GPS Авто - навигация для автопутешественника. Системы глобального позиционирования

Реальный GPS

Представьте: приезжаете вы в Италию, берете напрокат машину. Хотите посмотреть достопримечательности Рима, прокатиться по побережью, а может быть и до Венеции добраться. И тут возникает множество проблем: итальянцы в массе своей не говорят по-английски и дорожные указания дают весьма бестолковые. В особенностях разметки и указателей с непривычки можно легко запутаться, так что много времени приходится крутиться в одном районе в поисках нужного места. Понятно, что можно выучить итальянский язык и привыкнуть к одностороннему движению, но на это нужно время. Кроме того в других городах и странах - совсем другие особенности. Что же теперь, все языки и особенности дрожного движения учить?!

 

Все началось с того, что в пляжной беседе один знакомый капитан упомянул об усовершенствовании устройств спутниковой навигации. Новшество заключалась в том, что приемники стали довольно компактными и стоят 300-400$. И габариты, и цены сразу навевали мысли о сотовой связи, так что сам собой созрел вопрос: а сколько стоит абонентская плата? Как утверждал капитан - нисколько! Это было до того удивительно, что информация о доступности услуги запомнилась. А дальше в подсознании к этой новости стали привязыватьяс различные бытовые ситуации, и в один прекрасный момент, когда жизнь впервые столкнула меня с GPS-приемником, я проявил к нему неподдельный интерес.

"GPS Авто" - навигация для автопутешественника, системы глобального позиционирования в помощь автолюбителю

Случаи из жизни

У приятеля на даче сразу за забором начинается довольно большой лес. Утренняя прогулка вглубь леса по протоптанной дорожке закончилась желанием побродить по менее цивилизованным уголкам, в результате чего четкое направление движения домой было потеряно. Не скажу, что стало страшно (далеко уйти не удалось), но ощущение дискомфорта присутствовало. Вот видеть бы хоть направление и расстояние до дачи!

Летом в выходные очень хочется выбраться на природу. Полежать где-нибудь на песчаном пляже, искупаться... Однако в погожие дни все известные места отдыха всегда переполнены. При этом становится навязчивой мысль о том, если свернуть с основной трассы на незнакомую грунтовку, то можно попасть в чудесное и совершенно "дикое" место на берегу озера. В этом случае нужна очень хорошая карта (может быть, даже военная) и четкое понимание того, где ты находишься. Нужны навыки ориентирования на местности, но меня этот "вид спорта" никогда не привлекал. А вот старому доброму "персональному ассистенту" я бы с удовольствием поручил всю черновую работу по "охоте на лис".

Кстати, штурманские навыки нужны и во время длительных поездок по Золотому Кольцу или автомобильного путешествия "на море". Постоянно вглядываться в двусмысленные указатели направлений и населенных пунктов - дело весьма ответственное и утомительное. А когда в один прекрасный момент знак "ремонт дороги" предлагает вам свернуть с трассы, остается только надеяться на "заботливых и внимательных" дорожных рабочих, которые отметили маршрут объезда разнообразными знаками и указателями направлений. Другими словами, вам надо слепо положиться на туманные дорожные знаки и на прхожих. Согласитесь, очень недобно. А вот если бы на карте, пусть даже недостаточно подробной, можно было увидеть свое положение, задача перемещения в заданном направлении была бы решена. Компас? Компас н дороге - это не выход.

 

Рекламная эйфория

Наконец, усав от неопределенности, я решил во что бы то ни стало найти устройство спутниковой навигации, о котором мне некоторое время назад рассказал капитан. В первом попавшемся на глаза магазине потребительской электроники (дело было не в Москве) обнаружилось симпатичное компактное устройство, содержащее в себе карты всего мира с детализацией с точностью до улицы (!) и позволяющее жирной точкой отмечать ваше положение на этой карте! Мало того, устройство "знало", где можно найти приличную гостиницу или остановиться перекусить и подсказывала стрелками, как туда проехать! На меня это произвело сильное впечатление, но не настолько, чтобы сразу выложить за карманного лоцмана 600$. Однако мысль о том, что надо бы поподробнее узнать о системе навигации, приемниках и их стоимости, сформировалась окончательно и начала требовать незамедлительного входа в Интернет.

Первым делом отыскалась фирма-родительница чудесной коробочки с названием Germin III Pius. Дальше пошли конкуренты, сайты, посвященные GPS - количество информации нарастало, как снежный ком.

"GPS Авто" - навигация для автопутешественника, системы глобального позиционирования в помощь автолюбителю

Выяснилось, что система GPS (Global Positioning System - Система глобального позиционирования) разработана и внедрена военными из США, запустившими вокруг земного шара 24 спутника так, чтобы американский солдат, корабль или самолет мог в любой точке земного шара определить свои точные координаты. Система была открыта и для "штатских", но с сильным загрублением показаний приемника (в этом году военные сняли ограничение точности). Принцип системы глобального позиционирования базируется на определении расстояния до спутника по временной задержке сигнала от него. На спутниках установлены атомные часы, выдающие в эфир "сигналы точного времени". Таким образом, для определения физического положения приемника требуется 3 спутника (при условии, что в приемнике тоже атомные часы) и 4 спутника - если часов нет (а их и быть не может). Кроме того, спутники гонят информацию о себе, своих координатах, отклонениях от орбит и прочую сложную ерунду, которая обрабатывается приемником. Ну а чтобы повысить точность определения координат, используется система дифференциальных поправок. Эта услуга оказывается за деньги и России в целом не грозит (нужна сеть станций с известными координатами, которые транслируют информацию для приемников на радиочастоте - пока эта роскошь доступна только питерцам).

Начитавшись разного ликбеза по вопросам спутниковой навигации, я стал окончательным поклонником систем GPS и даже самоуверенно решил завести домен, чтобы нести просвещение в массы. Оказалось, что домен такой существует, да еще как! Наличие мощной тусовки в России несказанно удивило. Обнаруженная конференция поразила опытными знающими людьми и дельной информацией о самых разных аспектах Глобального Позиционирования.

Здесь, в частности, выяснилось, что походники давно используют карманные приемники для прокладывания маршрутов и четкого их прохождения. Охотники и рыболовы отмечают координаты заветных охотничьих и рыбных местечек, а автотуристы обмениваются маршрутами с указанием автозаправок и гаишников с радарами. Кроме того, существуют геодезические ресурсы, объясняющие любителям основы картографических премудростей. Однако, наряду с радостным изумлением, начало возникать чувство опасения, что все прелести карманных навигаторов - это зачастую рекламная пропаганда. Выяснилось, что приемник должен видеть большую часть неба со спутниками, причем в прямой видимости их должно быть не менее четырех, иначе возможны сильные погрешности. Что в лесистой местности, а так же в узких улочках с высокими домами, где небо плохо просматривается, приемник может и вовсе "потерять координату". В городах возможно и большое количество радиопомех, мешающих уверенному приему. Все эти облачка начали заслонять сияющее солнце GPS. Сильно добавила пессимизма переводная статья американского журналиста, который попробовал в деле автомобильную навигационную систему. Она навязчивым женским голосом заставляла его поворачивать там, где он не хотел, показывала на большом и красивом мониторе, что он мчится прямо сквозь дома, а в конце концов, под видом поездки в библиотеку доставила хозяина на пустырь. После этого восторженные восклицания пользователей в Интернет-конференции превратились для меня в вопли фанатов, которым, как братьям Райт в начале века, хоть на тумбочке - но полетать! Вся негативная информация оформилась в ряд сомнений, терзающих ум.

 

Теоретические опасения

Первым опасением на пути внедрения спутниковой навигации в жизнь дилетанта был вопрос чувствительности и надежности работы прибора. Если в улочках старого города или в лесу, электронный сусанин посчитает миссию выполненной, то убить его - значит, в лучшем случае, потерять несколько сотен долларов, а в худшем - получить большие проблемы с выходом, в прямом смысле, из создавшейся ситуации.

Второй вопрос связан с точностью карт. Наученный горьким опытом блуждания по картам автодорог в совершенно незнакомой местности, я с полным основанием мог предположить, что нарисованные ниточки улиц могут довольно приблизительно соответствовать их реальному географическому расположению. Если на карте в один прекрасный момент вы "перескочите" с одной улицы на другую, то в навигации запутаетесь точно. Короче говоря, надо было узнать, насколько документально карты отображают реальную картину местности.

Однако если выяснится, что точные карты действительно соответствуют, или только хорошие (военные) карты дают исчерпывающий ответ, то надо придумать, где их достать. При этом нужно быть уверенным, что в любом месте (будь то Европа, Подмосковье или Архангельская область) под рукой окажется тщательно проработанный картографический материал.

Вот с какими мыслями я приступил к расспросам специалистов, а потом и к исследованиям конкретной аппаратуры.

 

Анализ программного и аппаратного обеспечения

Бытовые приемники можно условно поделить на три группы:

  • Первая, самая малочисленная, представляет собой "датчики", которые принимают спутниковую информацию, обрабатывают ее и в виде стандартизованных записей выдают в порт компьютера.
  • Во вторую группу входят устройства с жидкокристаллическим дисплеем, отображающие маршрут, отслеживающие путь, направление и скорость движения и пр. Таким образом, оставив у дороги машину и запомнив в GPS-приемнике ее местоположение, можно смело удаляться в чащу, бродить там сколько душе угодно и помечать устройством разные грибные места, затем спокойно вернуться по проложенному треку к машине, а через год безо всяких трудностей повторить процедуру, пользуясь сохраненной информацией о навигационных точках (waypoints).
  • Третья, наиболее дорогая группа устройств содержит в себе возможность навигации по карте (moving maps). Карты выпускаются изготовителями и третьими фирмами и довольно подробно освещают жизнь за границей (в Америке и Европе). Однако можете даже не искать в фирменных анналах Россию - это просто огромное белое пятно. Достаточно посмотреть на подробнейшую карту автодорог, которую предлагает Microsoft в пакете AutoRoute, чтобы узнать, что Москва живет одним МКАДом и двумя-тремя шоссе, делающими карту дорог нашей столицы похожей на пацифистский знак.

"GPS Авто" - навигация для автопутешественника, системы глобального позиционирования в помощь автолюбителю

Все вышеперечисленные устройства могут подключаться к настольным и карманным компьютерам. Это значит, что даже из примитивного приемника в стандарте Compact Flash, который присоединяется к вашему PDA или HPC, можно сделать мощный навигатор с картой.

Участники GPS-движения рекомендовали проверенный личным опытом вариант с Palm-машинками. Самыми распространенными продуктами для навигации на этой платформе служат пакеты Atlas и HandMap.

Первый оперирует растровыми (Bitmap) картинками и позволяет, таким образом, использовать любые бумажные карты, отсканированные и загруженные в компьютер. Возможности продукта довольно широки: от масштабирования отображения и автоматической подгрузки детальных участков карт, до планирования маршрутов и навигации по карте в on-line с помощью GPS.

Второй пакет использует собственный векторный формат представления карт, но допускает "ручную" подготовку и загрузку картографического материала. Таким образом, в арсенале карт для HandMap имеются карты Питера и Москвы, созданные энтузиастами из России.

Ребята, которые пользуются карманными компьютерами типа PalmPilot, говорят, что лучшего и желать нельзя, однако я начал практические исследования навигации с помощью Pocket PC. Эта платформа показалась мне более привлекательной для решения поставленных задач.

Аргументы в пользу устройств Windows CE были следующие:

  • Это самостоятельный класс карманных компьютеров, имеющих "взрослыe" интерфейс и программное обеспечение.
  • Это не записные книжки: использовать Windows CE в качестве записной книжки ужасно неудобно и Palm дает здесь 100 очков вперед. Это машинки, "питающиеся" стандартными форматами данных с настольных машин и, главное, приспособленные для этого! Попробуйте запихнуть 80 Мб растровых картографических данных (подробная карта московской области) в Palm - ничего не получится. Единственный представитель Пальмового царства, способный на это - это TRG. Но, боюсь, и он не сможет переварить такой объемный кусок информации, да еще и в стандартном "взрослом" формате. Мало того, популярный сборник автодорог Европы с подробнейшими картами и базами данных по музеям, гостиницам и ресторанам издается Microsoft и имеет "ответную часть" для Pocket PC. К сожалению, Pocket Streets не позволяет работать с GPS, но, надеюсь, это временное явление. В любом случае, карт мира такого качества для платформы Palm просто не существует. - Третьим весомым аргументом в пользу Windows CE является наличие для этой платформы версии OziExplorer - программы, которая, по мнению российских и зарубежных специалистов, является на сегодняшний день лидирующей в области GPS-навигации. Разработчики же заявляют, что кроме Windows CE никакая "карманная" платформа ими поддерживаться не будет.

О последнем (условно-бесплатном) программном продукте мы еще поговорим, а пока к основным аргументам можно добавить: наличие яркого цветного дисплея, который воспроизводит карты практически в печатном виде, и весьма объемный труд российских программистов, создавших прекрасную карту Москвы для Windows CE. Пакет PalmGIS позволяет с точностью до дома ориентироваться в Москве, прокладывать маршруты с учетом дорожных знаков и пробок и работать с картой в движении с помощью GPS-приемника. С практических упражнений с этим пакетом и приемником eTrex фирмы Garmin я и начал.

Реальный GPS. "GPS Авто" - навигация для автопутешественника, системы глобального позиционирования в помощь автолюбителю

Практический опыт

Подключив без всяких проблем GPS-приемник к Cassiopeia E-115 и установив на нее пакет навигации по Москве Palm GIS, я начал кататься по городу. В первый же день сомнения в чувствительности и точности навигатора рассеялись: приборчик, "выброшенный" на "торпеду" и произвольно там болтающийся, стабильно "ловил" от 3 до 6 спутников и показывал точность измерения 6-10 метров. Этого вполне достаточно, чтобы позиционировать свое местоположение на карте. Когда видишь на карте Москвы ползающий точно по улицам кружок, замирающий перед перекрестками на светофорах и поворачивающий в точности с одной улицы на другую, испытываешь просто детский восторг! Как вы уже догадались, с картой тоже проблем не было: небольшие погрешности на окраинах не вносили путаницы в ситуацию, и определить свое местоположение на карте всегда было довольно легко.

Уже вечером, когда городское движение поутихло, я попытался проверить "условия плохой видимости". При движении по узким улочкам с высокими домами, никаких загрублений точности, потери сигнала и неожиданных показаний карты я не обнаружил. Остался открытым вопрос о радиозашумленности в европейских городах с узкими улочками и высокими домами, а в остальном все вопросы, поставленные в разделе "теоретические опасения", были сняты!

Следующее исследование базировалось на пакете OziExplorer CE с загруженной "двушкой" (в 1 см - 2 километра) Московской области и поездке в Сергиев Посад.

Точность картографического материала была отменной! Трек (путь, "прочерченный" GPS-навигатором) ложился в точности на улицы и трассы. Только в одном месте мы "съехали с дороги", но это нисколько не помешало навигации. Интересно было наблюдать, как на развязках стрелочка, показывающая наше положение, начинала разворачиваться, в точности повторяя движения машины. Прозевав в одном месте поворот, мы без проблем поехали дальше по развилке и, перестроив на ходу трассу и наметив "обходной" маршрут, приехали прямо к Лавре! Приятно было с видом предсказателя сидеть и говорить, что через два километра будет мост, а затем можно будет повернуть направо!

Итак, точность топографических карт, чувствительность приемника и аппаратно-программное обеспечение действительно обеспечивают комфортную навигацию и возможность с достоинством выйти из любой сложной ситуации.

+ Главная
+ Что такое GPS?
+ Зачем нужен GPS?
+ Как использовать GPS?
+ Готовые решения
+ Альтернативы GPS
+ Статьи
+ Код кнопки сайта
Зачем нужен GPS? »
Реальный GPS »
TomTom Navigator2 »
Обновленный PocketGPS Pro »
В отпуск по карте »

Статистика:

Реклама:

 

Цель сайта: донести до любителей путешествовать на своих автомобилях информацию об удобстве использования систем глобальной навигации. Примеры использования, решения, рассказы, и т.д. Информация взята из открытых источников и призванна помочь определиться сомневающемуся.
Реклама: