Главная » 2008 » Март » 15 » О системе GPS
10:49
О системе GPS
Система GPS
Уважаемый читатель предлагаем Вам цикл статей, посвященный современным технологиям ориентирования, поиска и навигации. Многие слышали о технологии ХХ века, получившей грандиозное развитие в мире в XXI веке – GPS (Global Positioning System – Система Глобального Позиционирования). Этой системе мы посвятим цикл статей, надеемся что предложенный материал Вам понравится.

Историческая справка.
Изначально военный проект Американского правительства «Navstar» подразумевал управление боевой техникой и ракетами для точного позиционирования цели, при реализации проекта СОИ. Проект обошелся правительству в более чем 19 млрд. долларов и начал свое существование в 70х годах прошлого столетия. Чуть позже, в 80х годах, Американское правительство поняло, что этому проекту найдется обширное применение и в гражданской жизни. Мин. Обороны США создало два кода передачи данных для военного и гражданского использования, дабы предотвратить нападение на США, используя их собственную навигационную систему, для гражданского применения была введена погрешность. Эта погрешность составляла порядка 100м, что способствовало медленному развитию оборудования в гражданском секторе. 2 мая 2000 года ограничения, накладываемые на гражданский стандарт, были сняты правительством США. Правда, взамен были разработаны другие методы ограничения доступа к данным спутников. В результате точность определения координат для гражданских GPS приемников была повышена до диапазона в 10-20 метров. Теперь авиаторы, охотники, водители, туристы могут передвигаться по любым маршрутам на любой незнакомой территории. Рыбаки могут возвращаться на свои «прикормленные» места на озере или реке. GPS приемники в сочетании с передовыми технологиями смогут отвести Вас туда, куда Вы захотите пойти. Система GPS работает при любых погодных условиях по всему миру 24 часа в сутки. С ее помощью можно определять координаты и скорость подвижных объектов. За пользование услугами системы GPS не взимается ни абонентская плата, ни плата за подключение. Все, что нужно для пользования системой GPS - это приобрести GPS-приемник.

Кратко о технологии.
Космический сегмент, состоящий из 24 спутников системы GPS, вращаются вокруг Земли по круговым орбитам с частотой 2 оборота в сутки, передавая навигационные радиосигналы, в основе которых лежит определение времени прохождения радиосигнала. GPS-приемники принимают эти сигналы и вычисляют местоположение методом триангуляции. Приемник сравнивает время излучения сигнала со временем приема этого сигнала. Разность между этими величинами позволяет вычислить расстояние до спутника. Зная расстояние до нескольких спутников, GPS-приемник может определить свое местоположение и отобразить его на электронной карте. Принимая информацию, по крайней мере, от трех спутников, GPS-приемник может определить двухмерные координаты пользователя (широту и долготу). "Захватив" четыре и более спутников, прибор может определить трехмерные координаты (широту, долготу и высоту). Определив местоположение пользователя, приемник может вычислить такие величины как скорость, путевой угол, траекторию, пройденное расстояние, расстояние до конечного пункта, время восхода и захода солнца и многое другое.

Факторы, влияющие на точность определения координат.
Первые GPS приемники обладали массой факторов, влияющих на точность приема сигнала, вот основные из них:
• число видимых спутников
Чем больше спутников "видит" GPS-приемник, тем выше точность. Высотные здания, горная местность (ущелья), а иногда и густая листва могли препятствовать приему сигналов GPS, приводя к ошибкам в местоопределении или к его невозможности.
• отраженный сигнал
Это происходит, когда сигнал GPS отражается от объектов, таких как высокие здания или скалы и попадает в GPS-приемник. Увеличение времени прохождения отраженного сигнала приводит к возникновению ошибки.
• ошибка часов приемника
Встроенные часы GPS-приемника уступают в точности атомным часам, находящимся на борту спутников. Это может быть причиной небольших ошибок в определении времени прохождения сигнала.
Но технологии развиваются с каждым днем, приемники становятся меньше, мощнее и точнее, новые модели даже используют отраженный сигнал и могут работать под небольшими перекрытиями. Автор статьи имел опыт, когда приемник точно определял координаты даже под бетонной крышей дома. Украина в настоящее время вступает в эпоху бурного развития GPS-технологий. В настоящее время покупателю предлагается огромный выбор всевозможных GPS-навигаторов и GPS-приемников. Как разобраться в этом мире и что выбрать поможет этот цикл статей.

Кому нужна навигация
В предыдущей главе были рассмотрены принципы работы GPS систем, сейчас мы узнаем более подробно - кому же нужна эта технология.
Навигационные системы на основе GPS можно условно разделить на автомобильные и персональные. Причём, персональные стоит разделить на два сегмента потребителей «рыболовов, охотников» и «автопутешественников».
Приведём основные требования каждого сегмента:
Рыбаки, охотники: - возможность работы в сложных условиях (вода, грязь, пыль) - точный вектор направления – маршрут поиска - расстановка и обмен точек интереса, маршрутных точек (POI, WPT):
1. «примечательных мест» – уловистые или грибные места, капканы и т.п.
2. «мест возврата» – лагерь, автомобиль, причал .
Автопутешественники: − удобство и понятный интерфейс − удобное управление во время движения − точность навигации и прокладки маршрута (знаки и направления, точки интереса POI – вокзалы, магазины, заправки, гостиницы и т.п.) на проложенном маршруте и рядом − близость других примечательных объектов возле точки − варианты выбора и изменения маршрута.
Естественно каждый сегмент не отказался бы от полного смешения требуемых функций, но такого пока не существует. Реалии украинского рынка не позволяют сделать продукт такого же качества как в Европе или Америки. Наша страна только начинает свой путь к высоким технологиям в области GPS. Хотя имеющиеся продукты уже сильно приблизились по качеству к своим зарубежным аналогам и постоянно развиваются. Сложность подготовки точных GPS карт на территории бывшего Советского союза обусловлена военными тайнами нашего государства в прошлом. Например: совсем недавно рассекречены и разрешены в гражданском применении карты городов масштаба 1:10000, т.е. в 1 см – 10000 см (100 м!), на сегодняшний момент это считается самым точным масштабом. Карты, подготовленные и продаваемые Украинской геодезией, не радуют своим совершенством, и каждый производитель вынужден вручную перерисовывать дороги и здания со спутниковых карт. Этим обусловлена стоимость точных систем навигации в Украине. Стоит учесть также вариант встроенных навигационных систем – фактически монополистом по созданию баз данных и производству CD-ROM с цифровыми картами Европы является бельгийская фирма "Tele Atlas". Украина в настоящее время не находиться в списке приоритетных стран фирмы "Tele Atlas" для расширения картографического покрытия Европы. Последние данные компании Tele Atlas в отношении разработки карт Украины, стоят в очереди после разработки детальных карт России и Прибалтики, первые образцы Украины планируются на 2008 год. На сегодня в Украине доступны карты для многих производителей GPS приборов от Украинских представителей и разработчиков, наиболее популярные Garmin (США), Визиком (Украина), IGo My Way (Венгрия).
Категория: GPS навигатор | Просмотров: 915 | Добавил: MEDVED | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]