Обшая информация о GPS приемнике

О системе GPS
GPS (Global Postioning System, кодовое название - NAVSTAR) - спутниковая система, разработанная и обслуживаемая Министерством Обороны США. Предоставляет возможность точного определения своего местоположения на земной поверхности абонентам с GPS приемниками. Система предназначена как для использования в военных целях, так и для решения задач в интересах корпораций и граждан. В мае 2000г. решением президента США были сняты все ограничения, которые прежде намеренно вводились с целью снизить точность определения координат бытовыми (не военными) устройствами. В России тоже есть своя навигационная система - ГЛОНАСС, которая пока не нашла широкого применения у широкого круга пользователей из-за отсутствия GPS приемников, которые принимают сигналы ГЛОНАСС.
Хотя стоит заметить, что ситуация в 2006 г налала меняться. Несколько производителей чипов для GPS приемников предложили свои разработки, которые принимают сигналы сразу нескольких навигационных систем.
При включении GPS приемника после достаточно долгого перерыва (т.н. "холодный старт"), приемник начинает принимать сигнал со спутников и определять, какие именно спутники из всей группировки доступны из этого местоположения. Группа спутников, видимых в данной точке называется "альманахом". После выключения, GPS приемник некоторое время держит в памяти последний альманах и в случае повторного включения после кратковременного перерыва, время, необходимое для приема сигналов и расчета координат существенно снижается ("горячий старт").
Точность определения координат GPS приемниками (навигаторами) составляет в любую погоду и в любой точке земного шара около 5-15 метров. Постоянно отслеживая Ваше местоположение в течение некоторого времени, GPS приемник также может рассчитать скорость и направление Вашего движения. Платить за использование такой системой приходится только налогоплательщикам США.
Кому нужен GPS приемник
Туристам и рыболовам - тем, кто предпочитает отдыхать вдали от дома, суеты шумного города, душной квартиры и прочих благ цивилизации;
Любители экстремальных путешествий, парапланеристам и яхтсменам;
Автомобилистам - при поездках по незнакомому городу или местности.
GPS приемник не позволит заблудиться, всегда подскажет дорогу и точное время. Вы можете запомнить координаты места, например при входе в лес, и уже можно не беспокоиться о том, как вернуться назад. GPS приемник будет постоянно вычерчивать на экране пройденный путь. В память GPS приемника можно заносить необходимые сведения, например грибные места в лесу или место, где хорошо клюет в озере или море. Специалисты, имея старые карты, умудряются искать клады.
Кроме координат, GPS приемник предоставляет и другую полезную информацию: максимальную и среднюю скорость движения; стороны света; конечную точку маршрута и время, через которое вы в ней окажетесь.
Здесь необходимо дать определение, что такое GPS приемник. Строго говоря, GPS приемник это устройство, которое принимает сигналы от навигационных спутников и подвергает их минимально необходимой обработке с тем, чтобы обеспечить в соответствии с установленным стандартом (протоколом) передачу в комьютер, где эти сигналы будут совмещены с картой и будут должным образом преобразованы для нашего удобного восприятия. GPS приемник в совокупности с компьютером, обрабатывающим навигационные сигналы, в общем случае представляет собой распределенную систему, которую часто называют GPS навигатором.
Такой навигатор может иметь вынесенную антенну или непосредственно приемник GPS сигналов может располагаться отдельно от устройства, в котором данные такого приемника используются.
Однако часто используют вместо GPS навигатора термин GPS приемник. Чаще тогда, когда в одном устройстве расположена антенна, устройство обработки сигнала, компьютер и устройство отображения.
Что конкретно подразумевается под термином GPS приемник как правило понятно из контекста.
Выпускаемые сегодня модели GPS приемников можно подключать к настольному или карманному компьютеру (КПК), что позволяет загружать в электронные карты и точки планируемого маршрута, а также считывать по окончании путешествия пройденную трассу
Все это базовые функции, имеются и у самых простых, и у более сложных устройств. Во втором случае мы имеем более широкие картографические возможности и дополнительные свойства. Например, в GPS навигатор могут встраиваться: барометрический высотомер, магнитный компас (направление на север в обычном GPS приемнике определяется только при движении по прямой линии), звуковой сигнал, поддержка картриджей расширения памяти, а также расчет времени восхода и захода солнца, ведение календаря, калькулятор охотника и рыболова и т. п, как у GPS навигаторов компании Garmin.
Отдельно следует отметить использование GPS приемников в автомобилях. В условиях крупного города, если Ваши поездки не ограничиваются поездками в ближайший супермаркет или на дачу по одному и тому же маршруту, то у Вас очевидно имеется печальный опыт поиска дороги к конечной точке маршрута по карте города, которая может быть выпущена 5 и более лет назад, или с помощью "более опытных" водителей. Для того, чтобы определиться на местности и выбрать дальнейшее направление движения Вы вынуждены останавливаться и заниматься прокладкой маршрута по тем или иным причинам по нескольку раз. Все это требует времени и не доставляет удовольствия. GPS приемник в автомобиле, подключенный к КПК с установленной GPS программой и картами, почти полностью снимает с водителя заботу о выборе направления движения. Звуковые и визуальные подсказки сопровождают Вас на маршруте. Если Вы случайно проехали необходимый поворот, то новый маршрут с ранее выбранной конечной точкой будет построен автоматически.
Какие бывают GPS приемники
Одноканальным GPS приемникам приходиться осуществлять последовательно захват каждого GPS спутника. По этому каналу осуществляется как слежение за спутниками, так и передача технической информации о состоянии спутника и системы в целом. Многоканальные GPS приемники используют несколько каналов для слежения за несколькими спутниками одновременно.
Многоканальные GPS приемники работают более эффективно, чем одноканальные. В идеальных условиях, со стационарно расположенным GPS приемником, когда нет никаких препятствий закрывающих видимость спутников, многолучёвого переотражения или других факторов снижающих точность, разница практически будет незаметна. Однако в реальных условиях, когда GPS приемник передвигается вместе с Вами или сигнал от спутников может прерываться, GPS приемник с большим числом каналов будет работать лучше.
Вам необходимо иметь, по крайней мере, 4-х или 8-и канальный GPS приемник для выполнения высокоточных работ с использованием фазовых измерений. Следует заметить, что большинство выпускаемых GPS приемников по крайней мере 8 или 12 канальные.
В настоящее время, например, компании Trimble и Globalsat предлагают GPS приемники с 9 или 12 и даже 20 каналами, например GPS приемник BT-338. Подробный обзор чипсета SirfIII и GPS приемника BT-338 здесь. Однако, на практике редко можно встретить место, где одновременно наблюдается более 9 спутников. GPS приемники, которые могут отслеживать по крайней мере 8 спутников одновременно вполне подходят для большинства приложений. Вместе с тем в условиях плотной городской застройки важную роль играют переотраженные сигналы. Для этого случая более эффективно работает GPS приемник с большим числом каналов.
Вам необходимо определиться, какой группы GPS приемник Вам необходим.
Карманные GPS навигаторы
Портативные навигаторы позволяют ориентироваться по точкам, прокладывать маршруты и отслеживать пройденный путь. Некоторые модели имеют возможность загрузки карт. Память для карт может составлять в этих моделях 8 - 24 МБ. В среднем карта одной области России занимает от 1 до 4 МБ. Функции электронного компаса и барометрического высотомера, как правило, имеются. В туристическом походе, на охоте или рыбалке карта не столь актуальна (ну какая может быть карта для водной глади?), то подойдут модели без памяти для карт, но зато защищTнные от влаги. Чаще всего стоит задача вернуться в исходную точку, которую можно внести в память перед отправлением. Эти компактные приборы легко ложатся в ладонь, могут переноситься в кармане, не занимают много места в рюкзаке. К такой группе можно отнести серию eTrex от фирмы Garmin, серию "трехсотых" приборов от MAGELLAN, GM100 от HOLUX.
Носимые GPS навигаторы
Эти приборы имеют несколько большие габариты, как правило, больший по размеру экран, а также возможность работы с выносной антенной. Для переноски навигаторов этой группы используют специальные чехлы с креплением на поясе. К этой группе относятся приборы GPS 12, GPS 72, GPS 76 и eMap от Garmin, iFinder от Lowrance
Для установки в автомобиль
В автомобиле можно использовать почти любые навигаторы, поддерживающие картографию, но есть и специализированные модели. Такие приборы которые размещаются на приборной панели автомобиля иногда работают с выносной антенной и имеют большой черно-белый или цветной экран. Сюда можно отнести модели Street Pilot, GPS 128/126, GPSMAP276, LMS320 (эхолот GPS) и много других моделей от разных фирм-производителей.
Для катеров и яхт
Владельцам катеров и яхт система навигации просто необходима. Для тех кто ищет серьезное оборудование для использования не только на реке, но и на море лучше использовать навигационное оборудование Furuno. Оно может быть объединено в сеть, включающую GPS модуль, эхолот, локатор и картплоттер - дисплей, отображающий карты. Данная система поддерживает картографический стандарт c-map. Морские и речные карты в данном формате наиболее совершенны и, что немаловажно, доступны. Выбор приборов этой группы очень большой. Это RAYTHEON, INTERPHASE и множество других комплексов
На базе КПК
GPS навигационные комплекты на базе КПК используют встроенный GPS приемник, например Pocket LOOX N520, или внешний GPS приемник, например ВТ-308, соединяющийся с КПК, как правило, через Bluetooth. Навигаторы также могут встраиваться в различные системы такие, как противоугонные комплексы или системы мониторинга грузового транспорта.
GPS навигаторы для автомобилей
Ряд зарубежный компаний накопили большой опыт в разработке GPS навигаторов для автомобилей. Это прежде всего компания Garmin. Для загрузки в GPS приемники картографической информации компания Garmin предлагает серию программных продуктов MapSource, включающих электронные карты нескольких уровней детализации и программную оболочку. Подробные карты составлены только для Северной Америки, Европы и Австралии.
Россия представлена программой "Дороги России с маршрутизацией". К недостаткам программного обеспечения Garmin можно отнести отсутствие должной поддержки после приобретения достаточно дорогого лицензионного продукта.
Следует иметь в виду, что у лидеров-производителей навигационного оборудования существует специальная маркетинговая политика. Потребитель не должен получить прибор, удовлетворяющий его по всем параметрам (помните девиз автосервиса - "сделал хорошо - потерял клиента"). Это иногда вынуждает потребителей покупать по два, а то и по три прибора. Новые модели создаются с таким расчетом, чтобы они не вытесняли полностью с рынка старые. Исходя из вышесказанного, не пытайтесь найти прибор у производителей навигационного оборудования, отвечающий всем вашим требованиям.
Владельцы КПК здесь имеют некоторые преимущества.
Во первых, изделия производителей навигационного оборудования, как правило, имеют узкую специализацию. Пользователь не может поменять программное обеспечение или, например, играть в компьютерные игры на таких устройствах.
Во вторых, такие навигационные комплекты, за редким исключением, предусматривают стационарную установку на автомобиле. В условиях России стационарную электронику используют редко, особенно если владелец оставляет свой автомобиль на улице на долгое время без присмотра.
В третьих, владельцы КПК могут проводить обновление версий программного обеспечения и обновление навигационных карт через Интернет(возможность предоставляется компанией разработчиком легальным пользователям), самостоятельно могут сменить используемую программу или использовать другие карты. Существуют программы, позволяющие создавать такие карты самостоятельно, в том числе с использованием снимков местности, полученных со спутников зондирования Земли.
В четвертых, размер памяти такого навигационного оборудования фиксирован и может составлять 4 - 40 Мб, в последних моделях, например GARMIN QUEST, 256 Мб. Размер памяти КПК практически не ограничен, если учесть тот факт, что каждый КПК имеет слот для карт памяти. Объемом СD в 1 Гб и 4 Гб сейчас никого не удивишь. На таком носителе пользователь КПК хранит устанавливаемые программы, карты, файлы в Мp3, электронную почту и др.
В пятых прокладка маршрута на КПК может осуществляться с учетом информации о пробках и ремонтах дорог, получаемой через Интернет.
Недостатки GPS навигационных комплектов на базе КПК.
Данные навигационные комплекты не могут работать автономно долгое время. Время автономной работы определяется характеристиками КПК и составляет 4-5 часов без подзарядки. Однако, если учесть тот факт, что в автомобиле питание такого комплекта осуществляется от прикуривателя, то этот недостаток не кажется существенным.
Как правило КПК представляет собой довольно хрупкий прибор, не предназначенный для использования в полевых условиях: повышенной влажности, температуры ниже -5--10 градусов. Экран КПК может быть легко поврежден, так как является сенсорным и предназначен, в том числе для ввода информации.
Изучая характеристики навигационных комплектов навигационного оборудования от Garmin Вы можете самостоятельно сделать выбор с учетом специфики использования прибора.
Следует отметить, что в последнее время и производители навигационного оборудования и производители КПК стремятся сделать свои новые устройства многофункциональными. Сравнение характеристик многофункциональных устройств, выпущенных к середине 2006 г и оснащенных GPS приемником, читайте здесь.
GPS приемники и КПК
Для примера возьмем карманный компьютер на базе платформы Pocket PC 2002 или более новой Microsoft Windows Mobile, GPS приемник и программное обеспечение. При выборе КПК стоит задуматься о том, какой GPS приемник вы будете использовать. Сегодня индустрия выпускает GPS приемники с интерфейсом USB, с интерфейсами CF и SDIO, устанавливающиеся в слот расширения КПК или беспроводные с интерфейсом Bluetooth.
Каждый GPS приемник имеет число каналов, определяющее количество спутников, с которых он может принимать сигналы одновременно. Основные навигационные возможности и эксплуатационные характеристики почти у всех устройств одинаковы: двенадцать параллельных каналов приема радиосигналов со спутника, примерно одинаковое время "холодного" (45 с) и "теплого" (10-15 с) старта, одна и та же точность определения координат - около 15 м. Следует иметь в виду, что время холодного и теплого старта в движении могут увеличиться в несколько раз.
Можно так же приобрести КПК со встроенным GPS приемником, например КПК Mitac MIO 168.
В этом случае вы избежите возможных проблем с настройками, несовместимостью, сэкономите деньги и у вас останется в КПК свободный SD слот.
Возможно, еще вам потребуется GPS-антенна, как дополнение ко встроенной антенне GPS приемника. Она обеспечит вам уверенный сигнал даже в самом центре города, под деревьями и во дворах домов. Стоит такая антенна порядка 10 долларов, а пользы от нее очень много. Такие антенны делаются водонепроницаемыми с магнитом на донышке, чтобы их можно было устанавливать на крышу автомобиля и использовать в любую погоду.