Небольшой экскурс в технологию GPS (какита и чёита?)

[crazybubble]

Земля в иллюминаторе
GPS (Global Positioning System), она же NAVSTAR – это орбитальная навигационная система, построенная в разгар "холодной войны" американскими военными, но позже переквалифицированная для мирных целей. Первый спутник был запущен в 1978 году, и на данный момент эта система насчитывает 24 спутника, каждый из которых весит 900 кг и имеет размер с развёрнутыми солнечными батареями более 5 метров. Весь этот космический "хоровод" кружится на расстоянии 20180 км от поверхности Земли.

Официальный старт широкого коммерческого применения навигационной системы GPS состоялся примерно в 2000 году, когда правительство США перестало искажать данные передаваемые спутниками, в результате чего погрешности местоположения объектов сократились до 5-10 метров (в отличие от 30-100 метров раньше).

Для чего используется система глобального позиционирования? GPS позволяет практически в любом месте планеты (кроме приполярных областей) определить координаты положения обьекта, скорость его перемещения, а также выбрать для него наиболее подходящие маршруты. Принцип работы выглядит примерно так. GPS-приёмник получает сигнал от спутника, сравнивает время когда он был отправлен и время его получения. Имея разницу во времени, GPS-приёмник определяет расстояние до спутника, получив сигнал сразу нескольких спутников, GPS-приёмник рассчитывает координаты широты и долготы конкретного места на планете, а получив показания четырёх и более спутников, рассчитывает и высоту уровня над морем. Готовые показания в удобном для пользователя графическом режиме выводятся на дисплее приёмника, с использованием более понятных величин – метров/километров, названий населённых пунктов, улиц и т.д. Кроме координат местоположения GPS-приёмник сообщает и другую полезную информацию: точное время, ориентацию относительно сторон света, направление к заданной точке координат, среднюю скорость, оставшееся/пройденное расстояние и другие необходимые показатели.

Ударим GPS-ом по бездорожью
Во всём мире услуги GPS-навигации предоставляются бесплатно, нам же остаётся выбрать наиболее подходящий тип приёмного GPS-устройства, благо их выбор велик. В индустрии производства и обслуживания GPS-оборудования широко известны такие компании как Magellan, Garmin, Globalsat, с модельным рядом которых вы можете ознакомиться посетив сайты этих производителей. Но так как всесторонне охарактеризовать специализированные устройства GPS-навигации одним обзором не получится, рассмотрим основные типы, которые могут нам пригодится в большинстве бытовых ситуаций. Начнём с современного мобильного телефона/смартфона или КПК. Все мировые производители данных типов устройств уже без опасения снабжают свои новинки данной технологией. Навскидку можно предложить коммуникатор НТС Р3300. Это устройство имеет не только встроенный GPS-модуль, но и большой 2,8 дюймовый дисплей, что конечно очень удобно для этой роли. Правда, в модели Р3300 нет собственной базы электроных карт, так что их придётся покупать отдельно. Кроме того, навигатором GPS снабжен популярный смартфон Nokia N95.

Следующий популярный тип GPS-устройств - это автомобильные навигаторы. Они на порядок дороже и сложнее, поскольку уже имеют набор карт, снабжены бесперебойными источниками питания и хорошим запасом памяти. Как правило, дисплей автомобильных навигаторов большой, предусмотрен надёжный крепёж устройства к лобовому стеклу, а также подключение к внешней антенне, поскольку сигнал спутника не всегда уловим через металлическую крышу авто. В качестве примера подобной современной модели автомобильного GPS-навигатора можно привести Nokia 330 Auto Navigation.

А что делать если ваш смартфон, лаптоп или коммуникатор не имеет встроенный GPS-приёмник? Есть варианты и для вас. В этой ситуации вам нужно будет приобрести внешний GPS-приёмник - адаптер, а также набор карт к нему. На рынке можно найти множеств подобных решений. Такие приёмники просто посылают навигационные данные на обработку специальным программам. Адаптеры имеют различные интерфейсы подключения к мобильным устройствам – USB, Compact Flash, SDIO, Bluetooth. Функциональность этих адаптеров будет зависеть от установленного ПО. Внешние GPS-адаптеры бывают двух типов - Compact Flash (CF) или Secure Digital (SD) и модуль с беспроводным соединением через Bluetooth (например, Nokia LD-4W) - самый удобный вариант, хоть и самый энергозатратный.

Приобщиться к новой технологии можно даже не имея хороший смартфон. Достаточно того, чтобы ваша мобилка поддерживала приложения Java. Вы просто покупаете GPS-адаптер, устанавливаете в телефон специальную программку (например Falk Activepilot, Wayfinder Navigator, VDO Dayton MN 2200). После установки навигационного ПО, программа определит ваше местоположение. Для этого вам нужно будет указать конечную точку назначения и послать запрос вашему мобильному оператору. Также, заполнив поля ФИО, телефон, страну, город можно найти и нужных вам людей. Для осуществления такой связки "GPS+телефон", ваша трубка должна поддерживать GPRS/EDGE. Подобный сервис уже практикуется в некоторых странах Северной Европы.

Где карта, Билли?
Поскольку даже самый навороченный GPS-навигатор без электронных карт – просто железяка, остановимся чуть подробнее на программах помогающие их создавать, редактировать и обновлять.

OziExplorer – один из самых попуярных продуктов для GPS-навигации. Кроме электронных карт, программа работает и с растровыми картами. Это значит что вы можете взять любой автомобильный атлас или обычную карту, отсканировать нужный регион (например тот, куда вы собираетесь поехать), потом с помощью утилиты InageToOzf взятой с сайта производителя, откалибровать в формат для Oz-iExplorer СЕ. OziExplorer поддерживает основные графические форматы – JPG, TIF, PNG. При выключенном GPS-приёмнике полученной картой можно пользоваться как бумажной, в случае подключения GPS-приёмника на основе этой карты программа определяет ваше текущее положение. Из недостатков можно отметить большой размер электронной базы карт формата OziExplorer.

Очень удачно выглядит отечественный продукт ГИС Русса, созданная как раз для навигации на российских просторах. ГИС Русса - это спутниковая навигационная система для КПК, произведённая компанией ЗАО "Русса". Векторный формат (.rus) можно смело назвать одним из самых быстрых и «лёгких» форматов мирового сообщества GPS (вся карта России занимает около 130 Мб), что в полтора-два раза меньше чем аналогичная карта компании Garmin. Кроме того, предусмотрено создание карт самостоятельно с помощью фирменной утилиты GPSMapEdit (её можно скачать с сайта производителя www.gisrussa.ru).

Для тех кто собирается в Европу, по вкусу придёт программный продукт TomTom Navigator. Эта "софтина" создана компанией TomTom (Голландия) и предусмотрена только для навигации по территории Европы. Карт территорий России и СНГ пока нет, хотя в прошлом году компания анонсировала карты европейской части России. Правда пока существуют сомнения на счёт её точности. А ведь создатели карт этой компании смогли показать 99% всех улиц и улочек таких стран Западной Европы как Франция, Германия, Англия.

Мы рождены чтоб сказку сделать былью!
По мнению экспертов, несмотря на то, что глобальное позиционирование относится к быстроразвивающемуся сегменту телекоммуникационного рынка и как никогда актуально для России, сама специфика функционирования GPS и его коммерческая отдача имеют некоторые особенности, а порой и сложности.

Пока трудно определиться с той моделью реализации GPS, которая будет выведена на наш массовый рынок и ещё не совсем ясно как будет реализовываться и отечественный аналог глобального позиционирования – ГЛОНАСС. Хорошо, приобретёт Вася GPS-устройство, при этом он заплатит один раз за сам навигатор, и один-два раза в год за обновление баз карт. А оператор должен подумать, как на такой периодичности обращений к его услугам, можно заработать. Также и Васе, в случае возникновения вопросов или проблем, трудно будет их решить поскольку производители GPS-устройств и ПО, пока не балуют поддержкой сервисных служб. Поэтому более доступно GSM-позиционирование, хоть оно и не такое точное, как GPS.

Легче всего военным, на них GPS и ГЛОНАСС работает. Но подобный дисбаланс всё-таки будет решаться. Над созданием концепции использования систем глобального позиционирования у нас в стране, так что-бы и Вася был доволен и оператор не морщился, трудятся такие киты отечественной науки как Роскосмос, Роспром, Мининформсвязь, Роскартография, АФК "Система" и частные представители информационно-коммуникационного рынка.

Ну что ж, теперь вы готовы ко всем непредвиденным ситуациям, будь то прокол вашего резинового "титаника" в волжских заводях или ссылка в Шушенское. Но это не значит что стоит всегда полагаться на электронный ум и орлиный взгляд с небес. Лучше положите в рюкзак не только фирменный GPS-навигатор, но и обычный компас. Да и учебник по природоведению для второклассников не забудьте. Чувствую что без него вам, городскому аборигену, с компасом не разобраться.

[Борис]

Инфа интересная. Склоняюсь к комплекту: защищенный ноутбук (бюджет от 10 до 16 тыр.) + GPS-датчик со встроенной антенной блютуз выносной (бюджет 2 тыр.). Работа с Ozi Explorer и растровыми картами. В Европу не езжу, по Москве и МО не шатаюсь. Мне это хозяйство нужно для Урало-Сибирского региона.

[stalker]

Борис, гарминчик 710-й недавно тестировал. Хочу теперь такой. не знал к чему придраться.
Кстати на наш пробег (2009г) поставшик временно даст в тест по нашему перечню навигашки. За это мы его лейблы на борту по маршруту должны будем провести.

[Борис]

Молодец. За - обеими руками.

[stalker]

crazybubble, спасибо за инфу!
Для расширения информации о спутниковом позиционировании могу добавить, что используется спутники GPS и ГЛОНАСС не только вояками, но и гражданскими строителями (например есть системы, которые  регулируют подъем лопаты бульдозера в соответствии с с заданным проектом при строительстве дорог), геодезистами (у них позиционирование с точностью 1.5 мм на километр удаленности одного подвижного приемника от второго, установленного стационарно на точке с известными координатами), охранными структурами для контроля подвижных и стационарных объектов охраны, диспетчерами больших автопарков для контроля местоположения каждого из бортов, его загруженности и технического состаяния.

[NauFan]

купил небольшой ноут, и пришла мысль поставить внешний GPS-приемник!
возник вопрос-по каким критериям его выбирать! знаю только что он должен быть точно usb (Bluetooth нет на ноуте) и недорогой))))
посмотрел вот этот http://forum3.ru/descr.aspx?code=33538
что за 20 каналов? остальные на том же сайте вроде как 32...
или стоит купить модуль Bluetooth и покупать приемник с ним?

[cam]

У меня вот такая система.

[NauFan]

судя по колонке справа это что-то крутое... да?

[Merzavets]

купил небольшой ноут, и пришла мысль поставить внешний GPS-приемник!
возник вопрос-по каким критериям его выбирать! знаю только что он должен быть точно usb (Bluetooth нет на ноуте) и недорогой))))
посмотрел вот этот http://forum3.ru/descr.aspx?code=33538
что за 20 каналов? остальные на том же сайте вроде как 32...
или стоит купить модуль Bluetooth и покупать приемник с ним?

Я тоже остановился на BU-353, от Bluetooth отказался из-за присутствия источника питания в приемнике (батареек, аккумуляторов), которые нужно либо менять, либо заряжать.

[NauFan]

меня в нем смущают 2 вещи:
Точность   Положение: 15 м;
Количество каналов   20;
я не специалист,но у остальных меньше 15м и обычно 32 канала! объясните кто-нибудь это нормальные характеристики? стоит ли брать?

[Merzavets]

Вот про выбор http://pccar.ru/showthread.php?t=5768&highlight=globalsat . Там на сайте много чего можно подчерпнуть о GPS.

[cam]

NauFan Колонка с права это позиция на спутниковом снимке. Точность местоположения такая, что видно на дороге по какой полосе едешь. Как видите картинка с сайта, туда пишется вся информация: маршрут, скорость, время, даже фото того кто за рулём и возле машина. Информация и картинки доступны с сотового через яву. Часто пользуюсь прогревом, посылая СМСки. Так же СМСками можно блокировать двигатель и многое чего.

[whiteowl]

Могу еще добавить. Программа САС Планета. Берет всю картографическую информацию из Интернета и сохраняет в собственном кэше. Перед поездкой можно накачать карт, соответствующих маршруту. Постепенно кэш, конечно, разрастается. У меня сейчас порядка 4 гиг. Программа работает с внешним GPS-приемником. В поездку можно установить на ноутбук, а лучше на нетбук. Видел такую штучку - прелесть. Вес - 1 кг, экран 9", широкий, винт 120гиг, память 1 гиг. Программу можно взять на сайте sasgis.ru , там же имеется форум, где можно ознакомиться с особенностями работы программы. Программа бесплатна, постоянно выходят новые релизы.

[kkk]

а сколько "весит" в Mb одна такая "загрузка" ???

[whiteowl]

а сколько "весит" в Mb одна такая "загрузка" ???

Не совсем понял вопрос. Сама программа в архиве где-то 2-3 мегабайта. А в кэше очень много файлов с графическим, картографическим и вспомогательным содержимым. Сами файлы маленькие от сотен байт до 20 килобайт. Очеть сложная иерархия папок, подпапок и т.д. Все они имеют строго определенные имена в зависимости от масштаба и координат. Каждый файл отвечает за изображение на экране примерно в 200х200 пиксел. Но файлов и папок очень много. В моем случае порядка 70 тыс. папок и в них свыше 250 тыс. файлов.