Опять ты картинки выключил! 
 


Публикации

* Новости

Авторам портала

Маршруты по рекам
  • * За пределами СНГ
  • Алтай
  • Забайкалье, Эвенкия, Якутия
  • Зап. Сибирь
  • Кавказ
  • Карелия, Валдай
  • Саяны, Тува, Хамар-Дабан
  • Ср. Азия
  • Урал
  • Центральная Россия

    Парусный туризм
  • Лодки и снаряжение
  • Путешествия
  • Школа

    Путешествия не по воде
  • Авто, мото, джиппинг
  • Велопутешествия

    Снаряжение
  • Водное
  • Лодки
  • Общетуристическое
  • Электроника

    Статьи о разном
  • Вкусно жрать
  • Медицина
  • О жабах

    Тусовки
  • Алтай
  • Европа
  • Зап. Сибирь
  • Саяны, Тува, Хамар-Дабан

    Худ. творения

    Цивилизованный туризм
  • Города

    Юмор


  •  
    Новости СЖ  
     
    Аннотации новых публикаций

    Подписка по RSS

    Подписка по e-mail:
     
     
       
     
    Лучшие авторы  
     
    Авторы с самым большим рейтингом:
    Григорий: 8
    Буга: 6
    Serj: 6
    masa: 6
    iwan: 6
    Нюся: 6
    Шура: 6
    sibcruiser: 5
    Nata: 5
    Никита: 5
    shefkzn: 5
     
     
       
     
    Не забываем  
     

     
     
       
    Яндекс цитирования

    Экстремальный портал vvv.ru

    Электроника, Снаряжение
     Рейтинг публикации

    4.4

    Оценок: 5


     

    Шура

    Что такое GPS, и чем его едят

    Размышления на заданную тему

    1. Принципы работы ГПС.
    2. Легальность использования GPS
    3. Классификация ГПС (авто, приставки, PDA+GPS, координаты, карты). Чипы.
    4. Что могут навигаторы.
    Принципы работы ГПС
    Работа GPS основана на определении географических координат местоположения приемника по измеренным расстояниям до спутников. Это означает, что наши координаты на Земле вычисляются на основе измеренных системой расстояний до группы спутников в Космосе. Спутники, выполняют   роль, точно координированных точек отсчета.
     
    Например, если мы знаем, что от нас до спутника А, скажем, 11000 км, то это значит, что мы находимся где-то на воображаемой сфере радиусом в 11000 км с центром, совпадающим со спутником А.
     
     Если одновременно   расстояние до спутника В составляет 12000 км, то это еще больше сократит пространство, где мы можем находиться. Так как единственная область, где мы будем на расстоянии 11000 км от спутника А и 12000 км от спутника В, есть линия пересечения двух сфер, т.е. окружность.
     
    Затем, если мы произведем измерение дальности еще и до третьего спутника, то сможем свести возможное местоположение до двух точек. Эти две точки находятся там, где сфера радиусом в 13000 км пересекается с окружностью, получившейся от пересечения сфер с радиусами 11000 км и 12000 км. (Тут должен быть красивый стереометрический чертеж, но он у меня не получился, поэтому закройте глаза и напрягите воображение)
     
    Обычно, одна из двух точек - это неправдоподобное решение, находящееся либо глубоко под землей, либо где то в космосе. Вычислители GPS-приемников снабжены различными устройствами, автоматически определяющими истинное местоположение из двух возможных.
     
    Более детальное разжевывание основополагающих принципов работы системы глобального позиционирования смотри тут: http://www.gpsinfo.ru/articles/five_ideas.php
     
    Какова же точность таких относительно простых измерений/вычислений? Оказывается, что в идеале, используя груду высокоточных приборов, назвать которые мобильными, можно только имея ключи от Хаммера, можно добиться точности порядка десятых долей сантиметра (с точностью до миллиметра!!!). Правда стоимость этого набора будет такова, что Хаммер станет просто бесплатным приложением. Т.к. изначально система GPS это военная разработка (причем Американская), то в нее искусственно вносятся погрешности (для простых смертных). Несколько лет назад (точную дату искать лень) эта погрешность составляла несколько сотен метров (ну типа что бы, когда Арабы через ГПС буду наводить свои ракеты на Белый Дом, они реально так промазали). Эта погрешность практически сводила на нет, коммерческое применение системы. Потом эта погрешность была снижена до разумных пределов и сейчас точность измерений такова, что с вероятность 50% прибор находится на расстоянии 3-4 метров от точки с полученными координатами. Вероятность попадания в окружность с радиусом 10 метров уже составляет 95%. Довольно простой и наглядный пример определения точности измерений можно посмотреть вот тут: http://www.gpsinfo.ru/articles.php?article=1782
     
    На таком же принципе основаны конкурирующие с GPS системы. Евросоюз мутит свою тему под названием Галилео. Насколько я понял, на 100% эта система пока не работает (не запущено достаточное количество спутников). Но с другой стороны, уже сейчас на рынке (на мировом, а не том что у Вас за углом) появляются модели приемников с поддержкой этой системы, что говорит о скором ее запуске в коммерческое использование. Россия, а точнее даже СССР, тоже не осталась в стороне от этой замуты. Еще в середине 70-х годов, была начата реализация проекта ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Система). Потом естественно все забросили, но сейчас активно ее реанимируют. По данным некоторых политиков, система будет запущена в эксплуатацию в 2007 - 2008 году. Люди, которые реально эту систему строят, говорят о 2010 годе. Так же промелькивала инфа о том что Китайцы что то там запускают, и еще Японцам на месте не сидится… В любом случае, конкуренция в данном вопросе нам только на руку. Уже сейчас основные производители навигационного оборудования анонсируют модели с одновременной поддержкой нескольких стандартов, что естественно положительно скажется на точности и скорости определения географических координат и стоимости нафигаторов для конечного пользователя.
     
    Легальность использования GPS.
    Подробное обоснование легальности (отсутствия необходимости получать лицензию) на использование GPS-приемников, с цитатами из законов, можно прочитать вот тут: www.skitalets.ru/laws/urrazdel/gps.htm или тут http://www.gpsinfo.ru/articles/using_gps_law.php.
    Вкратце суть статьи такова: Если оборудования свободно продается в розничной сети (а оно так и есть), то никаких дополнительных разрешений на его использование в личных целях не требуется.
     
    Классификация GPS-приемников (чипы).
    Зоопарк GPS-устройств расплодился не слабый. Попробуем внести ясность.
    1. Стационарные, автомобильные, судовые (морские). Отличительной особенность данного класса являются: большой (обычно цветной) дисплей, в большинстве случаев стационарное питание (12/220 В), возможность (а порой и необходимость) подключения внешней антенны. Некоторые модели автомобильных навигаторов имеют возможность работы от встроенных аккумуляторов и позволяют совершать небольшие автономные переходы (например, по лесу) Стоимость от 10 000 рублей и практически до бесконечности.
    2. Приставки (мышки) это небольшие по своим размерам приемники, из органов управления обычно имеют только кнопку включения и несколько индикаторов (сигнал, вкл/выкл). Предназначены для подключения к ноутбукам (или PDA). Способы подключения: СОМ (старые модели), USB (большинство современных моделей), Bluetooth (некоторые современные модели). Приемник постоянно передает по каналу связи текущие координаты, которые затем обрабатываются внешней программой. Самостоятельно (без дополнительного программного/аппаратного обеспечения) такие устройства абсолютно беспомощны. Стоимость от 1 500 руб.
    3. PDA+GPS приемники встроенные в карманные компьютеры/телефоны или подключаемые к ним через разъем SDIO. Данная связка позволяет осуществлять полноценную навигацию в автономном режиме (питание приемника выполняется от аккумуляторов PDA). К сожалению, при всем удобстве и универсальности такого решения у него имеется существенный (в рамках данной статьи) недостаток – малое время автономной работы. У лучших моделей оно едва дотягивает до 7 часов. Поэтому использовать их можно только в городе, либо при совершении коротких (1-2 дня) походов. Кроме того, такие экземпляры весьма чувствительны к влаге, пыли и ударам, что тоже не продлевает им жизнь в полевых условиях. Стоимость от 10 000 руб (с учетом стоимости телефона/PDA).
    4. Переносные GPS-навигаторы со встроенным дисплеем без возможности загрузки/отображения карт. Встроенный дисплей, несмотря на свои скромные размеры (от 128х64 до 288х160 точек, LCD 2-4 градации серого), позволяет довольно комфортно управлять настройками прибора и считывать с него, кроме непосредственно координат, множество дополнительной нужной (и не очень) информации. Некоторые модели имеют встроенную память и/или слот расширения (обычно формата SD/MMC), где может храниться информация о пройденном маршруте и координаты определенных точек. Практически все модели имеют возможность двустороннего обмена данными с ПК (COM/USB/Bluetooth)
      Стоимость от 3 000 до 8 000 руб.
    5. Переносные GPS-навигаторы со встроенным дисплеем с возможности загрузки/отображения карт. Встроенный дисплей от 100х160 до 288х160 (и больше), LCD 4 градации серого (хотя в последнее время доступными становятся модели с цветным дисплеем), позволяет управлять настройками прибора и считывать с него, различную текстовую информацию, а так же отображать (порой довольно условно) карту района, в котором вы находитесь и ваше положение на этой карте. Приборы данного класса в обязательном порядке имеют встроенную память и/или слот для сменных карт памяти, где хранятся картографические данные, а так же информация о намеченных точках и пройденном маршруте. Практически все модели имеют возможность двустороннего обмена данными с ПК (COM/USB/Bluetooth)
      Стоимость от 6 000 руб до 20 000 руб.
    6. GPS-экзотика. Часы/телефоны/рации со встроенным GPS-приемником. В рамках данной статьи не рассматриваются, т.к. представляют интерес только с точки зрения расширения кругозора, но никак не с точки зрения практического использования в условиях похода.
    Кроме класса к которому относится тот или иной приемник, немаловажным фактором, влияющим на качество его работы в тех или иных условиях, является модель чипа на котором данный прибор построен. Чип представляет собой совокупность многоканального приемника (который непосредственно принимает сигналы со спутников) и мат. аппарата, который производит с этими сигналами довольно трудоемкие математические преобразования и вычисления, коротко описанные в разделе «Принципы работы GPS». Что касается количества каналов, еще не так давно основную долю устройств, представляли 8-ми канальные приемники, сейчас их повсеместно заменили 12 канальные, которые в скором времени будут вытеснены 20 канальными, а на горизонте (а точнее в верхних, самых дорогих позициях, прайсов) маячат чипы с 24-30 канальными приемниками. Понятно, что чем больше – тем лучше (но и соответственно дороже). Попробуем разобраться, сколько же каналов реально необходимо для комфортного использования. Каждый канал подразумевает под собой возможность принимать сигнал от одного спутника. Т.е. чем больше каналов, тем больше спутников одновременно «слушает» прибор. В системе GPS на орбите крутятся порядка 30 спутников (в разных источниках эта цифра незначительно колеблется), из них одновременно работают порядка 22-24 штук (остальные находятся на ремонте или на консервации). В одной точке поверхности земного шара, при идеально открытом горизонте, на небосводе «видны» 8-12 спутников одновременно. Т.е. получается что любой современный прибор с 12 канальным приемником, в самых благоприятных условиях зацепит все доступные спутники. Приборы с бОльшим числом каналов, дополнительно принимают (пытаются принимать) сигналы других спутников, отраженные от верхних слоев атмосферы. Плюс ко всему, современные чипы имеют лучшую чувствительность, и способны корректно принимать более слабый сигнал, что теоретически позволяет им работать даже в закрытых помещениях. В итоге, бОльшее количество каналов влияет в первую очередь не точность определения координат, а скорее на комфортность работы. Т.е. быстрее происходит привязка к спутникам, расширяются возможности приема сигнала в неблагоприятных условиях (например, в густом лесу). Т.к. в базовом варианте, для определения географических координат прибора, достаточно приема сигнала от 3-х спутников (для дополнительного определения высоты над уровнем моря необходимо поймать 4 спутника), то в случае если прибору доступны сигналы от большего количества источников, для навигации выбираются 3 самых мощных и наиболее удачно расположенных спутника. Либо координаты определяются по одной тройке спутников, затем по другой (третьей, четвертой…) и итоговый результат получается хитрой аппроксимацией всех измерений.
     
    Реальность же такова, что любой современный 12-ти канальный GPS-приемник без особых проблем, определяет свое положение из окна дома (когда доступна, в лучшем случае треть горизонта), находясь в машине, у окна поезда и т.п.
     
    Применительно к использованию GPS-приемников для ориентирования в автономном походе, имеет смысл рассматривать только модели 4-ой и 5-ой групп. Так как условия похода предъявляют к используемой технике довольно жесткие требования: Возможность длительного, автономного питания; полноценное использование без применения дополнительного оборудования; небольшой вес и габариты; пыле/влаго защищенность.
    Кстати относительно влаги. Практически все современные модели, ориентированные на использование в полевых условиях имеют стандарт защиты IPX7. Особо любознательные могут узнать все детали этого стандарта вот тут: http://www.gps-sk.ru/content/?info/20060411_0909/.
     
    IPX7 гарантирует работоспособность прибора после погружения в воду на глубину до 1 метра, на срок до 30 мин (по другим данным на час). Т.е. любой дождик, повышенная влажность и даже падение в воду, современным GPS-приемникам не смертельны. Что для любого туриста есть Гуд. Более того, некоторые из них (например, JJ-connect 101 (http://www.gpsinfo.ru/articles.php?article=1923), о котором пойдет подробный разговор во второй части статьи) даже легче воды, и вообще не тонут. Что для туриста-водника просто Супер-Гуд. Опять же с точки зрения непромокаемости более привлекательно выглядят модели со встроенным, не сменным аккумулятором, чем питающиеся от сменных батареек. Круче только стандарт IPX8, но это уже для дайверов (т.е. для полноценного использования под водой).
     
    Чего могут навигаторы
    Вкратце расскажу об общих функциях, доступных владельцу практически любого навигатора. В первую очередь, GPS-навигатор это точные, очень точные, очень-очень-очень точные часы. Причем эта точность достигается не встроенной электроникой, а тем что внутренние часы навигатора постоянно синхронизируются с дорогущими атомными часами, установленными на спутниках. Любой нафигатор умеет определять географические координаты своего местоположения (а иначе нафига он нужен). Умеет запоминать координаты точек в которых вы были или в которые хотите попасть. Эти умения нужны для того, что бы при необходимости указать вам направление (и расстояние) до нужной точки. При выполнении некоторых условий он может определить вашу высоту над уровнем моря и на пол ставки подработать компасом.
     
    При помощи хитрых математических алгоритмов и комбинации этих базовых навыков, GPS-навигатор средней руки, может творить настоящие чудеса. Более подробно, о которых, я расскажу в следующий раз.
    При написании статьи активно использовались:
    1. Руки.
    2. Головной МОЗГ.
    3. Материалы сайтов: http://jj-connect.ru и http://gpsinfo.ru

    Дата публикации: 2007-03-13 08:12:31 (10040 раз тыкнуто)

    Перепечатка разрешается при условии активной гиперссылки на первоисточник

    Одобрено: Буга


    Остальные материалы раздела
  • Весеннее обострение
  • Рации для водных видов туризма Icom IC-M1V, IC-M304
  • Выбор радиостанции для похода.
  • С каким телефоном можно плыть?
  • Две КВ радиостанции
  • Сравнительное тестирование любительских портативных раций
  • Аварийная связь
  • Garmin eTrex Legend Cx
  • Рекомендации по аккумуляторам и батарейкам
  • Сбыча мечт или заметки о рациях


  • Буга2007-07-20 20:48:33
    Re: Что такое GPS, и чем его едят
    хм... а еще мою статью про савецкую глонасс обосрале. хотя вы спецы, вам виднее, хуле...

    1
    KMC2007-03-14 10:04:43
    Re: Что такое GPS, и чем его едят
    Внесу свои 5 копеек. У КПК+GPS есть свои плюсы, которые в городе имхо перевешивают минусы, а в походе спорный вопрос. Вкратце так. Насчет защиты рулит аквапак, считай защита от воды плюс плавучасть. Во вторых и наверное в главных, удобство пользования GPS в многом, я бы даже сказал в подовляющем случае зависит от софта кторый на нем установлен, то есть по сути карты местности. Конкуренция в этом деле сейчас тоже не шуточная. В евпропе лидер TomTom, для москвы и питера карты у них есть, глядишь скоро и до Сибири докатятся. Плюс же КПК в том что можно использовать несколько программ, так которая лучше подходит для данной местности, переключатся с одной на другую достаточно оперативно. В других устройствах так не попляшешь. В КПК есть еще одна фичи. Количесво каналов конечно рулит не спорю, но есть один хитрый маневр. Совокупность координат всех GPS спутников в космосе называется кажись альманах. Так вот есть сайты где эта информация указывается. И если у вас есть инет на КПК то скачивая эту информацию gps-чип уже не ищет броакастом все спутнике на небе, а проводит достаточно точечное бомбометание. Время старта при этом уменшается в разы, ели не на порядок. В городе и на машинах очень актуально. А еще... Тпру, приехали. Бля, че то я разошелся в каментах. Самому чтоли статью написать. ;)

    2
    Шура2007-03-14 08:37:37
    Re: Что такое GPS, и чем его едят
    Как я понял из всяких форумов и статей, протечка чаще всего случается через не плотно закрытый батарейный отсек или крушку разъема слота карт памяти. Естественно я не призываю топить GPS-ы направо и на лево. Но в любом случае, IPX7 это лучше чем ничего

    3
    sibcruiser2007-03-14 05:39:58
    Re: Что такое GPS, и чем его едят
    Ага, топили наши геологи етрекс как-то на глубине примерно 1 метр в течение одного часа. Таки помер, царствие ему небесное.

     
     Авторизация
    Логин
    Пароль
     

    Регистрация

     
     опции

     Версия для печати Версия для печати

     

    Дешевые авиабилеты

    Партнерская программа для web-мастеров

     Реклама
     
     На закуску
    Самое читаемое в разделе Снаряжение:


    Солнечные батареи для туристов


    Спортивный сплав на плоту


    Полартек или поларфлис: из чего сегодня шьется одежда для туризма, активного отдыха и экстремальных условий.

    Солнечные батареи для туристов №2

    Как построить катамаран - технология стапеля
     



     
     
    Для друзей не жалко ничего (с) В.Калиновский (Добер)