет изменить размер иконок, с помощью которых отображается текущее местоположение и путевые точки.

С помощью меню на закладе «Analysis» можно построить график одного из навигационных параметров - ускорение, высота, вертикальная и горизонтальные скорости, ошибка позиционирования. При необходимости количество графиков, одновременно отображаемых на странице, можно изменять от 1 до 4-х.

Все закладки основного окна имеют общее главное меню, состоящее из разделов «tools»,  «waypoints» и иконок наиболее используемых функций – редактирования путевой точки, включение/отключения GPS приемника, менеджера точек.
Раздел «Инструменты» (tools) содержит несколько подразделов. «Config» позволяет конфигурировать карту и установить системные настройки. «GPS» служит для организации связи с GPS приемником, записи NMEA данных в файл и изменения набора получаемых от приемника сообщений. «Track» предназначен для управления записью трека.


Управление путевыми точками ( waypoints)
Функции для управления путевыми точками представлены в программе наиболее полно, поэтому их описание было вынесено в отдельный раздел обзора. Более того, в программе имеется отдельный набор функция для работы с отдельной категорией точек - тайники игры «геокешинг».
Раздел главного меню «Путевые точки» (waypoints) содержит подразделы для создания, редактирования, удаления точек и отображения их на карте. Выбор нужной точки осуществляется из предложенного списка. Выбор осуществляется кнопкой «ОК» расположенной в правом верхнем углу. Имеется возможность экспорта и импорта точек с поддержкой различных популярных форматов.

Специальный менеджер путевых точек (waypoint manager), позволяет управлять большой базой данных точек, хранящихся в программе – сортировать их по имени, расстоянию или типу,  фильтровать по максимальному удалению от текущего местоположения, искать по имени.  


Тайник «Шишкин Лес»
Как предупреждают разработчики – программа не предназначена для автомобильной навигации. Поэтому, используя только ее, достаточно сложно планировать маршрут и ориентироваться до конечной точки. Основная причина – это отсутствие возможности загрузки карты. Страница «Карта», реализованная в программе, подразумевается экран, на котором отображается текущее местоположение пользователя, относительное положение путевых точек и следы треков. Аналогично карте знакомой многим по работе со старым навигатором «eTrex». Поэтому для поиска тайника «Шишкин Лес» мы использовали две программы - «iGO» и «BeeLine GPS». Обзор программы «iGO» представлен в отдельном отчете . В этом же отчете описаны преимущества программы и сложности, которые возникают при использовании программы «iGO» на пересеченной местности, в отсутствии дорожной сети. В свою очередь, программа «BeeLine GPS» не зависит от качества электронных карт и имеет весь набор недостающих  «iGO» навигационных функций, в том числе и для управления точками-тайниками Поэтому этот раздел обзора мы начнем с момента, когда дорога закончилась на дачных участках и программу «iGO» сменил «BeeLine GPS».
В описании тайника, названия тайника пришлось вводить в английской транскрипции, потому что несмотря на то, что программа позволять использовать русский шрифт, в последующем, при сохранении данных она преобразует русские буквы в нечитаемых набор символов. Статус тайника был определен, как «Новый и еще не найденный» («new and not found»). После того как точка тайника была выбрана для навигации («goto waypoint»), программа оценила расстояние до точки в 457 метров.

Стоит отметить, что это расстояние «на прямую» - без учета забора с колючей проволокой,  глубокого рва с водой и очень заросшего леса, через который пришлось бы буквально продираться. Такие «сложности» связаны с тем, что ранее, на месте этих дач находилась одна из воинских частей ПВО, входящих в «ближний круг» воздушной обороны Москвы.

Поэтому зная, что «нормальные герои всегда идут в обход», мы решили поискать брешь в заборе и небольшую тропинку, которая бы упростила нам хотя бы половину пути. Искать пришлось не долго – калитка, утоптанная тропинка и широкий мостик, говорили о том, что данное направление пользуется о дачников большой популярностью. Включенный режим сохранения трека в файл позволял видеть пройденный путь на карте.

«Компас» закладки «Panel» на открытом пространстве четко указывал направление движения на точку, но как только мы вошли в довольно густой лес, стрелка стала сильно отклоняться в стороны. Чтобы следовать правильному курсу приходилось все чаще переключаться на экран с картой и ориентироваться по треку. На первый взгляд закладка «Analize» не могла помочь в поиске. Особый интерес представлял график «Track Err», который по нашему раннему предположению должен был отображать ошибку позиционирования. В реальности, на графике представлено отклонение реального пути от заданного курса и при четком следовании маршруту оно близко нулю.   

В непосредственно близости от тайника стрелка компаса стала «прыгать» в разные стороны и использовать его показания стало уже нереально. Поэтому, приходилось «уповать» на экран с картой и собственный опыт. Здесь стоит упомянуть об одной особенности программы, разобраться в которой удалось только после «звонка другу». Интерфейс программы не имеет кнопок для изменения масштаба представления карты – такой возможности нет ни на закладке карты, ни в отдельных пунктах меню. Управлять масштабом можно только с помощью кнопок КПК.

Из описания следовало, что контейнер спрятан под одним из поваленных деревьев. Видел бы создатель тайника, сколько в этом лесу таких деревьев. В радиусе 10 метров от координат тайника, мы насчитали 7 деревьев. После 15 минут поиска, контейнер все-таки был найден.
Оставалось только отключить режим навигации, пометить тайник как найденный и написать комментарии на закладке «» путевой точки

Выводы
На наш взгляд программа является одной из лучших в своем классе. Понравилось все – и интерфейс, и надежность соединения с Bluetooth GPS приемником, и большое количество разнообразных параметров и графиков. Отдельное внимание заслуживает «менеджер путевых точек», который позволяет не только сортировать и фильтровать точки по различными критериям, но и поддерживает точки-тайники игры «Геокешинг». Программа поддерживает большинство типов тайников, а большое разнообразие статусов позволяют описать весь «жизненный» цикл от момента его создания до нахождения. Программа автоматически отыскивает Bluetooth-приемники, причем делает это весьма успешно, так что если вы сталкиваетесь с проблемами при попытках подключить приемник к вашему КПК – попробуйте её помощью сдвинуться с «мертвой точки».
К главному недостатку программы, мы бы отнесли отсутствие поддержки русского языка. Вполне возможно, что эту проблему можно решить редактированием реестров. И, пожалуй, в такой программе пригодилась бы функция TrackBack – навигации по пройденному пути.

Замечание: программа «BeeLine GPS» не имеет отношения к сотовому оператору «Вымпелком» (торговая марка «Билайн»), ее разработчиком является компания  «VisualGPS, LLC»,  на сайте которой можно найти много других полезных и интересных GPS программ. 

По материалам сайтаGPSportal.ru

04.08.2008

Colorado 300

Чтобы увеличить фото, нажмите на него. На земле или на море – вы никогда не заблудитесь, если захватите с собой Colorado 300, который имеет высоко чувствительный приемник, базовую карту мира, антибликовый яркий цветной 3” дисплей с высоким разрешением. Colorado 300 легко соединяется с другими GPS устройствами для обмена данными или координатами с помощью беспроводной связи. Больше путешествий Colorado 300 поставляется с базовой картой мира и поддерживает карты памяти для установки дополнительных карт. Вы выбираете необходимую карту региона Garmin, которая включает планы улиц, топографические карты, карты побережья и озер и отправляетесь в путешествие. Гнездо для карты памяти расположено в водонепроницаемом аккумуляторном отделении. Обмен данными С помощью Colorado 300 вы можете обмениваться собственными координатами с другими пользователями Colorado. Также можно передавать свои маршруты, треки, объекты POI, данные геокешинга, координаты любимых мест. Легкость управления С революционной технологией Rock ’n Roller™ от Garmin вы можете управлять устройством только одной рукой. Garmin знает, что у его пользователей достаточно широкий круг интересов, поэтому в Colorado 300 есть пять режимов – автомобильный, морской, отдых, спорт или путешествие без бумажных карт. С помощью легкого интерфейса и удобного меню, можно достаточно легко и быстро переключатся с одного режима в другой. Все время на связи С высокочувствительным GPS приемником и технологиями WAAS, прибор Colorado 300 легко определяет координаты вашего местоположения и поддерживает их даже в закрытых помещениях или глубоких ущельях. Если вы находитесь в густом лесу или рядом с высокими зданиями, то с помощью Colorado 300 вы не потеряетесь, и будете продолжать движение по своему маршруту в любых условиях. Дополнительные функции Colorado 300 прекрасный помощник для любого путешествия с электронным компасом, барометрическим высотометром и программой для просмотра изображений. Слот расширения для карты памяти идеально подходит для того, чтобы загружать дополнительные детали MapSource – картографические ресурсы в формате 3D. Это дает возможность во время путешествий просматривать различные варианты дорог, поворотов и прочей необходимой информации. Дополнительно можно просматривать температуру воздуха, датчик сердечного ритма и скорости, пройденного расстояния. Технические характеристики Размеры, ДxВxШ: 6.0 x 13.9 x 3.5 см Размер дисплея, ДxВ: 3.8 x 6.3 см; диагональ 3" (7.6 см) Разрешение дисплея: 240 x 400 пикселей Тип дисплея: Антибликовый TFT дисплей Вес: 207 г вместе с баттарейками Тип батареи: 2 AA или 2 NiMH батарейки (не входят в комплект) Срок работы батареи, часы: 15 часов Водонепроницаемость: да (IPX7) Плавучесть: нет Высокочувствительный приемник: да Связь с компьютером: USB Возможность обновления прошивки: да Память и карты: Базовые карты: да Загруженные карты: нет Возможность добавления новых карт: да Встроенная память: 384 MB Тип карты памяти: SD card (не включена в комплект) Количество путевых точек: 1000 Маршруты: 50 Запись треков: 10 000 точек, 20 треков Функциональные особенности: Автоматическое построение маршрута да (с оптимальными маршрутами и детальными картами) Электронный компас: да Барометрический высотомер (альтиметр): да Режим "Геокешинг": да Поддержка внешних GPS игр: да Календарь Охотника/Рыболова да Информация о восходе и закате солнца и фазах луны да Таблица Приливов/Отливов: да Подсчет площади: да Самостоятельная установка точек POI: да Передача координат:: да Возможность просмотра изображений: да 01.08.2008 Крупнейший производитель систем GPS-навигации компания Garmin анонсировала мобильный телефон с GPS под названием Nuvifone. Мобильное устройство Nuvifone использует собственную платформу Garmin. Он оборудован медиаплеером, камерой, 3.5-дюймовым сенсорным дисплеем, а также поддерживает сети GSM / GPRS / EDGE, WCDMA / HSDPA и имеет модуль GPS. Nuvifone имеет интегрированный медиаплеер, способный воспроизводить MP3, MPEG-4, AAC и другие файлы, с помощью него можно делать снимки и записывать видео, пользоваться мобильным Интернетом и органайзером. Функция GeoTagging позволяет делать связь фотографий с тем местом, где они были сняты. Управление телефоном осуществляется с помощью сенсорного дисплея. «Nuvifone – это многофункциональное устройство, в котором заключены различные сервисы и функции. Он совершит настоящий прорыв в мобильной индустрии. Nuvifone – устройство, которого долго ждали пользователи телефонов и систем GPS», - заявил Клифф Пембл президент и главный операционный директор Garmin. На Garmin Nuvifone будут записаны карты для навигации, соответствующие регионам, в которых он будет продаваться. Пользователи смогут быстро определять названия улиц, заведения и так далее. Поиск по точкам интереса будет осуществляться при помощи поисковой системы Google. Предполагаемая дата выпуска - третий квартал 2008 года. 30.07.2008 Введение Спутниковая навигационная система GPS была изначально разработана США для использования в военных целях. Другое известное название системы – «NAVSTAR».  Ставшее уже нарицательным название «GPS» является сокращением от Global Positioning System, которое переводится, как Глобальная Навигационная Система. Это название полностью характеризуется предназначение системы – обеспечение навигации на всей территории Земного шара. Не только на суше, но и на море и в воздухе. Используя навигационные сигналы системы GPS, любой пользователь может определить свое текущее местоположение с высокой точностью. Такая точность, во многом, стала возможной благодаря шагам Американского правительства, которое в 2000 году сделало систему GPS доступной и открытой для гражданских пользователей. Напомним, что ранее с помощью специального режима избирательного доступа (SA – Selective Availability) в передаваемый сигнал вносились искажения, снижающие точность позиционирования до 70-100 метров. С 1 мая  2000 года, этот режим был отключен и точность повысилась до 3-10 метров. Фактически, это событие дало мощный импульс для развития бытовой навигационной GPS аппаратуры, снижению ее стоимости, и активной ее популяризации среди обычных пользователей. На текущий момент, GPS приемники разных типов активно применяются во всех областях человеческой деятельности, начиная от обычной навигации, заканчивая  персональным контролем и увлекательными играми, типа « Geocaching ». По результатам многих исследований, использование навигационных GPS систем дает большой экономический эффект для мировой экономики и экологии – повышается безопасность движения, улучшается дорожная ситуация,  уменьшается расход топлива, снижается количество вредных выбросов в атмосферу. Растущая зависимость европейской экономики от системы GPS, и, как следствие, от администрации США, вынудила Европу начать разработку собственной навигационной системы – Galilleo. Новая система во многом похожа на систему GPS. Состав системы GPS Космический сегмент Космический сегмент системы GPS состоит из орбитальной группировки спутников, излучающих навигационные сигналы. Спутники расположены на 6-и орбитах на высоте около 20000 км. Период обращения спутников составляет 12 часов и скорость около 3 км/c. Таким образом, за сутки, каждый спутник совершает два полных оборота вокруг Земли. Первый спутник был запущен в феврале 1978 года. Его размер с раскрытыми солнечными батареями равнялся 5 метрам, а вес – более 900 кг. Это был спутник первой модификации GPS-I . За последние 30 лет, на орбите сменилось несколько модификаций GPS спутников: GPS II-A, GPS II-R, GPS IIR-M. В процессе модернизации снижался вес спутников, улучшалось стабильность бортовых часов, повышалась надежность.   GPS спутники передают три навигационных сигнала на двух частотах L1 и L2. «Гражданский» сигнал C/A, передаваемый на частоте L1 (1575.42 МГц), доступен всем пользователям, и обеспечивает точность позиционирования 3-10 метров. Высокоточный «военный» P-код, передается на частотах L1 и L2 (1227.60 МГц) и его точность на порядок выше «гражданского» сигнала. Использование сигнала, передаваемого на двух разных частотах, позволяет также частично компенсировать ионосферные задержки. В последней модификации спутников «GPS IIR-М» реализован новый «гражданский» сигнал L2C, призванный повысить точность GPS измерений. Идентификация навигационных сигналов осуществляется по номеру, соответствующему «псевдошумовому коду» (PRN – pseudo-random noise), уникального для каждого спутника. В технической спецификации GPS системы изначально было заложено 32 кода. На этапе разработки системы и начальном периоде ее эксплуатации, планировалось, что количество рабочих спутников не будет превышать 24-х. Свободные коды выделялись для новых GPS спутников, находящихся на этапе ввода в эксплуатацию. И этого количества было достаточно для нормального функционирования системы. Но в настоящее время, на орбите находится уже 32 спутника, из которых 31 функционирует в рабочем режиме, передавая навигационный сигнал на Землю. «Избыточность» спутников позволяет обеспечить пользователю вычисление позиции в условиях, где «видимость» неба ограничена высотными зданиями, деревьями или горами. Наземный сегмент Наземный сегмент системы GPS состоит из 5-и контрольных станций и главной станции управления, расположенных на военных базах США – на островах Кваджалейн и Гавайях в Тихом океане, на острове Вознесенья, на острове Диего-Гарсия в Индийском океане и в Колорадо-Спрингс. В задачи станций мониторинга входит прием и измерение навигационных сигналов поступающих с GPS спутников, вычисление различного рода ошибок и передача этих данных на станцию управления. Совместная обработка полученных данных позволяет вычислить отклонение траекторий спутников от заданных орбит, временные сдвиги бортовых часов и ошибки в навигационных сообщениях. Мониторинг состояния GPS спутников происходит практически непрерывно. «Загрузка» навигационных данных, состоящих из прогнозируемых орбит и поправок часов для каждого из спутников, осуществляется каждые 24 часа, в момент, когда он находится в зоне доступа станции управления. В дополнение к наземным GPS станциям существует несколько частных и государственных сетей слежения, которые выполняют измерения навигационных GPS сигналов для уточнения параметров атмосферы и траекторий движения спутников. Аппаратура пользователей Под аппаратурой пользователя подразумевают навигационные приемники, которые используют сигнал со спутников GPS для вычисления текущей позиции, скорости и времени. Пользовательскую аппаратуру можно разделить на «бытовую» и «профессиональную». Во многом этом разделение условное, так как иногда достаточно трудно определить, к какой категории следует отнести GPS приемник и какие критерии при этом использовать. Есть целых класс GPS навигаторов, использующихся в пеших походах, автомобильных путешествиях, на рыбалке и т.п. Есть авиационные и морские навигационные системы, которые зачастую входят в состав сложных навигационных комплексов. В последнее время широкое распространение получили GPS чипы, которые интегрируются в КПК, телефоны и другие мобильные устройства. Поэтому в навигации большее распространение получило деление GPS приемников на «кодовые» и «фазовые». В первом случае, для вычисления позиции используется информация, передаваемая в навигационных сообщениях. К этой категории относится большинство недорогих GPS навигаторов, стоимостью 100-2000 долларов. Вторая категория навигационных GPS приемников использует не только данные, содержащиеся в навигационных сообщениях, но и фазу несущего сигнала. В большинстве случаев это дорогостоящие одно- и двухчастотные (L1 и L2) геодезические приемники, способные вычислять позицию с относительной точностью в несколько сантиметров и даже миллиметров. Такая точность достигается в RTK режиме, при совместной обработке измерений GPS приемника и данных базовой станции. Стоимость таких устройств может составлять десятки тысяч долларов. Принцип действия GPS Принцип действия спутниковой GPS навигации основан на определении расстояния от текущего положения до группы спутников. Точное местоположение GPS спутников известно из данных эфемерид и альманаха, передаваемых в навигационных сообщениях. Зная расстояние до трех спутников, можно определить текущее местоположение, как точку пересечение трех окружностей. Расстояние до спутников определяется простым уравнением  R = t * c, где t –время распространения радиосигнала от спутника до наблюдателя, а с – постоянная величина, равная скорости света. Соответственно, зная время, за которое сигнал дошел от спутника до GPS приемника и, умножив ее на скорость света, можно определить расстояние. Чтобы определить момент, в который сигнал был «отправлен» со спутника, навигационное сообщение модулируется «псевдошумовым» PRN-кодом, соответствующим номеру спутника. Аналогичная последовательность генерируется в GPS приемнике в строгой временной синхронизации с кодом спутника. Принятый со спутника код сравнивается с кодом приемника, и определяется «как давно» в приемнике была сгенерирована схожая последовательность. Выявленный таким образом сдвиг одного кода по отношению к другому будет соответствовать времени прохождения сигналом расстояния от спутника до приемника. Преимуществом кодовых посылок является то, что измерения временного сдвига могут быть проведены в любой момент времени. Стоит отметить, что для точного вычисления расстояния часы GPS приемника и GPS спутника должны быть синхронизированы с высокой точностью. Потому что отличие даже в несколько микросекунд приводят к ошибке в несколько десятков километров, а это в свою очередь вносит погрешность в вычисление позиции. Но если на GPS спутниках установлены атомные часы, имеющие очень высокую точность и стоимость которых составляет несколько сотен тысяч долларов, то в обычных GPS навигаторах использование таких дорогих источников частоты просто невозможно. В GPS навигаторах используются недорогие кварцевые генераторы, которые имеют существенно меньшую точность. Поэтому для вычисления «уходов» кварца при решении навигационной задачи используются измерения 4-го спутника. Фактически, получается задача с 4-мя неизвестными – координатами X, Y, Z и временем T. Именно по этой причине измеренное расстояние до спутников называют «псевдодальностью», подразумевая, что оно содержит ошибку связанную с неточностью часов. В настоящее время, многоканальные GPS навигаторы одновременно отслеживают до 8-10 спутников, что позволяет быстро разрешить большинство неоднозначностей. Информацию о местоположении спутников GPS приемники получают из передаваемых в навигационных сообщений данных альманаха и эфемерид. Альманах содержит информацию о расположение спутников «на небе», что позволяет при очередном включении GPS прибора значительно сузить секторы поиска навигационного сигнала и уменьшить время его «захвата». Точные координаты спутников вычисляются на основании данных эфемерид. В отличие от альманаха, спутник передает только данные «своих» эфемерид, поэтому для его использования в подсчете позиции, GPS приемник должен получить полное навигационное сообщение. Ошибки передачи, связанные с «плохими» окружающими условиями, могут существенно увеличить время фиксации позиции. Наличие в памяти данных альманаха и эфемерид позволяет GPS приемнику определять позицию за 1-2 секунды. Этот режим называется «горячим» стартом Геометрический фактор определяет относительное расположение GPS приемника и спутников, используемых в подсчете позиции. Его величина влияет на точность определения позиции. Если все спутники расположены в одном направлении от GPS приемника, то площадь пересечения всех окружностей будет достаточно большой. Эта площадь характеризует величину неопределенности измерений, влияющих на точность подсчета позиции. В случае, когда спутники расположены «вокруг» GPS приемника, область пересечений окружностей и соответственно величина неопределенностей уменьшаются. Источники ошибок В действительности, на практике все выглядит несколько сложнее, чем в теории. Это объясняется влиянием на GPS измерения различного рода ошибок. Можно выделить три категории ошибок: Ошибки системы Ошибки связанны с распространением навигационного сигнала Ошибки приемной аппаратуры. Ошибки системы связаны точностью атомных часов спутников и соответствием реальной траектории спутников заданной орбите. Несмотря на то, что в каждом GPS спутнике используются высокоточные атомные часы, они тоже могут содержать ошибки и отклоняться от истинного значения системного эталона времени. Отклонение в 30 нс ведет к ошибке определения расстояния в 10 метров. Поэтому, все отклонения бортовых часов отслеживаются и их значения передаются в составе навигационных сообщений и учитываются GPS приемником в вычислениях позиции. Второй тип системных ошибок связан с неточностью передаваемых эфемерид. В математической модели учитываются множество факторов, влияющих на изменение траектории орбит GPS спутников, но небольшие ошибки все равно присутствуют Наиболее существенный вклад в навигационные измерения вносят ошибки, связанные с распространением сигнала атмосфере Земли, а именно в ионосферных и тропосферных ее слоях. Ионосфера Земли представляет собой слой заряженных частиц на высоте от 120 до 200 км. Эти частицы снижают скорость распространения сигнала, и, следовательно, увеличивают его время. Соответственно вносится ошибка в оценку расстояния от GPS приемника до спутника. Эти задержки могут быть смоделированы для разного времени суток, усреднены и внесены в измерения, но, к сожалению, эти модели не могут точно отобразить реальную ситуацию. После прохождения ионосферного слоя, навигационный сигнал попадает в тропосферный слой, в котором происходят все погодные явления и присутствуют водяные пары, также влияющее на скорость распространения сигнала. Для борьбы с ионосферными задержками используют дифференциальные метод определения позиции. Корректирующие поправки передаются  с помощью геостационарных спутников WAAS/EGNOS и позволяют повысить точность позиционирования до 1 метра. Листва деревьев, особенно после дождя, существенно ослабляет уровень принимаемого GPS приемником навигационного сигнала Ошибки многолучевости можно одновременно отнести и к категории ошибок, связанных с распространением навигационного GPS сигнала, и к ошибкам GPS приемника. Ошибка многолучевости связана с переотражением навигационного сигнала от близкорасположенных объектов – зданий, металлических конструкций, деревьев и т.п. В результате этого эффекта время распространения отраженного сигнала превышает время «прямого» сигнала. Если уровень переотраженного сигнала выше уровня «прямого» сигнала, то происходит ошибочный «захват», и в результате, вносится ошибка в вычисления расстояния до спутника. Ошибка приемной аппаратуры связана с «шумами» возникающими в радио-части GPS навигатора. Эти ошибки, во многом, определяются качеством используемой элементной базы GPS приемников. Заключение Правительство США не останавливается на достигнутых результатах и активно работает над ее развитием, повышением точности, надежности и доступности. Это во многом обусловлено растущей конкуренцией не только на потребительском рынке навигационных систем, но и среди мировых держав, которые не хотят упускать лидерство в космосе. Российское правительство прилагает большие усилия, чтобы восстановить работоспособность Глонасс. С большими сложностями, но все же, развивается европейская система Galilleo. В апреле был выведен на орбиту уже 5-й спутник китайской системы “Beidou”. Правительством США был разработан долгосрочный план развития системы GPS. В ближайшие несколько лет планируется вывод на орбиту новых модификации GPS спутников (GPS-IIF, GPS-III) с новыми военными и гражданскими сигналами  (L5, M, L1C). Существенному усовершенствованию подвергнется наземный сегмент системы. По материалам сайта www.gpsportal.ru 28.07.2008 Введение Компания « TomTom » известна на мировом рынке не только замечательными GPS навигаторами, но и одноименной программой для автомобильной навигации « TomTom ». И для России пока нельзя однозначно сказать, что популярнее – навигаторы от компании « TomTom », которые совсем недавно стали официально поставляться на наш рынок, или же программа « TomTom » которую можно неофициально скачать в сети. Тем более, что карты России для нее есть. Установка « TomTom» . Здесь подробно описана разница между версиями и релизами программы, а также их совместимость с различными вариантами карт России. Стоит только отметить, что разные «сборки» программы TomTom могут «видеть» или «не видеть» разные версии карт.  Поэтому рекомендуется ставить универсальную «сборку», которая работает со всеми картами. Программный интерфейс « TomTom» Главное окно При запуске TomTom происходит автоматическое сканирование портов для поиска подключенных GPS устройств. Этот процесс может занять несколько минут. Если GPS устройство найдено, то на главном экране отобразится карта окружающей местности, а в левом нижнем углу – индикатор качества сигнала, напоминающей индикатор GSM  телефона Motorola. Плохой сигнал соответствует 1-2 столбикам, хороший – 4-5. Если GPS сигнал отсутствует, то 5 столбцов индикатора представлены в «прозрачном» виде. Если TomTom так и не смог найти GPS устройство в автоматическом режиме, то необходимо воспользоваться соответствующим пунктом меню в настройках программы. Главное меню TomTom вызывается простым нажатием на любой части экрана с изображением карты. В режиме навигации в нижней части окна собрана вся навигационная и статистическая информация - графически отображается характер предстоящего маневра, расстояние до него и название улицы, где произойдет изменение направления движения. Статистика включает в себя параметры скорости, расстояния и времени. Изменить набор этих полей можно в разделе «Status bar preferences» общих настроек программы. Если за очередным маневром пользователю сразу же предстоит совершить другой маневр, то нижняя часть поля приобретает несколько измененный вид – вместо расстояния отображается графическое представление второго маневра. На карте с помощью большой синей стрелки представлено текущее положение пользователя,  коричневым цветом – маршрут, а большой зеленой стрелкой – изменение маршрута. Главное меню Разделы главного меню, связанные с маршрутизацией, позволяют определить конечную точку маршрута (Navigate to…),  указать начальную и конечную точку маршрута (Advanced planning), задать маршрут, проходящий через несколько точек (Itinerary planning), найти альтернативный существующему маршрут (Find alternative),  просмотреть маршрут в различных видах (View route) либо прекратить режим прохождения по маршруту (Clear route). С помощью главного меню TomTom можно получить доступ к популярным сервисам компании – информации о текущей дорожной (TomTom Traffic), прогнозу погоды (TomTom Weather), интерактивному руководству пользователя (Guided tours), возможности загрузки с сервера (TomTom Plus servis)новых карт, точек POI, радаров и большого количества других данных. Также главное меню позволяет дополнить список пользовательских точек (Add Favoutite), изменить общие настройки программы (Change preferences), просмотреть карту (Browse map), позвонить по телефону «принадлежащему» POI (Call number) и выйти из программы (Exit application). Общие настройки Общие настройка TomTom (Change preferences) позволяют переключиться на «ночную» цветовую схему интерфейса (Use night colors/Use day colors), отключить режим 3D навигации и использовать обычный «плоский» вид, установить настройки безопасного вождения, при котором пользователю во время вождения будут недоступны некоторые из функция программы (Safety preferences),  выключить голосовые подсказки (Turn off sounds), либо изменить уровень звука (Volume preferences) Стоит отметить, что когда режим голосовых подсказок будет отключен, на главном окне TomTom появится соответствующий значок. В настройках можно установить какие типы точек POI отображать или скрывать на карте (Enable/Disable POI),  отредактировать список «пользовательских» точек (Manage Favorites) и определить адрес места проживания (Change Home location). Отдельные разделы настроек предназначены для управления картами (Manage maps), установки типа клавиатуры (Keyboard preferences), названий объектов на карте (Name preferences),   информационных полей главного окна (Status bar preferences), системных параметров (Set units),   языка интерфейса (Change language) и голосовых подсказок (Change voice). Здесь же можно убрать режим «всплывающих» подсказок (Hide tips) и исключить из планирования маршрута параметр, запрашивающий время к которому надо прибыть в конечную точку (Do not ask arrival time). Настройки маршрутизации (Planning preferences) позволяют установить режим который используется при расчете маршрута (кратчайший, быстрейший, для велосипедистов, пешеходов и т.п). Включить или не включать в маршрут платные дороги определяется отдельным параметром (Toll road preferences). Настройки компаса (Compass preferences) позволяют отобразить на главном экране TomTom иконку со стрелкой которая будет указывать – на север, на конечную точку маршрута, либо курс. «Левши» и «правши» могут изменить расположение кнопки «Done» в нижней части экрана с помощью соответствующего параметра (Operate left handed/Operate right handed). На странице статусов GPS спутников (Show GPS status) отображается не только информация о местоположении видимых спутников, уровень принимаемых сигналов, но и точных данные геодезических координат и текущей скорости. С это же страницы можно перейти в раздел выбора типа подключенного к программе GPS приемника и установки коммуникационного порта. Этот режим необходим в случае, если TomTom в момент запуска не смог самостоятельно найти подключенный приемник. После того, как соединение с приемником установлено, программа автоматически переключится на страницу статусов. Раздел настроек «Управление POI» (Manage POIs) позволяет добавлять новые категории POI и включать режим звуковой сигнализации по приближении к POI выбранных категорий. Для включения этого режима необходимо определить категорию, задать граничное расстояние и выбрать тип звукового сигнала. Чтобы исключить POI расположенные в пределах установленных границ, но вне маршрута движения, необходимо установить галочку в поле «Warn only if POI is on route» С помощью настроек можно изменить используемую в программном интерфейсе цветовую схему. Доступно несколько вариантов дневных и ночных цветовых схем. При этом дневные схемы имеют цветовую окраску объектов в соответствии с общепринятыми правилами отдельных государств – Америка, Англия и т.д. Стоит учесть, что приведенные выше названия некоторых параметров могут менять свое название в зависимости от текущего установленного значения. Например, в случае, когда режим голосовых подсказок включен, параметр имеет название «Turn off sound», и наоборот, при выключенном режиме, этот параметр изменяет название на «Turn on sound» Чтобы восстановить оригинальные настройки TomTom можно воспользоваться соответствующим параметром (Reset factory settings). Это может быть необходимо, когда в результате экспериментов по конфигурации программы, ее нормальная работа нарушилась и маршруты вычисляются по необъяснимым правилам. Маршрутизация В качестве конечной точки маршрута можно выбрать одну из точек из категории «Favourite», POI (Point of Interest), либо из используемых ранее (Recent destination), ввести точный адрес (Address),  определить координаты (Latitude Longitude), указать место на карте (Point on map). Если в общих настройках TomTom определен домашний адрес (Home), то на странице маршрутизации становится доступным соответствующее поле. Раздел «GPS position» интересен при планировании будущих маршрутов, когда в качестве конечной может использоваться текущее местоположение пользователя. Используя недоступный пока в России сервис «TomTom Buddy» можно получить информацию о текущем местоположении свои друзей с помощью WEB-сервера и проложить маршрут. Созданный маршрут можно просмотреть в различных видах (View route). Тестовая форма (Browse as text) представлена в виде легенды, где для описания каждого маневра можно определить (Options) информацию одного из параметров – время с начала пути, расстояние от начала пути, расстоянием от предыдущего маневра и другие. Графическая форма (Browse as image) представляет маршрут в виде слайдов, каждый из которых отображает ключевую точку маршрута. С помощью «Browse map on route» можно просмотреть весь маршрут на масштабируемой карте. Общая статистическая информация маршрута доступна через раздел «Show route summary». Весь маршрут можно «проехать» в демо режиме (Show route Demo), определив скорость его воспроизведения. В TomTom имеется удобный механизм для вычисления альтернативных маршрутов. Можно пересчитать альтернативных маршрут без указания дополнительных ограничений (Calculate alternative), с указанием точек через которые маршрут должен проходить (Travel via), либо определением участков пути, которые надо исключить из маршрута (Avoid part of route). Раздел «Avoid roadblock» позволяет исключить из маршрута все участки проходящие через известные программе посты ГАИ и КПП. При необходимости всегда можно вернуться к оригинальному маршруту (Recalculate original) Опыт использования « TomTom» Москва Ввод названий улиц в транслите (русское название английскими буквами) в ряде случаев вызывает некоторые трудности. Для примера, не много пользователей с первого раза смогут правильно ввести название улицы Кржижановского. Перебрав несколько попыток -  «krzhн…,krgyga…, krzheezh..» пришлось остановиться на первых двух буквах «kr..» и выбирать подходящее название из большого списка улиц, начинающихся со словосочетания «kr». С названием улицы 800-летия Москвы было куда как проще. Тем более, что первая часть название состояла из цифр. Но к нашему удивлению, улиц с таким названием оказалось две. Отличие заключалось в том, что одна из «улиц» являлась «переулком». Небольшой размер экрана не позволил вывести полное название улицы, поэтому для поиска нужной улицы пришлось пользоваться «методом тыка», в прямом смысле этого слова. К примеру, одинаковых «Магистральных» улиц в списке оказалось аж 5 штук. Активизация элемента в списке выводит полное название улицы, но переключает при этом на страницу выбора номера дома. Чтобы каждый раз при прокладке маршрута TomTom не запрашивал о точном времени прибытия в точку назначения («Do you need to arrive» at particular time ?») необходимо отключить соответствующий параметр в общих настройках. Если же воспользоваться этой функцией и установить время прибытия, то на карте, вместе со статистической информацией будет отображаться оставшееся время. После того как конечный адрес был определен, TomTom достаточно быстро рассчитал маршрут, проложив его через центр. Альтернативные маршруты проходили через Ленинградское шоссе – Ховрино – МКАД, и Огородный проезд – Алтуфьевское шоссе. Поэтому самым оптимальным решением было использовать первоначальный маршрут. Навигация по маршруту не вызывала сложностей. При сходе с первоначального пути, TomTom быстро пересчитывал и предлагала новый маршрут. Задержка составляла 3-5 секунд. В отличие от iGo ,  в TomTom нет настроек связанных с конфигурацией этого параметра. Так же нет режима автомасштабирования карты, при котором масштаб карты уменьшается по мере приближения к участку совершения маневра, а затем опять увеличивается позволяя видеть в процессе движения видеть не только ближайший перекресток, но и окружающие улицы. С другой стороны, все настройки TomTom настолько сбалансированы, что особого недостатка в этих режимах не испытываешь. TomTom не отличается такой болтливостью, как iGO – все голосовые подсказки произносятся во время и по делу. Более того, если сразу же за одним поворотом следует другой, то это отображается на только на экране, но и сообщается голосом - «вначале влево, затем сразу направо». Учитывая большую загруженность в выходные дни и желание «везде успеть», зачастую питаться приходится в пути, в точках фаст-фуда. Соответственно, выбирая из «больших зол меньше», предпочтение отдается известным сетевым брендам – Макдональдс, Ростикс и т.п. Поиск точек POI в TomTom реализован очень удобно. В отличие от других известных программы, нужный объект может быть найден, на выбор - поблизости текущего местоположения (POI near you), дома (POI near Home), конечной точки маршрута (POI near destination), вдоль маршрута (POI along route) или в городе (POI in city). Поиск нужного объекта удобен тем, что не всегда ближайшая по расстоянию точка является самой близкой по времени. Это связано с организацией дорожного движения, наличием естественных и искусственных преград. С другой стороны, всегда проще проехать лишние 3-5 километров по маршруту, чем возвращаться 1 км назад. Именно по этой причине расстояние до ближайшего Макдональдса составило 1.2 км, в то время как расстояние до Макдонольдса, расположенного «почти по пути» - 7.7 км. После того, как объект был выбран, TomTom включил его в маршрут, как промежуточный этап своего пути. После того как точка назначения была достигнута, режим навигации автоматически отключился. Его можно отключить вручную с помощью пункта главного меню «Clear route». Московская область В качестве конечно точки маршрута был выбран населенный пункт Терехово, расположенный на юго-западе Московской области. Опять возникла небольшая проблема с вводом соответствующего названия на транслите. В итоге было найдено 4 населенных пункта с названием «Терехово». Из которых был выбрано Терехово в Подольском районе. Предложенный маршрут проходил через Центр, Профсоюзную улицу и Калужское шоссе. Если с первой частью маршрута можно было согласиться, то попытка выехать из Москвы через пробки у метро «Теплый стан» и у «Ашана» могли занять лишние 1-2 часа. Поэтому вместо Профсоюзной улицы был выбран Ленинский проспект. TomTom постоянно пытался увести с Ленинского проспекта на Профсоюзную улицу, отказываясь автоматически пересчитывать альтернативный маршрут. Поэтому в районе пересечения с улицей Обручева, пришлось сделать это самостоятельно. Новый маршрут проходил через Киевское шоссе и Московское малое бетонное кольцо («бетонку»).  Но и его в процессе пути было решено изменить – реальный маршрут проходил через совхоз «Московский», Валуево и Писково, с выездом на Калужское шоссе. Очень популярный среди дачников маршрут, тем более, на последний месяц там существенно улучшили дорожное покрытие. И вот тут мы наблюдали интересный «косяк» TomTom   - в течении 10 километров, непосредственно до пересечения с Калужским шоссе, программа упорно пыталась развернуть нас обратно и отказывалась пересчитывать маршрут. Хотя по всем признакам новый маршрут был существенно короче старого. Самое интересное, что когда в качестве промежуточной точки на обратном пути было отмечено Киевское шоссе, TomTom проложил маршрут именно по этой дороге. С помощью пункта «Manage POI» общих настроек программы, было включен звуковой сигнал, который звучал при приближении к автозаправочным станциям на расстояние ближе 250 метров. В процессе пути, TomTom исправно сигнализировал о 80% всех заправок встречающихся на пути. В дополнении к звуковому сигнал, в левом верхнем углу возникала иконка с изображением колонки. Было странно, что в базе данных отсутствуют АЗС, которым 2 года и более. Сервисы TomTom Из предлагаемых программой сервисов TomTom удалось соединиться с сервисом, предоставляющим данные прогноза погоды. На общий взгляд, информация на экране КПК соответствовала ситуации «за бортом». Удалось также соединиться с сервером и скачать цветовую схему и один из голосовых интерфейсов программы. Для того, чтобы подключится к сервису «TomTom Buddy» необходимо было ввести логин и пароль зарегистрированного пользователя. Заключение Программа TomTom оставила очень приятное впечатление. Во многом, благодаря своему простому и удобному интерфейсу. Для установки любых настроек требовалось не более 5-10 секунд. При этом наиболее «популярные» разделы меню вынесены на первый план, и доступ к ним осуществлялся 1-2 нажатиями кнопок. Размеры кнопок оптимально подходят под управление пальцем. Не возникало ситуаций, когда в пути, палец «соскакивал» на соседний пункт меню. Даже учитывая то, что размеры экрана используемого КПК достаточно малы. Процедуры создания, конфигурации и редактирования маршрутов имеют настройки, которые позволяют осуществить одно действие разными способами. Такое дублирование значительно упрощает работу с маршрутами. При этом, можно быстро пересчитать альтернативный маршрут с учетом различных ограничивающих параметров. На первый взгляд экран карты в режиме навигации имеет недостаточное количество настроек. В какие то моменты недостает режима автомасштабирования и хотелось бы изменить параметры перерасчета маршрута, что позволяет сделать программа «iGo» . Но с другой стороны, все параметры настолько сбалансировано сконфигурированы, что эти недостатки не вызывают больших неудобств. И все-таки основной и самой существенной проблемой в работе с программой является отсутствие поддержки русского языке. Достаточно сложно воспринимать знакомые названия улиц, представленные английскими буквами. Не всегда удобно вводить сложное название улицы в транслите. Тем более, если не знаешь, что «ж» интерпретируется как «zh», а «х» как «kh». Учитывая, что в Россию уже начали активно завозить GPS навигаторы «TomTom», можно надеяться, что в ближайшее время разработчики программы к большому количеству поддерживаемых языков добавят и русский. На наш взгляд, это единственный фактор, по которому программа проигрывает «iGo» и сдерживает ее активную популяризация в России. Тем более, что в отличие от «iGo», TomTom использует картографические данные не только компании «TeleAtlas», но и «NavTeq». По материалам сайта www.gpsportal.ru 25.07.2008 Геокешинг - это популярная игра для обладателей gps-навигаторов. Суть ее заключается в том, что в различных уголках земного шара игроки находят и перепрятывают различные небольшие предметы. Казалось бы, абсолютно безобидная забава. Однако спецслужбы Новой Зеландии так не посчитали. Один любитель этой игры настолько увлекся за припрятыванием "сокровища", как не заметил, что его "вежливо" подхватили подруки сотрудники охраны. А как бы вы отреагировали, увидев человека в темной одежде, тщательно прятающего некий сверток в укромное место? Естественно, на место тут же была вызвана бригада саперов для обезвреживания запрятанной "бомбы". Хотелось бы увидеть глаза служащих, когда те открыли коробку и увидели там какой-нибудь брелок для ключей. Из этой истории можно сделать 2 вывода: никогда не одевайтесь так, чтобы казаться подозрительным; никогда не прячьте вещи в такие контейнеры, чтобы те потом напоминали бомбу. Проводите время весело, но разумно. 23.07.2008 Время «старта» необходимое навигационному приемнику на определение позиции после включения, зависит от имеющейся в памяти начальной информации. Выделяются следующие режимы: «Холодный» старт («автопоиск») – время, позиция, альманах и эфемериды неизвестны «Теплый» старт – позиция и эфемериды неизвестны, время и альманах известны «Горячий» старт («перезахват») – альманах, эфемериды известны, время и позиция известны с некоторой ошибкой Навигационные сообщения передаваемые со спутников содержат два типа данных – эфемериды и альманах спутников. В альманахе передаются параметры орбиты, с помощью которых можно вычислить примерное местоположение спутников с достаточной большой степенью погрешностью. Альманах, хранящийся в памяти приемника, постоянно обновляется, т.к. каждый спутник передает данные альманаха для всех спутников группировки. Время «жизни» альманаха составляет 2-3 месяца. Далее, величина накопленной ошибки в расчетах будет недопустимой. Данные эфемерид содержат параметры, позволяющие более точно вычислить текущее местоположение спутников. В отличие от альманаха, каждый из спутников передает, только свои собственные эфемериды. Время «жизни» эфемерид не превышает 4-6 часов. Информация данных эфемерид и альманаха, передаваемой со спутников, постоянно корректируется. Это происходит один раз (а при необходимости и более) в сутки. Сеть наземных станций, получает информацию со спутников, по аналогии с обычными пользователями, анализирует измерения, сравнивает их с опорными, рассчитывает корректирующие поправки и передает их на главную станцию, с которой осуществляется передача данных на спутники. «Холодный» старт приемника может быть связан не только с его длительным бездействием, но перемещением на большое расстояние в выключенном состоянии. Если первый случай связан с устаревшим альманахом и ошибкой в определении текущего точного времени, то во втором случае приемник, не зная о своем перемещении, будет пытаться найти спутники, которых должны быть видимы на «старом» месте. Пользователь может «помочь» приемнику и уменьшить время «холодного» старта, указав на базовой карте, примерное «новое» местоположение. Во время «холодного» старта приемник сканирует весь диапазон возможных значений частот и временных задержек навигационных сигналов. При этом, в многоканальных приемниках, несколько каналов могут использоваться для поиска одного спутника, чтобы ускорить время его захвата. После того, как сигнал хотя бы от одного спутника будет получен и разобран, приемник будет иметь полную информацию об альманахе всей группировки и, по сути, перейдет к «теплому» старту. При «теплом» старте, приемник, включенный после 6-и часов бездействия, начнет «поиск» сигналов спутников, используя значение текущего времени и данные, хранящегося в памяти, альманаха. Будет осуществляться поиск только тех спутников, которых, по теоретическим расчетам находятся в видимом полушарии и должны быть доступны приемнику. Соответственно, известен достаточно узкий диапазон частот и временный задержек, который требуется просканировать в процессе поиска сигналов. Эта информация существенно ускоряет время захвата спутников, по сравнению с «холодным» стартом, когда поиск ведется на широком диапазоне всех возможных значений задержек и частот. В приемниках «Garmin» для контроля текущего использования спутников существует страница «Satellites», на которой отображается информация о местоположении спутников и индикатор уровня сигнала. Когда спутник только захвачен, но еще не используется в подсчете позиции, этот индикатор имеет «прозрачный» вид. После того, как эфемериды полностью получены и декодированы, спутник может использоваться в подсчете позиции. Стоит отметить, что в момент включения, многоканальный приемника начинает поиск сигналов с нескольких спутников одновременно. Информация передаваемая со спутников привязана к единой шкале времени, содержит одинаковую структуру и достигает антенны приемника, примерно в одно и тоже время. Поэтому данные эфемерид, одновременно захваченных спутников, поступят в приемник почти что одновременно. Если количество таких спутников более или равняется трем, то это позволяет приемнику сразу же рассчитать позицию. В случае, когда сигналы блокируются высокими зданиями или густой листвой, то может потребоваться достаточно длительное время на определение позиции. Наличие полностью полученных эфемерид, не гарантирует использование этого спутник в подсчете позиции. Информация передаваемая в эфемеридах может быть неправильной, ошибочной, либо связанной с неисправностью в работе спутника. В это случае, индикатора «здоровья» передаваемых в данных эфемерид и альманаха, информирует приемник, что сигналы с этого спутника нельзя использовать в подсчете позиции. Это может быть связано не только с неисправностью спутника, но и диагностическими работами проводимыми на его борту, процессом ввода его в эксплуатацию или тестированием новых режимов. «Горячий» старт связан с кратковременным выключением приемника (до 6-и часов) не требует длительного времени на определение позиции. Это объясняется тем, что полученные ранее эфемериды содержат «свежие» данные, используемые для определения точных координат спутников и могут использовать в вычислении позиции. В случае включения прибора после порогового времени, эфемериды рассматриваются устаревшими и начинает действовать принцип «теплого» старта. Если на момент включения приемника видимыми остались менее 3-и спутников со «свежими» эфемеридами, то для определения позиции потребуется некоторое время на сбор данных эфемерид нового спутника. Данные эфемерид передаются в составе трех пакетов. Каждый из пакетов содержит одинаковый временной идентификатор (IOD – issue of data) по которому можно объединить общую информацию. Информация эфемерид передаваемая со спутников каждые 30 секунд, изменяется раз в 2 часа, и содержит одинаковый на это время IOD. Если один из пакетов был пропущен, либо получен с ошибками, то можно выделить аналогичный пакет из следующего сообщения, проверить его идентификатор и не дожидаясь следующих пакетов, использовать его с ранее полученными. Это позволяет приемнику ускорить время «старта». Существует минимальное возможное время, необходимое приемнику на «старт», и это определяется структурой передаваемого сигнала со спутников. Производители навигационной аппаратуры, используя стандартные методы навигации, могут приблизиться к этому времени, но уменьшить его не смогут. Одним из методов, предназначенных для решения этой проблемы, является Assisted-GPS (A-GPS). Его принцип заключается в вычисление точного местоположения спутников без информации эфемерид, на получении которых требуется время. Вычисление осуществляется на использовании точных моделей орбит спутников, доступных через специальные Интернет - сервисы. С другой стороны, максимальное время «старта» может значительно превышать заявленное в технической спецификации на навигатор время. Это объясняется окружающими условиями, в которых происходит «захват» спутников и «старт» приемника. Если приемник находится в условиях сильной многолучевости вызванной густой листвой деревьев, или близкорасположенными зданиями, то навигационных сигнал подвергается внешнему воздействию, содержит ошибки и неправильно декодируется. В условиях городских «каньенов», когда над приемником «нависают» высокие здания и виден только небольшой сектор неба, количество спутников доступных для использования резко ограничивается. Более, того геометрический фактор этих спутников, являющийся одним из критериев точно определения позиции, сильно ухудшается. Все эти условия могут значительно увеличить время «старта» приемника. Источник: GPS portal 21.07.2008 “Реалистичный вид” - это новый пользовательский интерфейс компании Navigon, который был продемонстрирован на моделях Navigon  7100, 7110, 5100, и 5110. Это пока не настоящие 3D навигационные карты ( которые уже существуют в Японии), а лишь высококачественная картинка важной транспортной развязки. Такие 3D слайды будут появляться перед сложными транспортными развязками для облегчения пространственной ориентации водителя. В целом остальные навигационные функции программы останутся неизменными Краткие характеристики: Navigon  71xx и 51xx: •     Операционная система: Microsoft Windows CE 5.0 •     GPS чипсет: SiRF Star III •     Дисплей : модель 7100 и 7110- 4.3 дюйма в соотношение 16:9; модель 5100 и 5110-3.5 дюйма в сооотношение 4:3 •     Процессор: Samsung 400MHz •     Размеры: модель 7100 и 7110: 130 x 90 x 23 мм;  модель 5100 и 5110: 107 x 82 x 21 мм •     Вес: 7100 и 7110 - 200 г, 5100 и 5110-180 г •     Память: 64ROM/64RAM •     Батарея: 4.5 часа непрерывной работы, емкость - 1200mAh •     Bluetooth: Hands free в линейке 71xx •     TMC: свободная подписка ( в России не функционирует) Кроме того, оба устройства адаптированы к пониманию голосовых команд и имеют функцию объявления уличных названий голосом. 18.07.2008 Автор: Пер Энге Источник: ежемесячный научно-инфрмационный журнал В МИРЕ НАУКИ Более 300 млн. человек в мире пользуются системой GPS, с помощью которой путешественник может определять свои координаты, а пилот посадить самолет в зоне с нулевой видимостью. В ближайшее десятилетие возможности глобальной системы позиционирования значительно расширятся. Возможности системы глобального позиционирования в ближайшие 10 лет станут намного шире. Пользователь сможет определять свои координаты с точностью до метра. Возможности системы GPS будут расширяться за счет модернизации, подразумевающей: введение дополнительных каналов сигнала на спутнике, увеличение мощности сигнала и усовершенствование системы его коррекции, использование направленных антенн, а также интеграцию с телевизионными и телефонными сотовыми сетями. Ее новыми возможностями в первую очередь смогут воспользоваться военные, для которых она и создавалась. Самолеты военно-морских сил США смогут приземляться на палубу авианосца в полной темноте. Система сможет отслеживать местонахождение воздушных судов на всем протяжении полета. В ближайшее время GPS поможет контролировать движение автомобильного транспорта, обеспечивая безопасность дорожного движения, усовершенствованная система сможет быть применена в электроэнергетике, в телекоммуникациях, при добыче полезных ископаемых, картографии и даже в сельском хозяйстве. Кроме того, любой путешественник сможет воспользоваться GPS на всей территории земного шара. Небо ограничивает Создание глобальной системы позиционирования началось в США в 1978 г. с запуска первого спутника Navstar. В то время министерство обороны решило помочь 40 тыс. американским военнослужащим научиться определять свои координаты на земле, в воде и воздухе. Лишь в 80-х гг. картографы и геофизики получили доступ к сигналам спутников, а гражданские лица стали пользоваться системой с начала 90-х гг., когда на орбите находились 24 спутника системы GPS. Сегодня около 30 млн. человек используют GPS-навигацию, благодаря которой капитаны судов, водители автомобилей и любители приключений определяют свои координаты. В магазинах каждый месяц продается около 200 тыс. приемников. В 2003 г. по всему миру их продано на $3,5 млрд., и, по прогнозам маркетинговой фирмы Frost@Sallivan, с 2010 г. ежегодные показатели могут вырасти до $10 млрд. (Цифры не включают доходы от предприятий, работающих в отрасли.) Более 50% оборудования приобретают частные лица, 40% – коммерческие структуры, и лишь 8% –военные. Америка не одинока, разворачивая космические навигационные системы. В период «холодной войны» Россия разместила на космической орбите спутники Glonass. В ближайшее время эта отрасль будет стремительно развиваться и GPS-приемниками будут оборудованы как легковые автомобили, так и мобильные телефоны. Вскоре стартует европейский проект Galileo, который может произвести передел рынка спутниковой навигации. Приобретя GPS-приемник стоимостью в $100, человек может рассчитывать на отклонение в 5–10 м. Армейские приборы позволяют определять местонахождение с точностью до 5 м. Если же GPS-приемник получает сигнал от наземной станции и проводит соответствующую коррекцию данных, его точность возрастает до 0,5 м. Информационный дождь из космоса Чтобы понять, что нас ждет в будущем, давайте разберемся, чем мы располагаем сегодня. Спутники передают сигналы двух видов. Один из них несет информацию о местонахождении спутника и времени передачи сигнала. Он принимается стационарными наземными станциями, обрабатывается и отправляется на спутник, который передает его всем пользователям системы. Второй сигнал – код, необходимый для определения времени передачи сигнала. Создатели системы называют его псевдослучайным шумом. Чтобы преодолеть расстояние в 20 тыс. км, сигналу требуется время. Если пользователь сможет с помощью своего приемника, в который заложен код, определить время его отправления, то несложно будет зафиксировать время его прохождения и, умножив полученные данные на скорость распространения, рассчитать расстояние до спутника. Если в GPS-премник установить часы, то, получив удаление от трех спутников, пользователь сможет определить широту, долготу и высоту своего местонахождения. Сигнал, идущий от спутников, напоминает три сферы, пересекающиеся в различное время в разных точках. Для пользователя, находящегося на Земле, существует только один момент их соприкосновения в данный промежуток времени. Для более слаженной синхронизации сигнала на спутниках установлены атомные часы, обеспечивающие точность хода до одной миллиардной. В большинстве GPS-приемников они могут отставать на одну или более секунд в день. Можно подсчитать, что ошибка всего в одну секунду изменит расстояние от спутника до пользователя на 300 тыс. км. Инженеры называют процесс измерения расстояния между спутником и пользователем псевдоизмерением. Дело в том, что погрешность присутствует и в сигналах от четырех спутников, в результате чего мы получаем четыре уравнения с четырьмя неизвестными. Современные GPS-приемники способны учитывать доплеровский эффект в случае, если измерения проводятся в движении. При перемещении приемника в сторону распространения волны ее длина становится больше, а при встречном ходе – меньше. Каждый спутник напоминает скоростной поезд. Если он движется на вас, то его гудок по мере приближения становится громче, а если удаляется, то сигнал теряет мощность. Учитывая данный эффект, можно получить скорость движения GPS-приемника. Такой метод измерения скорости очень точен. Таким образом, GPS-приемники определяют три координаты и три вектора скорости, а также производят синхронизацию времени через сеть. При этом сами приемники не передают сигналов в эфир. В скором времени GPS будут оборудованы сотовые телефоны, что приведет к подорожанию последних всего на $5. Преодолевая ионосферу Спутники GPS-системы передают сигнал, обладающий классической синусоидальной формой, на обычной радиочастоте. Сейчас на микроволновой частоте передаются два сигнала – L-1, L-2. Канал L-1 доступен для всех. Считается, что он предназначен для гражданских пользователей, хотя и военные про него не забывают. Канал L-2 предназначен для военнослужащих. Гражданские пользователи принимают на свои GPS-приемники этот канал, но в силу того, что они не имеют доступа к PRN-коду, возникает ошибка в позиционировании. Только дорогие приемники позволяют гражданским пользователям работать в диапазоне L-2. Поэтому большинство из них принимает сигнал L-1, позволяющий точно определять координаты от 5 до 10 м. Сложности при приеме сигнала вызваны главным образом тем, что радиоволны на своем пути преодолевают ионосферу Земли, которая представляет собой плазменное облако, образованное Солнечным ветром. Ее границы простираются от 70 до 1300 км над поверхностью Земли, и при прохождении через ионосферу радиосигналы ослабляются и искажаются. В ночное время, когда ионосфера находится в состоянии покоя, задержка передачи сигнала составляет 1 м, а днем, когда активность плазмы высока, – более 10 м. Для того чтобы минимизировать влияние ионосферы, используют дифференцированный D-GPS. В такой схеме используются два приемника: один мобильный, а второй находится в точке с известными координатами. Данные, поступающие с этих GPS, сравниваются и обрабатываются, после чего происходит корректировка показаний мобильного приемника. Чем ближе они находятся, тем точнее определяются координаты. Сильные и направленные сигналы Начиная с 2005 г. спутники будут передавать дополнительные сигналы, которые помогут исключить помехи от ионосферы. По два сигнала добавятся к военным L-1 и L-2 и один – к гражданскому L-1, а существующие ныне сигналы не претерпят каких-либо изменений. Следующий этап совершенствования системы начнется в 2008 г. Спутники будут передавать еще один гражданский сигнал L-5, который будет в 5 раз более мощным, чем сейчас. Сдвоенный сигнал позволит минимизировать влияние ионосферы. GPS-приемники будущего смогут сравнивать искажения двух сигналов, внося необходимые коррективы в расчеты. Операторы, использующие D-GPS-приемники, также окажутся в выигрыше. Напомним, что точность работы D-GPS-системы снижается по мере того, как увеличивается расстояние между фиксированным приемником и мобильным GPS. Это связано с тем что на приемники попадают сигналы от спутников, прошедшие через разные слои ионосферы. При работе с двумя сигналами мобильный GPS способен оценить влияние ионосферы, а данные от фиксированного приемника помогут свести к минимуму остальные погрешности, которые могут составлять от 30 до 50 см. Чтобы получить точность позиционирования в пределах сантиметров илидаже миллиметров, пользователи могут воспользоваться D-GPS-приемниками. Их современные модели, имея связь со стационарной станцией по радиоканалу, передают сведения о своем местонахождении и получают откорректированные данные. Длина волны, на которой ведется передача сигнала со спутника, составляет 19 см. Приемник может измерить время получения сигнала с точностью до 1%. В абсолютном выражении эта величина составит несколько миллиметров. Для проведения более точных измерений приемник должен идентифицировать волну сигнала со спутника. Современные GPS сопоставляют сигналы от спутников по каналам L-1 и L-2. В системе GPS длины волн отличаются на 85 см, что позволяет проводить измерения с точностью до 8 мм. Надежность такой системы измерения в сотни раз больше, чем у систем, работающих с PRN-кодами. Их предел – 50 см. D-GPS приемники, работающие с одним каналом L-1, обеспечивают точность измерения до 19 см. Дорогие модели GPS имеют возможность повысить точность измерения посредством сопоставления частот сигналов, поступающих по каналам L-1 и L-2. С началом передачи дополнительных сигналов со спутников существенно возрастет точность и надежность работы GPS-приемников. Гражданские пользователи получат доступ к открытой части канала L-2 и новому каналу L-5. В будущем GPS смогут производить сравнение трех пар каналов (L-1 с L-2, L-2 с L-5, L-2 с L-5L). Полеты с GPS Какие еще возможности откроются перед пользователями GPS? Федеральное управление гражданской авиации США разрабатывает новые правила полетов с использованием системы GPS. Многие самолеты уже оснащены подобными приемниками, но возможности их использования ограниченны. Новое оборудование позволит производить посадку при нулевой видимости. Однако для этого потребуется, что бы, во-первых, в любой ситуации пилот учитывал, что показания приборов не всегда соответствуют реальному местонахождению самолета, и в экстренных случаях вносил поправки в режим полета. (При посадке отклонение от заданной траектории не должно превышать 10 м.) Во-вторых, авиационные системы должны иметь очень высокую степень надежности. Представители Федерального управления гражданской авиации США предложили две системы, основанные на базе D-GPS-технологии. В наземную часть комплекса входят приемно-передающие антенны, связанные с центром управления. В 2003 г. появилась сеть наземных станций WAAS, которая позволяет в режиме реального времени корректировать координаты всех пользователей GPS. (Над подобными системами работают инженеры Европы, Китая, Японии, Индии, Австралии и Бразилии.) В случае ошибки WAAS в течение 7 секунд вносит коррекцию в D-GPS-пользователя. Благодаря этому при заходе на посадку пилот может вести самолет до высоты 100 м. В зоне аэропорта экипаж переходит на режим пилотирования с использованием наземного навигационного оборудования. Со временем навигационные комплексы LAAS, работающие в коротковолновом диапазоне, смогут обеспечить приземление при нулевой видимости с использованием канала L-5. Военно-морские силы США разрабатывают для авианосцев систему точного наведения и посадки самолета JPALS, в основе которой лежит принцип D-GPS-системы, работающей с каналами L-1 и L-2. При заходе на посадку и приземлении летчик морской авиации должен контролировать расстояние до палубы авианосца с точностью до 1 м, чтобы специальный крюк на корпусе самолета смог зацепить тормозной канат. Испытания системы JPALS начнутся в 2006 г. Ученые и инженеры уже трудятся над созданием GPS-системы третьего поколения. Запуск новых спутников произойдет не ранее 2012 г. За счет использования спутниковой связи и установки на них более мощных вычислительных комплексов существенно расширятся u1074 возможности системы.   << пред   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   след >>