Тема «Спутниковые навигационные системы. GPS приемник»




 

Специальность 5B071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

 

Выполнил(а): студент группы РЭТ-133К, Маткеримов Н.С.

 

Проверил(а): Бекмагамбетова Ж.М.

 

Алматы 2016

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

  Введение  
  Спутниковые навигационные системы.  
  История развития  
  Принципы и функции работы GPS приемников  
  Недостатки GPS  
  Альтернативные системы GPS  
  Выводы и заключения  
  Список использованной литературы  

Введение

Я проходил практику в ДТОО «Институт космической техники и технологий» располагающегося по адресу: г. Алматы, ул Кисловодская, дом 34. Практика проходила в отделе «Лаборатория навигационных технологий» с 20.05.16. по 09.06.16 под непосредственным руководством Самсоненко А.И За время практики я ознакомился с деятельностью отдела, с основными оборудованиями спутниковой навигационной системы, с профессиональными и должностными обязанностями специалистов отдела, активно участвовал в хозяйственной деятельности организации, а также оказывал помощь специалистам. Полученные в результате прохождения практики знания и данные представлены в отчете.

Дочернее товарищество с ограниченной ответственностью «Институт космической техники и технологий» (далее - ДТОО «Институт космической техники и технологий») создано по приказу Национального космического агентства Республики Казахстан №65/ОД от 17.08.2009 года. ДТОО «Институт космической техники и технологий» было зарегистрировано 23 декабря 2009 года. Единственным Учредителем ДТОО «Институт космической техники и технологий» является Акционерное общество «Национальный центр космических исследований и технологий».

Основными направлениями деятельности ДТОО «Институт космической техники и технологий» являются: проведение фундаментальных, поисковых и прикладных исследований в области научно-технологического обеспечения создания космической техники и технологий; опытно-конструкторских работ по разработке и реализации математического, алгоритмического и программного обеспечения, технических, программно-технических и информационно-технологических, геоинформационных систем по профилю деятельности Института; производство монтажных, пуско-наладочных работ и эксплуатация информационных систем и систем радиосвязи, подсистем системы высокоточной спутниковой навигации, систем моделирования и управления космических комплексов и их элементов; испытание и оценка соответствия космической техники и ее составляющих требованиям, установленным техническими регламентами и стандартами в области космической деятельности; нормативное, методическое, метрологическое обеспечение исследовательских, проектно-конструкторских работ, разработка технических регламентов и стандартов.

В соответствии со Стратегическим планом ДТОО «Институт космической техники и технологий» на 2012-2015 годы определены следующие основные направления развития Института:

использование технологий имитационного моделирования для решения задач моделирования, проектирования и создания приборов, подсистем и оборудования космических аппаратов и космической инфраструктуры;

разработка научных приборов космических аппаратов и программно-методического обеспечения по обработке экспериментальных данных с научных приборов;

внедрение спутниковых навигационных технологий и низкоорбитальных космических систем связи для решения задач и проблем отраслей экономики Казахстана;

научно-методическое сопровождение процессов технического регулирования космической отрасли.

Структура ДТОО «Институт космической техники и технологий»:

В структуру Дочернего товарищества с ограниченной ответственностью «Институт космической техники и технологий» Акционерного общества «Национальный центр космических исследований и технологий» входят шесть лабораторий:

1. Лаборатория космических систем научного назначения (заведующий лабораторией - канд. техн. наук, доцент Инчин Александр Сергеевич)

Направление исследований - научно-методическое обеспечение и технологии обработки информации космической системы научного назначения (КСНН): формирование научных и прикладных задач для космического аппарата (КА) научного назначения, определение требований к бортовой научной аппаратуре для регистрации на КА параметров электромагнитного поля Земли, ионосферной плазмы, потоков радиации и космических лучей, разработка цифровых моделей и экспериментальных образцов бортовой научной аппаратуры КА, разработка методик и алгоритмов обработки и анализа информации с КА научного назначения для обнаружения ионосферных эффектов от различных наземных и космических источников, в том числе и от землетрясений, что является актуальным для Казахстана, значительная часть территории которого находится в сейсмически опасной зоне.

2. Лаборатория имитационного моделирования космических систем (заведующий лабораторией - Елубаев Сулеймен Актлеуович).

Направление исследований – разработка программно-математического обеспечения и имитационных моделей систем управления КА различного назначения, разработка методов ориентации космических аппаратов на околоземных орбитах, разработка математического обеспечения и имитационных моделей космических аппаратов, создание экспериментальных и опытных образцов космической техники и технологий.

3. Лаборатория спутниковых навигационных технологий (заведующий лабораторией - канд. техн. наук Шабельников Евгений Алексеевич).

Направление исследований - разработка программно-математического и технического обеспечения систем высокоточной спутниковой навигации для различных приложений, создание технического обеспечения систем дифференциальной коррекции, разработка программно-технических навигационных комплексов для различных отраслевых задач.

Лаборатория системных исследований космической деятельности (заведующий лабораторией - Ерёмин Денис Иванович)

Направление исследований – разработка научно-методического и программного обеспечения комплексного анализа и прогнозирования развития космической техники в Республике Казахстан, разработка научно-методического и программного обеспечения унифицированной системы передачи данных на базе мобильной космической связи и спутниковой навигации, проектно-конструкторская деятельность, опытно-конструкторские работы по разработке и реализации математического, алгоритмического и программного обеспечения, программно-технических, технологических и информационных систем,

5. Лаборатория технического регулирования в сфере космической деятельности (заведующий лабораторией - канд. техн. наук, доцент Исмаил Есмагамбет Есмагзамович).

Направление исследований - разработка научно-методических и системных основ технического регулирования космической деятельности в Республике Казахстан, научно-методическое обеспечение разработки технических регламентов в сфере космической деятельности, научно-методическое обеспечение технического регулирования (оценки и подтверждения соответствия) в сфере космической деятельности.

6. Лаборатория перспективных разработок (заведующий лабораторией - Сатеров Нурлан Махсотович)

Направление исследований - опытно-конструкторские работы по разработке и реализации математического, алгоритмического и программного обеспечения, программно-технических, технологических и информационных систем, производство монтажных, пуско-наладочных работ и эксплуатация информационных систем и систем радиосвязи, подсистем системы высокоточной спутниковой навигации.

Кадровый состав ДТОО «Институт космической техники и технологий»: всего – 90 чел., в т.ч. 41 научных сотрудника (из них 2 доктора (в т.ч. 1 академик НАН РК), 9 кандидатов наук, 1 доктор PhD), 15 магистров (из них – 7 обучающихся магистров), 22 инженерно-технических работников.

Разработаны экспериментальные образцы космической техники:

В соответствии с целевыми индикаторами Стратегического плана Национального космического агентства РК на 2011-2015 годы разработаны:

- экспериментальный образец инерциальной подсистемы программно-технического комплекса создания 3D моделей наземных объектов крупного масштаба;

- программно-математическое обеспечение фильтрации данных датчиков ориентации система управления движением и навигации микроспутника;

- унифицированная система передачи данных на базе мобильной космической связи Orbcomm и спутниковой навигации, которая внедрена в ТОО «Производственная фирма «Взлёт-Казахстан» для сбора и передачи данных с расходомеров по учету потребления тепла, горячей и холодной воды.

Руководство ДТОО «Институт космической техники и технологий»:

Директор – д-р техн. наук Ахмедов Даулет Шафигуллович.

Заместитель директора по научной работе – канд. техн. наук Инчин Александр Сергеевич.

Заместитель директора по производству – Сатеров Нурлан Махсотович.

ученый секретарь – канд. физ.-мат. наук Алиева Бахыткуль Куттымуратовна.

Основным предметом деятельности АО является осуществление научно-исследовательской, опытно-конструкторской и производственно-хозяйственной деятельности в области космических исследований и технологий. Центр сопровождает и обеспечивает выполнение программ фундаментальных и прикладных исследований.


Спутниковые навигационные системы.

Глобальные спутниковые навигационные системы относятся к классу многопозиционных РНС (радионавигационных спутников) и предназначены для определения пространственного местоположения и направления движения потребителей в пределах или большей части поверхности Земли. Возможны также региональные СНС (спутниковые навигационные системы), обслуживающие ограниченные территории. Для авиационных целей представляют интерес СНС, обеспечивающие непрерывное определение пространственного местоположения летательного аппарата (ПМЛА). Для СНС выделены следующие диапазоны длин волн:

l(3-18см)-рабочий диапазон

l(20-31см)-резервный диапазон.

Основу СНС составляет сеть (созвездие навигационных искусственных спутников Земли (НИСЗ), выполняющих функцию опорных радионавигационных точек (РНТ), отношение которых измеряет навигационные параметры. Конфигурация созвездия и число М ИСЗ выбираются из условий получения требуемой зоны для СНС, избыточного числа видимых спутников в точке приема (для выбора подходящих по геометрическому фактору рабочего созвездия), удобства управления системой и наименьшего влияния возможного движения спутника факторов.

Основные элементы спутниковой системы навигации:

Орбитальная группировка, состоящая из нескольких (от 2 до 30) спутников, излучающих специальные радиосигналы;

Наземная система управления и контроля, включающая блоки измерения текущего положения спутников и передачи на них полученной информации для корректировки информации об орбитах;

Приёмное клиентское оборудование («спутниковых навигаторов»), используемое для определения координат;

Проще говоря, это есть информационная радиосистема для передачи пользователям поправок, позволяющих значительно повысить точность определения координат.

На сегодняшний день самыми значительными являются следующие спутниковые навигационные системы:

NAVSTAR (GPS) — принадлежит министерству обороны США, что считается другими государствами её главным недостатком. Более известна под названием GPS. Единственная полностью работающая спутниковая навигационная система.

ГЛОНАСС — находится на этапе развёртывания спутниковой группировки. Принадлежит министерству обороны России. Обладает, по заявлениям разработчиков, некоторыми техническими преимуществами по сравнению с NAVSTAR, однако в настоящее время эти утверждения проверить невозможно ввиду недостаточности спутниковой группировки и отсутствия доступного клиентского оборудования.

Бэйдоу — развёртываемая в настоящее время Китаем подсистема GNSS, предназначенная для использования только в этой стране. Особенность — небольшое количество спутников, находящихся на геостационарной орбите.

Galileo — европейская система, находящаяся на этапе создания спутниковой группировки

Принцип работы.

Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстоянии от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приемник до начала измерений. Обычно приемник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения, и если он не устарел – мгновенно использует его. Каждый спутник передает в своем сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления возможности измерения времени распространения радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени в составе своего сигнала используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Для получения информации о скорости большинство навигационных приёмников используют эффект Доплера. Дополнительно накапливая и обрабатывая эти данные за определённый промежуток времени, становится возможным вычислить такие параметры движения, как скорость (текущую, максимальную, среднюю), пройденный путь и т. д.

В реальности работа системы происходит значительно сложнее. Ниже перечислены некоторые проблемы, требующие специальных технических приёмов по их решению:

Отсутствие атомных часов в большинстве навигационных приёмников. Этот недостаток обычно устраняется требованием получения информации не менее чем с трёх (2-мерная навигация при известной высоте) или четырёх (3-мерная навигация) спутников; (При наличии сигнала хотя бы с одного спутника можно определить текущее время с хорошей точностью).

Неоднородность гравитационного поля Земли, влияющая на орбиты спутников;

Неоднородность атмосферы, из-за которой скорость и направление распространения радиоволн может меняться в определённых пределах;

Отражения сигналов от наземных объектов, что особенно заметно в городе;

Невозможность разместить на спутниках передатчики большой мощности, из-за чего приём их сигналов возможен только в прямой видимости на открытом воздухе.

GPS - аббревиатура от английского Global Positioning System, проект был реализован и принадлежит военному ведомству США и первоначально задумывался только для военных целей. Основной задачей проекта является высокоточное позиционирование различных подвижных и статических объектов на местности. Основой системы являются 24 NAVSTAR База слежения за спутниками.(Navigation Satellite Time and Ranging) спутника работающих в единой сети, находящихся на шести разных круговых орбитах расположенных под углом 60° друг к другу, таким образом, чтобы из любой точки земной поверхности были видны от четырех до двенадцати таких спутников. На каждой орбите находится по 4 спутника, высота орбит примерно равна 20200 км, а период обращения каждого спутника вокруг земли 12 часов. Система не полностью автономна, ее работоспособность контролируется станциями наблюдения с Земли. Территориально станции наблюдения находятся на Гавайях, атолле Кваджелейн, островах Вознесения, Диего-Гарсия и в Колорадо-Спрингс, вся информация записывается и передается на главную командную станцию, расположенную на военной базе Falcon в Колорадо, откуда производится корректировка орбит и навигационной информации.

Спутниковая Система Навигации (GPS) является американской системой, основанной на радионавигации местности, которая обеспечивает надежное расположение, навигацию, и выбор времени услуг гражданским пользователям на непрерывной международной основе - свободный доступ для всех. Для любого человека, имеющего приемник GPS, система обеспечит возможность определения местоположения и времени. GPS обеспечивает информацией относительно точного местоположения и информацию о времени для неограниченного количества людей независимо от погоды, времени суток, и в любом месте на планете. GPS составлен из трех частей: спутники, вращающиеся вокруг Земли; контроль и станций на Земле; и приемники GPS принадлежащие пользователям. Спутники GPS передают сигналы с места, которые воспринимаются и идентифицируются приемниками GPS. Каждый приемник GPS затем обеспечивает трехмерное местоположение (широта, долгота, и высота) плюс время. Люди могут купить мобильные телефоны с GPS, которые доступны через сеть коммерческих розничных продавцов. Пользователи, которые имеют приемник, GPS может точно определить местонахождение, и легко определить, куда нужно идти дальше согласно предварительно выбранному маршруту. GPS стал оплотом систем транспортировки во всем мире, обеспечивая навигацию для авиации, наземного транспорта, и морских сообщений. Помогая во время катастроф и бедствия, GPS помогает аварийным службам для определения местоположения и возможности выбора времени для своих спасательных миссий. Каждодневные действия, такие как банковское дело, деятельность мобильных операторов, и даже контроль сети энергопередачи, облегчены благодаря точному выбору времени, предоставленными системой GPS. Фермеры, инспекторы, геологи и бесчисленные другие эксперты выполняют свою работу более эффективно, благополучно, экономно, благодаря использованию сигналов GPS. Цель данного реферата рассмотреть такие вопросы как: история возникновения GPS, принципы работы GPS, основные функции GPS, как выбирать GPS и альтернативные системы GPS.

История

Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные во главе с Ричардом Кершнером, наблюдали сигнал, исходящий от советского спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты. Реализована эта идея была через 20 лет. Датой рождения технологии, без которой сегодня уже тяжело представить современный мир, считается февраль 1978 года - дата, когда был выведен на орбиту первый спутник положивший начало тому, что сейчас называется GPS, а в полную мощность система заработала только в декабре 1993 года. Каждый спутник весит более 900 кг и с раскрытыми солнечными батареями имеет размер около 5 метров, мощность радиопередатчика составляет 50 ватт. Средний срок службы каждого спутника системы приблизительно 10 лет, и по мере того как спутник вырабатывает свой ресурс, на замену ему на орбиту выводится новый спутник. В основу работы всей системы заложена идея определения координат местоположения объектов на земле, на основе расчета расстояний до группы спутников в космосе измеренных системой, при этом спутники выполняют роль точно координированных точек отсчета. Расстояние рассчитывается по обычной формуле, известной из курса математики начальной школы, расстояние есть скорость, умноженная на время, скорость в данном случае равна скорости распространения радиоволн 300000 км/с, и если точно знать время, когда этот сигнал был отправлен со спутника, то можно рассчитать расстояние до него. Для определения местоположения объекта в горизонтальной плоскости достаточно расчёта основанного на приеме сигналов с трех спутников системы. Для того, чтобы понять, как это происходит, нужно немного пространственного мышления, допустим, расстояние от одного спутника известно, и мы можем описать сферу заданного радиуса вокруг него, когда становится известным расстояние и до второго спутника, то определяемое местоположение будет расположено где-то в круге, задаваемом пересечением двух сфер, а третий спутник определяет две точки на окружности, остаётся рассчитать какая из них, и есть искомое местоположение? Одна из точек всегда может быть отброшена, так как она имеет высокую скорость перемещения, или находится под поверхностью Земли. Таким образом, зная расстояние до трёх спутников, можно вычислить координаты определяемой точки. Согласование времени, в котором работает передатчик спутника и времени, по которому работает приемник на земле во всей этой цепи расчетов, пожалуй, самая сложная задача, поскольку речь идет о скорости света (300000 км/с), сигнал с высоты 20 тысяч километров до земли доходит за ничтожно короткое время, равное примерно 0.06 секунды! При таких малых интервалах времени рассинхронизация шкал времени системы даже на 0.01 секунду, вызовет погрешность измерения координат на величины, измеряемые тысячами километров. Эта проблема была решена путем относительной привязки времени приемников ко времени спутников. На борту каждого спутника установлены атомные часы. Это исключительно точный прибор, точность хода которого составляет около одной наносекунды. Причем на каждом спутнике установлены не одни такие часы, а несколько, это сделано для того, чтобы абсолютно точно гарантировать правильность отсчета времени. Важный момент как «наш» приемник понимает, где находится спутник, по отношению к Земле? Все относительно просто, в сигнале, передаваемом спутником содержится информация о параметрах орбиты, на которой он находится, и информация обо всех других спутниках системы, условно говоря, спутник передает информацию о том, что я спутник такой то, нахожусь там-то, сообщение было послано в такое- то время, это конечно очень упрощенно, но суть примерно такова. GPS-приемник, получая это сообщение, запоминает переданную спутником информацию для дальнейшего использования. Эта же информация используется для установки или коррекции часов приемника. Кроме того, существует способ, благодаря которому есть возможность, чтобы точность хода часов, по которым работает приемник, не была столь точной как в часах спутников, суть в том, чтобы измерить дальность еще до одного спутника, и если три измерения позволяют определить местоположение в пространстве, то четыре позволят исключить относительное смещение шкалы времени приемника. Вообще говоря, сам приемник представляет собой узкоспециализированный мини компьютер способный не только определять место, но и вычислять скорость движения. Может показывать направление движения и рассчитывать время необходимое для достижения конкретного пункта назначения, время восхода и заката, и много еще чего, это уже скорее вопрос программного обеспечения, чем возможностей самой системы.

Принципы и функции работы GPS приемников

GPS навигатор - это приемник и компьютер в одном корпусе. Приемник принимает сигналы, передаваемые спутниками, находящимися на орбите, а компьютер расшифровывает сигнал и определяет местоположение приемника. GPS разработана и запущена американскими военными взамен навигационной системы TRANSIT. Первый спутник был запущен в 1978 году. До 1983 года система использовалась только военными. Все модели отображают на экране текущее положение, географические координаты точки, в которой находится прибор, траекторию пройденного пути и отмеченные точки. Все приборы имеют несколько страниц, отображающих разную информацию: Положение спутников на небосводе, карту с точками и пройденными путями, страничку меню с выходом на различные настройки и поиск, страничку навигации, где в режиме навигации (следования к определенной точке) изображен указатель в виде стрелки и страничку путевого компьютера, где отображаются пройденное расстояние, скорость движения и т.д. Чтобы найти точку, достаточно выбрать нужную точку из списка и нажать кнопку «Идти». На странице «навигация» появится стрелка с направлением движения. А для запоминания координаты точки во всех моделях для этого достаточно нажать и некоторое время удерживать кнопку. Так же это можно сделать через главное меню. Еще в GPS навигаторах есть пути и маршруты. Путь (трек) - это «след», пройденный Вами путь. В память прибора записывается по умолчанию (заводские настройки). Но можно отключить, если надо. Маршрут - (Роут) - это путь, заранее намеченный по точкам. Прибор может провести Вас в режиме навигации, как по маршруту, так и по треку (в режиме трек бэк). Маршрут можно построить на компьютере, потом ввести в прибор. Можно построить и непосредственно в приборе. Режим Track back это режим, в котором в котором прибор в режиме навигации ведет Вас обратно точно по пройденному пути. При этом стрелка на странице «навигация» показывает повороты. Все приборы определяют не только координаты на плоскости, но и вертикальные координаты. При этом определяется возвышение над теоретической геометрической фигурой земли. Чтобы определять точную высоту над уровнем моря или другой поверхностью применяется барометрический высотомер позволяющий определять высоту с точностью до 3м. Встроенный барометрический высотомер имеется в моделях eTrex Summit, eTrex Vista, Map76S, map60CS, Map76CS eTrex Vista С. Для рыбаков важна не высота, а наличие в приборе графика изменения давления. В режиме навигации или при отображении карты прибор показывает направление на точку только в движении, когда компьютер может рассчитать направление движения и сориентироваться. Иногда необходимо сориентироваться стоя на месте или по карте. Для этого имеется встроенный электронный компас. Он имеется в моделях eTrex Summit, eTrex Vista, GPSMap76S, map60CS, Map76CS eTrex Vista С.
Так же все модели (кроме Геко 101) имеют возможность присоединения к компьютеру через COM-порт, а современные модели и через USB. Эта связка может использоваться как для определения текущего местоположения, так и для ввода-вывода информации (треков, точек и маршрутов).

Функции GPS приемников

 

Основные
Свойство Варианты Пояснение
Приёмник Мультиплексный Мультиплексный приёмник имеет только один канал. В один момент времени он принимает сигналы только одного спутника, переключаясь между несколькими доступными. Такие приёмники лучше работают на открытом пространстве, т.к. сигнал легко может быть потерян из-за строений или других препятствий. Мультиплексные приёмники уже практически не используются.
Параллельный Параллельный приёмник имеет несколько каналов (обычно - 12), с помощью которых может одновременно принимать сигналы от нескольких спутников. Такой приёмник гораздо лучше "держит" сигналы спутников и более точно определяет координаты. Если Вы планируете использовать GPS в большом городе или горах, Ваш выбор - параллельный приёмник.
Антенна Внешняя Внешняя антенна типа "четырёхзаходная спираль" представляет собой спиральную катушку в пластиковом корпусе, вынесенную из корпуса приёмника. Такая антенна наиболее приспособлена к приёму сигналов спутников, расположенных около горизонта, и хуже принимает сигналы спутников сверху. Обычно эта антенна является съёмной, вместо неё можно подключить выносную антенну, расположив её, например, на крыше автомобиля, для более качественного приёма.
Патч-антенна Патч-антенна - плоская антенна, встроенная в корпус приёмника. В противовес внешней она более приспособлена для приёма сигналов спутников вверху и хуже принимает сигналы спутников, расположенных около горизонта.
Источник питания Батареи Большинство портативных GPS приёмников работают от батарей. Это и обеспечивает их портативность. При выборе навигатора обратите внимание на тип и количество используемых батарей, продолжительность их работы.
Внешний источник Многие портативные GPS приёмники имеют возможность подключения внешнего источника питания. Это удобно, например, если Вы собираетесь весь день ехать в машине по GPS приёмнику и не хотите тратить батарейки. Автомобильные, морские и авиационные GPS, встраиваемые в приборную панель, питаются от внешнего источника.
Дисплей ЖКИ панель Все GPS приёмники отображают информацию на ЖКИ дисплее. Варианты: 2 цвета или 4 градации серого.
Цветная ЖКИ панель На цветном дисплее гораздо легче читаются карты, чем на обычном экране с градациями серого. Однако, цветные ЖКИ дисплеи потребляют гораздо больше электроэнергии, соответственно батарейки садятся быстрее.

Таблица 1. Основные функции GPS приемников

 

Свойство Пояснение
Встроенная карта Большинство GPS приёмников отображают Вашу долготу, широту и высоту, но они не смогут показать Ваше положение на детальной карте. Перед покупкой приёмника Вы должны определиться, какой вид карт подходит Вам больше всего и убедится, что выбранный приёмник поддерживает эти карты. Многие GPS приёмники уже содержат общую карту мира (базовая карта), но на ней отображены только крупные города, дороги и участки воды. Некоторые навигаторы могут хранить в памяти более качественные карты или позволяют загружать требуемые карты.
Карты памяти Некоторые навигаторы позволяют использовать специальные картриджи (флэш-карты), с более детальными картами районов.
Загрузка карт Некоторые GPS приёмники позволяют загружать себе в память векторные карты с компьютера.
Путевые точки Вы можете сохранять в памяти навигатора некоторое количество (500 и более) путевых точек - на ходу или, задавая их координаты по карте - и составлять из них маршруты. Ваш GPS сможет провести Вас вдоль этого маршрута от точки к точке. Вы также можете спланировать маршруты по бумажной карте, сохранить всю информацию в навигаторе и ходить на местности по составленному маршруту.
Запись трека (Track Log) GPS приёмники с такой функцией могут записывать трек (путь), по которому Вы движетесь. Эта функция пригодится, если Вы заблудились или хотите сохранить пройденный трек, чтобы пройти его когда-нибудь ещё раз. Также по треку можно определить, насколько далеко Вы прошли по маршруту.
Память Если Вы собираетесь активно использовать планирование маршрутов и запись треков, Вы должны выбирать GPS с достаточным объёмом памяти. Продумайте, сколько может Вам потребоваться точек и выберите соответствующий навигатор. Так же удостоверьтесь, что GPS не сотрёт Ваши данные во время замены батареек. Последние модели навигаторов имеют энергонезависимую память для хранения точек, треков и маршрутов.
Разъём данных Одним из путей, увидеть своё положение на детальной карте местности, является подключение навигатора к компьютеру (настольному, портативному или КПК). Разъём данных позволяет сопрягать GPS с большим количеством программного обеспечения. В связи с ограниченностью памяти приёмника эта функция может быть очень полезна, т.к. позволяет сохранить на ПК практически не ограниченный объём данных (точки, треки, маршруты).
Время восхода/захода Солнца Некоторые GPS приёмники могут отобразить время восхода/захода Солнца в любой заданной точке. Это позволит Вам так спланировать маршрут, чтобы Вы не путешествовали в темноте. Полезно для скалолазов, моряков, пилотов и т.п.
Одометр В большинстве современных навигаторов есть одометр, который позволяет Вам контролировать пройденное расстояние. Как и одометр в автомобиле, этот в некоторых случаях может быть полезен.
Спидометр Большинство GPS приёмников могут показывать скорость Вашего движения. Это полезно знать для расчёта продолжительности пути при текущей скорости. Приёмники, имеющие спидометр, могут выдать Вам такие параметры как ETA (Estimated Time of Arrival - приблизительное время, оставшееся до прибытия в заданную точку) и ETE (Estimated Time Enroute - приблизительное время суток, по прибытии в заданную точку).
Единицы измерения Убедитесь, что приёмник может отображать параметры в единицах, требуемых Вам. Например, если Вам требуется GPS для навигации на море, Вам понадобится навигатор отображающий данные в морских милях. Другим вариантом является выборочная настройка отображения единиц: например, высота в футах, расстояние в километрах.
Индикатор точности Большинство GPS приёмников могут предупреждать Вас об ухудшившейся точности определения координат. Это может происходить вследствие плохого приёма сигналов спутников или неисправности навигатора.

Таблица 2. Стандартные функции GPS приемников

Применение GPS

Несмотря на то, что изначально проект GPS был направлен на военные цели, сегодня GPS широко используются в гражданских целях. GPS-приёмники продают во многих магазинах, торгующих электроникой, их встраивают в мобильные телефоны, смартфоны, наручные электронные часы, КПК и онбордеры. Потребителям также предлагаются различные устройства и программные продукты, позволяющие видеть своё местонахождение на электронной карте; имеющие возможность прокладывать маршруты с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже пробок; искать на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, автозаправки и прочие объекты инфраструктуры.

-Геодезия: с помощью GPS определяются точные координаты точек и границы земельных участков.

-Картография: GPS используется в гражданской и военной картографии.

-Навигация: с применением GPS осуществляется как морская, так и дорожная навигация.

-Спутниковый мониторинг транспорта: с помощью GPS ведётся мониторинг за положением, скоростью автомобилей, контроль за их движением.

-Сотовая связь: первые мобильные телефоны с GPS появились в 90-х годах. В некоторых странах, например США, это используется для оперативного определения местонахождения человека, звонящего 911. В России в 2010 году начата реализация аналогичного проекта — Эра-глонасс.

-Тектоника, Тектоника плит: с помощью GPS ведутся наблюдения движений и колебаний плит.

-Активный отдых: есть разные игры, где применяется GPS, например, геокэшинг и др.

-Геотегинг: информация, например фотографии, «привязываются» к координатам благодаря встроенным или внешним GPS-приёмникам.

Высказывались предложения об интеграции систем Iridium и GPS.

Недостатки

Общим недостатком использования любой радионавигационной системы является то, что при определённых условиях сигнал может не доходить до приёмника, или приходить со значительными искажениями или задержками. Например, практически невозможно определить своё точное местонахождение в глубине квартиры внутри железобетонного здания, в подвале или в тоннеле даже профессиональными геодезическими приёмниками. Так как рабочая частота GPS лежит в дециметровом диапазоне радиоволн, уровень приёма сигнала от спутников может серьёзно ухудшиться под плотной листвой деревьев или из-за очень большой облачности. Нормальному приёму сигналов GPS могут повредить помехи от многих наземных радиоисточников, а также (в редких случаях) от магнитных бурь, либо преднамеренно создаваемые «глушилками» (данный способ борьбы со спутниковыми



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: