GPS – Что это такое?

Кто не слышал о GPS? Эти буквы постепенно перешли из лексикона узкой сферы специалистов в ежедневную речь обычных людей, которые так или иначе хотят приобщиться к удобству современных технологий. Но все ли знают, что это такое и с чем его едят?…

Часто меня спрашивают странные вопросы: «у меня в таком-то телефоне есть GPRS, что мне сделать, чтобы увидеть, где я нахожусь на карте?» или «у меня в телефоне есть GPS, но я не могу настроить доступ в Интернет». Такие случаи – издержки технической речи, изобилующей схожими сокращениями, но это же и банальное непонимание многими людьми самих основ навигации, не говоря уж о выборе идеального для своих целей устройства.

Видя такую ситуацию и желая помочь покупателям в поиске лучшего для себя средства от трудностей путешествий по незнакомой местности, было решено создать статью, в которой содержалась бы вся необходимая информация для выбора навигационного решения под нужды конкретных людей. Для достижения поставленной цели мы упорядочили современные GPS-навигаторы по их типам и обобщили некоторую теоретическую информацию о позиционировании, которая поможет всем интересующимся лучше понять основы навигации.

Историческая справка

Идея создания спутниковой радионавигационной системы родилась ещё в 50-е годы, когда в СССР был запущен первый искусственный спутник Земли. Группа американских учёных, во главе с Ричардом Кершнером, наблюдала сигнал, исходящий от первого спутника, и обнаружила, что благодаря эффекту Доплера, частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и понижается при его отдалении. Они открыли, что, точно зная свои координаты на Земле, можно измерять положение спутника, и обратно, точно зная положение спутника, можно определять собственные координаты.

Но реализована эта идея была по прошествии примерно 20 лет. Первый тестовый спутник выведен на орбиту 14 июля 1974 г., а 22 февраля 1978 г. запущен первый спутник орбитальной группировки. В период между 1978 и 1980 г. орбитальная группировка достигла 6 спутников, а 6 января 1980 начато частичное использование GPS. Последний из всех 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в конце 1993 г., а навигационная система была полностью готова к 17 января 1994 г.

Первоначально GPS разрабатывался как чисто военный проект. Но после 1983 г., президент США разрешил частичное использование системы для гражданских целей, но точность была намеренно «загрублена» специальным алгоритмом. Поскольку появилась информация о том, что некоторые компании расшифровали алгоритм «загрубления» точности и с успехом компенсировали эту составляющую ошибки, в 2000 г. это «загрубление» точности было отменено президентом США.

Википедия

Так в чем же суть навигации?

Сформулируем в двух словах основы навигации. Она предназначена для определения положения какого-либо объекта на земле, оснащенного приемником. Делается это с помощью сигналов от нескольких орбитальных спутников системы, находящихся в этот момент в зоне видимости. Для точного определения координат необходимо хотя бы 3 спутника, а идеальная точность обеспечивается четырьмя спутниками. Впрочем, это все техническая информация. Пользователю нужно лишь знать, что ему необходимо устройство, способное принимать сигналы навигационных спутников. Еще ему нужно помнить, что, как и в случае с мобильной связью, есть препятствия, осложняющие работу навигационных приборов: стены зданий, сложный рельеф, источники посторонних магнитных импульсов.

Системы навигации жизненно необходимы очень многим и в разных ситуациях, начиная с поиска угнанных машин и заканчивая хождением кораблей в открытом море. С помощью самих сигналов пользователи получают возможность узнать свое географическое местоположение с точностью до 10 м, а иногда и еще точнее. Для прокладки же маршрута необходимо специальное программное обеспечение, которое зачастую не входит в стоимость оборудования, но без него теряется большая часть пользы от всей системы.

GPS и ГЛОНАСС

В настоящее время синонимом слова «навигация» стало название самой развитой из существующих систем – GPS.

GPS (Global Positioning System – глобальная система позиционирования), разработанная американцами система спутниковой навигации. В 2000 г. стала полностью пригодна к коммерческому использованию. Завершенность системы и пригодность для самых разных целей без каких-либо ограничений привела к монополизму GPS на рынке позиционирования.

ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) – российский аналог GPS. Идея создания полноценного конкурента давно витала в нашей стране, и сейчас она очень близка к воплощению. Постепенно вводятся в строй все новые спутники, что уже примерно через 4 года позволит каждому человеку выбрать ту систему, которую он считает лучшей – GPS или ГЛОНАСС.

Пока же ситуация безальтернативна: если вам нужна навигация, то ищите устройство с пометкой GPS.

Типы навигационных систем в зависимости от сферы применения

Кто и для чего может использовать навигационные системы? Список рискует оказаться гораздо шире, чем вы это себе представляли. Сразу стоит оговориться, что мы не будем рассматривать встроенные решения, а сосредоточимся исключительно на дополнительном навигационном оборудовании.

– Авиационные системы.

Эта категория максимально далека от широких слоев населения, но исторически это одна из важнейших сфер применения навигационных устройств наряду с морской навигацией. Для успешного применения в малых воздушных судах (учебно-тренировочные и прогулочные самолеты, вертолеты) системы оснащены всевозможными функциями, так или иначе дающими информацию о рельефе земли, метеорологических условиях и пр.

– Морские системы.

Существуют в самых разных вариантах и используются на транспортных средствах от одноместной лодки до прогулочной яхты. Нетрудно догадаться, что основной упор делается на специальные карты, учитывающие рельеф дна, погодные условия, судоходные пути и многое другое, что может пригодиться в водной стихии.

– Пешеходные навигаторы.

Предназначены для длительного автономного использования в условиях пеших путешествий. С этим связаны основные характеристики: небольшой (часто черно-белый) дисплей с низким энергопотреблением, компактный корпус, пыле- и влагозащищенность, работа от сменных батарей (тип АА).

– Наручные навигаторы.

Их используют для спортивного ориентирования, скалолазания, бега. Это не столько навигаторы, сколько универсальные устройства для спорта, где в максимально компактном корпусе сосредоточены соответствующие функции: GPS, секундомер, альтиметр и т.п.

– Мотоциклетные навигаторы.

Сделаны по образу и подобию автомобильных навигаторов с небольшими изменениями: корпус компактнее и имеет специальное крепление на руль, а питание - автономное на батарейках.

– Навигаторы в мобильных телефонах.

Эту категорию нельзя назвать достаточно самостоятельной. По сути, это смесь высокой функциональности автомобильных навигаторов, компактности и длительной автономности пешеходных навигаторов.

– Автомобильные навигаторы.

Самый популярный класс современных навигационных систем, спрос на который растет с невероятной скоростью. Основы этого типа устройств: большой цветной дисплей, питание от бортовой сети автомобиля, богатство предоставляемых карт, отсутствие какой-либо защиты от внешней среды, развитое голосовое сопровождение навигации.

Именно этот вид навигаторов и будет подробно рассмотрен нами, в следующем обзоре…