GPS-навигатор — устройство, которое получает сигналы глобальной системы позиционирования с целью определения текущего местоположения устройства на Земле. Устройства GPS обеспечивают информацию о широте и долготе, а некоторые могут вычислить и высоту.
Содержание
Устройство [ править | править код ]
В GPS-навигаторе присутствуют несколько важных компонентов, от которых во многом зависит точность и качество работы прибора:
- GPS-чипсет — набор микросхем, в котором процессор — самая важная часть. Процессор обеспечивает работу всего устройства, а также обрабатывает спутниковый сигнал, поступающий от GPS-модуля, вычисляя координаты.
- GPS-антенна настроена на частоты, на которых передаются данные навигационных спутников.
- Дисплей для отображения информации.
- Оперативная память обеспечивает быстродействие навигатора.
- ПамятьBIOS обеспечивает связь аппаратной и программной части.
- Встроенная Flash-память используется для хранения операционной системы, ПО и пользовательских данных.
- Другие элементы платы — GPRS-модуль, Bluetooth-модуль, радиоприёмник и т. д. Наличие этих элементов зависит от архитектуры конкретной модели навигатора.
- Разъёмы (внешние интерфейсы) — разъём внешнего питания, гнездо для подключения наушников, слоты для карт памяти и SIM-карт. Набор разъёмов зависит от особенностей конкретной модели навигатора.
Программная часть
В общем случае программная часть состоит из BIOS, операционной системы, программной оболочки, навигационных программ и дополнительных приложений.
- BIOS — микропрограмма, обеспечивающая операционной системе доступ API к аппаратуре навигатора.
- Операционная система — собственная ОС (как правило, на базе существующих) или ОС стороннего производителя. Наиболее популярная ОС стороннего производителя — Windows CE.
- Программная оболочка, обеспечивающая удобную работу с программным обеспечением навигатора и содержащая необходимые библиотеки для корректной работы программ.
- Навигационная программа — собственная разработка или ПО стороннего производителя. Наиболее популярные навигационные программы сторонних производителей — CityGuide, Навител Навигатор, Автоспутник, ПроГород и другие.
- Дополнительные приложения — мультимедийные приложения, игры и другие программы, как правило, предустановленные производителем.
В навигаторах некоторых производителей отдельные элементы программной части могут быть объединены. Например, функции программной оболочки может выполнять операционная система, а дополнительные приложения входить состав навигационной системы.
Автомобильные навигаторы [ править | править код ]
Современные автомобильные навигаторы способны прокладывать маршрут с учётом организации дорожного движения и осуществлять адресный поиск. Они могут обладать обширной базой объектов инфраструктуры, которая служит для быстрого поиска пунктов общественного питания, автозаправочных станций, мест для стоянок и отдыха. Некоторые модели способны принимать и учитывать при прокладке маршрута информацию о ситуации на дорогах, по возможности избегая серьёзных транспортных заторов. Данные о пробках могут быть получены навигатором посредством мобильной связи (по протоколу GPRS), или из радиоэфира по каналам RDS диапазона FM.
Помимо GPS-навигаторов в продаже есть устройства, способные одновременно работать и с GPS, и с ГЛОНАСС. Массовое производство двухсистемных навигаторов началось в мае 2010-го года: в продаже одновременно появились навигаторы Lexand SG-555 и Explay GN-510. Сегодня модели с поддержкой ГЛОНАСС и GPS есть в продуктовых линейках Explay, Lexand, Prestigio, Prology и некоторых других торговых марок. Доля таких устройств в общем годовом объеме продаж навигаторов достигает 6,6 %.
Газета «Ведомости» проводила сравнение односистемных и двухсистемных навигаторов: [1]
Тест показал, что для поездок по Москве можно обойтись и односистемным навигатором. Но то, что навигаторы «Глонасс/GPS» работают точнее и надёжнее, подтвердилось на практике. Превосходящие характеристики двухсистемных устройств актуальны и в повседневной жизни — например, если вы хотите вовремя перестроиться для поворота на нужную полосу дороги.
Туристические навигаторы [ править | править код ]
Портативные туристические навигаторы предназначены для туризма (водного, горного, пешего) и активного отдыха. Как правило, такие навигаторы имеют противоударный и водонепроницаемый (по стандарту IPX7) корпус, способны работать и принимать спутниковый сигнал в самых сложных условиях густого леса и горной местности. Многие модели имеют возможность использования карт местности. Кроме того, они могут оснащаться дополнительными возможностями, которые могут пригодиться в дальнем походе, среди которых магнитный компас и барометрический высотомер.
Спортивные навигаторы [ править | править код ]
Используются на тренировках и во время соревнований спортсменами, занимающимися циклическими видами спорта на открытом воздухе (бег, лыжные гонки, велосипед). Обеспечивают совместную регистрацию параметров состояния организма спортсмена (частота сердечных сокращений) совместно с параметрами движения (траектория, скорость, пройденный путь, набор высоты). Исполнение — влагонепроницаемое, ударозащищённое, с минимальными габаритами и весом. Выполняются в корпусе наручных часов для ношения на руке, в прямоугольном корпусе для крепления на руль велосипеда. Оснащаются внешними датчиками (контактный датчик сердечных сокращений, датчик оборота педалей велосипеда, датчик шагов), которые обмениваются данными с основным прибором по радиоканалу. Могут оснащаться встроенным барометрическим альтиметром. Сообщают спортсмену требуемую информацию с помощью собственного дисплея, звуковыми и вибросигналами. Получают заранее подготовленное задание на тренировку (дистанция, темп движения, заданное направление движения, частота сердечных сокращений) из персонального компьютера. Записывают данные в собственную энергонезависимую память для последующей передачи в персональный компьютер для анализа тренировки или выступления и ведения спортивного дневника.
Карты в GPS-навигаторах [ править | править код ]
Наличие карты существенно улучшает пользовательские характеристики навигатора. Навигаторы с картами показывают положение не только самого приёмника, но и объектов вокруг него.
Все электронные GPS-карты можно поделить на два основных типа — векторные и растровые.
Растровые карты — это самый простой и доступный тип карт. Фактически это изображение местности, к которому привязываются географические координаты. Масштаб растровой карты напрямую зависит от исходного варианта; или это фотография со спутника, или отсканированная бумажная карта. В России лучше всего представлены растровые карты крупных городов, для других районов карты найти проблематично. Также есть проблема привязки координат карты к координатам, выдаваемым приёмником (проблема датума). На платформах Windows и Windows Mobile для использования растровых карт доступна популярная программа OziExplorer. Так же огромный массив растровых (фотографических и растеризованных векторных) карт и средства работы с ними, включая поддержку работы с GPS-приёмниками, предоставляют такие интернет-сервисы, как Карты Google, Яндекс.Карты, OpenStreetMap и др.
Векторные карты представляют собой базу данных, где хранится информация об объектах, их характеристиках и взаимном месторасположении, географических координатах и прочем. В картах могут храниться разнообразные характеристики местности: горы, реки, озера, впадины, дороги, мосты, уровни антропогенных загрязнений, типы растительности, расположение ЛЭП. Также многие подробные карты хранят множество таких объектов, как заправки, гостиницы, кафе и рестораны, стоянки, посты дорожной полиции, запрещённые к проезду зоны, достопримечательности и памятники, культурные артефакты, больницы.
Поскольку в них не содержится объёмных графических изображений, места в памяти они занимают гораздо меньше, чем растровые, но работают медленнее. Безусловным преимуществом векторных карт является возможность осуществлять адресный поиск, а также поиск ближайших к заданной точке объектов инфраструктуры. Кроме того, векторные карты позволяют показывать разную детализацию объектов при отображении карты в разных масштабах.
Существуют навигационные системы, позволяющие пользователю дополнять карты навигатора своими собственными объектами.
В специализированных автомобильных GPS-навигаторах существует возможность прокладывать маршруты по векторной навигационной карте — с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже дорожных пробок.
При подготовке туристических походов в ряде случаев разумным является рисование собственных карт района будущего путешествия. Такая карта рисуется с помощью специализированного векторного графического редактора — и может быть сохранена в векторном формате, пригодном для загрузки в GPS-приемник. Таким образом, количество и качество туристических карт для GPS также со временем растёт. Наиболее современные модели навигаторов позволяют загружать карты в растровых форматах (Garmin Oregon, Dakota и т. п.).
GPS — это аббревиатура от английского названия Global Positioning System, что означает «система глобального позиционирования», или, в более правильном техническом переводе, — «глобальная система определения координат». Основные ее взаимодействующие элементы — это 24 космических спутника NavStar (запущены и принадлежат США) и миллионы приемников на поверхности Земли.
Работает система так: приемник ловит сигнал от 3 и более спутников, замеряет время задержки прохождения сигнала от каждого из них и автоматически рассчитывает свое местоположение — географические координаты: широту, долготу, а также высоту над уровнем моря. Эти данные процессор устройства соотносит с электронной картой, загруженной в память прибора. Благодаря этому пользователь видит на дисплее изображение географической карты, на которой показывается и двигается «точка» — это он сам со своим GPS-приемником.
1. Что представляют собой GPS-приемники, какие они бывают?
Это группа электронных приборов, которые объединяет только одно — наличие специального модуля для приема сигнала со спутников. По техническому же исполнению GPS-устройства могут быть очень разными. В зависимости от предназначения, GPS-навигаторы бывают автомобильные, морские, авиационные, портативные туристские, профессиональные геодезические.
Существуют и т. н. GPS-модули — устройства, содержащие только приемник, подключаемый к ноутбуку или КПК. Часто GPS модуль уже штатно на заводе встраивается в мультимедийную систему автомобиля. Также стоит упомянуть электронику со встроенным GPS-приемником: КПК, ноутбуки, сотовые телефоны, рации.
2. В чем заключаются особенности автомобильных GPS-навигаторов?
Прежде всего, это конструкция устройства. Автомобильные навигаторы представляют собой, чаще всего, моноблок на манер маленького телевизора, который ставится на кронштейне на торпедо или подвешивается на солнцезащитный козырек. Питание — от прикуривателя либо от собственного аккумулятора. Также стоит упомянуть простоту их интерфейса, специально «заточенного» под управление навигатором во время езды. Автомобильные GPS имеют мощный процессор, позволяющий быстро и без запозданий за движением машины «перерисовывать» и «двигать» карту на дисплее.
Одной из характерных функций автомобильных GPS является сопровождение голосовыми подсказками и автоматическое прокладывание маршрута с описанием вариантов и дорожной инфраструктуры.
Однако этот функционал в России пока недоступен — все это начинает действовать только на территории Европы и Скандинавии. Единственным исключением являются Москва и Подмосковье, где маршрутизация и подсказки работают. (Правда, по утверждению пользователей, в несколько недоработанном виде).
3. Почему в России автомобильная навигация функционирует не так полноценно, как в Европе?
Все дело — в электронных картах. Именно они дают возможность реализовать функции навигатора. Для России же такие карты пока не созданы. На отечественных картах автопутешественник может видеть только типы дорог и населенные пункты. Хотя, по разным сведениям, работы уже ведутся, и возможно, полнофункциональные российские карты скоро появятся.
4. Какова точность GPS-навигации?
Сам навигатор, по заявлениям производителей, определяет местоположение с точностью до 3-5 м. Однако очень многое тут зависит от числа спутников, которые «видят» прибор и, опять-таки, от электронных карт. Дело в том, что в России для гражданского использования разрешены карты масштабом не крупнее чем 1:1000, т. е. в 1 см карты — 1 км местности. На практике же это значит, что 100 м будут умещаться в 1 мм на экране.
Впрочем, для автомобильных путешествий такой масштаб карт и точность навигации вполне приемлемы, ведь на машине ездят за многие сотни километров.
5. Легальны ли GPS-навигаторы?
Любительские GPS-приемники у нас не запрещены. Изделия допущены к свободной продаже.
6. Не нужно ли регистрировать прибор, получать лицензию на пользование?
Нет. Любительским GPS-навигатором можно пользоваться без всяких допусков. Лицензия требуется только на высокоточное профессиональное GPS-оборудование. Впрочем, оно слишком дорогое, сложное в пользовании, довольно громоздкое и обычному человеку, в принципе, ни к чему.
7. Взимается ли абонентская плата за пользование GPS-навигацией?
Никакой платы нет. После покупки прибора все дальнейшее его использование абсолютно бесплатно.
8. Кто производит автомобильные GPS-навигаторы?
В мире производителей такого оборудования очень много. Из представленных на нашем рынке брендов можно назвать американские Garmin и Magellan, голландский TomTom, российский «Глобал Ориент» (GPS-модули) и тайваньский Novogo.
Электронный Сусанин // 13 вопросов об автомобильной GPS-навигации Электронный Сусанин // 13 вопросов об автомобильной GPS-навигации
9. Сколько стоят такие GPS?
От $300 до 700. На цену навигатора влияет, прежде всего, его функциональность. Это объем памяти, от которого зависит количество загружаемых карт, мощность процессора, отвечающая за быстродействие и поддержку трехмерных карт, наличие сенсорного экрана, русификация меню, поддержка голосовых подсказок. Помимо этого, цена зависит от производителя: так, тайваньские навигаторы дешевле примерно на $50-100.
10. Где брать электронные карты для загрузки информации?
Практически всегда они продаются там же, где и сами навигаторы. Дополнительным источником приобретения может быть Интернет.
11. Поможет ли GPS-навигатор проехать от Петербурга до Владивостока?
Помочь-то поможет, но только вопрос: чем? Давайте вспомним все сказанное выше. Для России полнофункциональных карт нет, а значит, ни проложить маршрут, ни видеть на нем бензоколонки, кафе, гостиницы, посты ГИБДД и прочую дорожную инфраструктуру нельзя. На пути из Питера во «Владик» с помощью GPS можно только видеть типы дорог, населенные пункты и свое местоположение на карте.
По сравнению с путешествием по простому бумажному атласу разница, надо сказать, не слишком большая. Только что не надо самому карандашом вести «точку».
12. Верно ли утверждение, что автомобильный GPS — это просто «игрушка для продвинутых»?
Говоря о России, на этот вопрос можно ответить скорее «да», чем «нет». Но вот если ехать из Питера не во Владивосток, а в противоположную сторону — в Лиссабон или в Осло, то польза, удобство и удовольствие от GPS будут ощущаться в самом полном объеме. Узнать лучшую дорогу в любой город, выбрав платную или нет, найти место для остановки, заправки, отдыха — навигатор даст ответ на все эти вопросы.
Что такое GPS навигатор?
Навигатор представляет собой электронный прибор, входящий в связь с приемно-передаточной системой тотального комплекса топогеодезической, координатной и спутниковой привязки для определения своего местонахождения на нашей планете. Такие приборы подразделяются на GPS- и ГЛОНАСС-навигаторы.
Джипиэс-навигаторы представляют собой навигационное оборудование, которое использует телеметрические данные и информацию, полученную от американских спутников, запущенных по программе МО США. Эта глобальная информационная сеть дает возможность на территории Земли и околоземном пространстве установить местоположение, скорость, а также ряд других физических характеристик объекта.
ГЛОНАСС-навигаторы представляют собой навигационное оборудование, которое использует телеметрические данные и информацию, полученную от российских спутников, запущенных по программе МО РФ. Дополнительные возможности этой системы пока не представлены в легальных источниках, однако ее действие по определению координат местоположения предмета аналогично GPS-системе.
Любой навигатор состоит из аппаратной и программной части. Аппаратная часть представляет собой комплекс электронных устройств, позволяющих использовать его по назначению. Она состоит из:
- процессора, определяющего функционал всего комплекса, который трансформирует сигнал со спутника и выдает точность координат искомого предмета;
- антенно-генераторного блока, сориентированного на спутниковые частоты эксплуатации;
- монитора для визуального отображения полученных данных;
- оперативной памяти, которая осуществляет контроль над скоростью передачи информации;
- BIOS, организующей взаимодействие двух частей прибора;
- интегрированной флэш-памяти, используемой для сохранности «операционки», программного обеспечения и данных пользователя;
- иных дополнительных элементов (приемник радиочастот, модуля GPRS, Bluetooth и т.д.), наличие этих опций зависит от модели конкретного прибора;
- наружных интерфейсов – разъемы сети, наушников, слоты для сервисных карт, наличие этих опций зависит от модели конкретного прибора.
Программная часть представляет собой комплекс электронных программ, позволяющих использовать навигатор по назначению. Она состоит из:
- собственной операционной системы, в основном Windows CE;
- программной оболочки, создающей комфортные условия для эксплуатации ПО навигатора и его корректный запуск;
- специальных навигационных программ;
- добавочных программ – мультимедиа, игры и др.
В некоторых приборах ряд элементов программной части могут объединяться.
Навигационные программы представляют собой внедряемые новинки собственного изобретения или программное обеспечение других стороннего составителя программ. Часто используемые – Навител, СитиГайд Навигатор, Автоспутник, ПроГород и другие сервисы. Российский оператор сотовой связи Билайн тоже разработал аналогичный сервис с множеством приложений.
Социологическое анкетирование, проведенное на добровольных началах среди пользователей навигаторами, дало следующие результаты. Самыми популярными признаны такие марки приборов, как Treelogic, Lexand, xDevice, Texet, Explay, Prestigio Качество других производителей сильно не отличается, они просто менее разрекламированы и представлены в торговых точках. Отдельно хотелось бы рассказать о моделях фирм Digma и Neoline, которые представили приборы, отличающиеся от всех модификаций своими защитными свойствами — Neoline Moto и Digma DM351 Allroad Эти приборы прекрасно работают в условиях различных метеоусловиях, в том числе в ситуациях с повышенной влажностью и загрязненностью воздуха, хорошо предохранены от механического и физического воздействия. Их можно устанавливать на любом виде техники, благодаря улучшенной системе кронштейнов крепления. Предполагают долговременную эксплуатацию на автономных источниках питания.
Значительное число россиян используют навигатор для путешествий и поездок по России и СНГ, и наибольший интерес представляют приборы, разработанные местными производителями, у которых интегрировано навигационное ПО разработчиков из России — «Навител Навигатор», «Автоспутник», «СитиГид» и др. Навигационная программа «Навител Навигатор» не имеет равных по степени картографического обеспечения, регионов России.
Автомобильные навигаторы служат для прокладки маршрута и осуществления поиска по адресу объекта. В базу данных таких устройств могут быть внесены объекты придорожного сервиса. Информация о событиях на трассе может транслироваться по мобильной связи (протокол GPRS), или из FM.- радиодиапазона.
Туристические навигаторы хороши для туристического отдыха любых видов. Имеют защищенный корпус от всех видов активного воздействия среды, способны к приему спутникового сигнала в любых сложных условиях. Предусмотрено использование топографических карт. Среди дополнительных полезных устройств — компас и высотомер.
Спортивные навигаторы применяются во время спортивных тренингов и состязаний. Служит для замеров показателей параметров работы сердца во время движения спортсмена. Прибор исполнен в защитном корпусе с минимизированным весом и габаритами. Оборудованы различными наружными датчиками, которые сообщают информацию по каналу радиосвязи. Информация выводится на монитор, также транслируется звуковым зуммером и вибросигналами.
Существование карты значительно увеличивает используемые данные прибора. Такие изделия обладают более широкими возможностями. Все карты для навигаторов делятся на 2 типа — векторные и растровые.
Растровые карты — это самый несложный тип карт. Практически, они представляют собой абрис места с привязкой по географическим координатам. Масштаб такой карты связкам с оригинальным образцом, который может быть, как спутниковым фотоснимком, так и копией бумажной топокарты. На базовых версиях Windows и Windows Mobile возможно применение известного ПО OziExplorer. Большое количество растровых карт содержится на таких сервисах Сети, как карты Google, Яндекс-карты, карты OpenStreetMap и другие.
Векторные карты — основа базовых данных, где содержится информационный массив объектах, их описании и местоположении. Это качается, как объектов географического назначения, так и социального.
Уже используются такие системы навигации, дающие возможность пользователю делать дополнения в карты навигатора своими личными объектами, прокладывать, как автомобильные, так и туристические маршруты.
Как правильно пользоваться GPS навигатором,
инструкция, правила пользования, как научиться?
Если Вы еще ни разу не пользовались навигатором, то можете подумать, что, как и многие другие устройства, он требует от своего обладателя каких-то специальных навыков и научиться пользоваться им легко. Однако это совсем не так. Установить, а затем настроить и работать с навигатором довольно просто, кроме того, в комплекте с прибором всегда имеется инструкция пользования, причем если не в бумажном, то уж в электронном виде обязательно! Итак, прежде чем начать работать с GPS-навигатором и отправиться в свое первое путешествие с этой техникой, необходимо ее установить.
Как научиться пользоваться навигатором в машине?
Итак, если Вы приобретаете автомобильный навигатор, то в комплекте с ним всегда поставляется подставка и кронштейн. Кронштейн в автомобиле, как правило, устанавливается на передней панели машины, либо на лобовом стекле. Однако существуют и другие места размещения техники, но стекло и панель являются самыми распространенными. Правила пользования гласят, что GPS навигатор нельзя размещать там, где он будет мешать управлению машиной, либо где будет закрывать обзор. Кроме того, технику не нужно крепить там, где находятся подушки безопасности.
Очень часто прибор поступает в продажу с разряженной батареей, поэтому пользоваться им невозможно. В этом случае его необходимо зарядить либо с помощью зарядного устройства от сети, либо через USB-кабель (все зависит от комплектации). Если же это автомобильный навигатор, то его так же можно зарядить через зарядное автомобильное устройство.
Каждая модель GPS навигатора отображает отмеченные точки, траекторию пройденного пути, географические координаты точки, где находитесь Вы и, соответственно, Ваш прибор, а так же текущее Ваше положение. Так же каждый прибор имеет несколько страниц, которые отображают различную информацию: карту с пройденными путями и точками, положение на небосводе спутников, страницу меня с поиском и выходом на различные настройки, страницу навигации, а так же страницу путевого компьютера, где могут быть отображены скорость движения, пройденное расстояние и так далее.
Пользование GPS навигатором предполагает и такую функцию. Как правило, для этого достаточно нажать, а затем в течение небольшого времени удерживать специально отведенную для этого кнопку. Так же ту же функцию можно выполнить через меню навигатора.
Инструкция (правила) поиска точки, которую Вы «запомнили»
Для того, чтобы найти точку, нужно вначале выбрать ее из списка уже имеющихся, а затем нажать кнопку «Идти». На странице под названием «навигация» появится стрелка, которая и покажет Вам, в каком направлении нужно двигаться.
Что такое маршруты и пути и как ими правильно пользоваться?
Трек или путь – это след, который уже был пройден Вами. Благодаря заводским настройкам он записывается в память прибора по умолчанию. Однако эту функцию можно отключить, если она Вам не нужна.
Роут или маршрут – это тот путь, который был заранее отмечен по точкам. В режиме навигации прибор может провести Вас как по треку (Track back), так и по маршруту. Можно так же вначале построить маршрут на своем компьютере, а затем ввести его в прибор. Но можно построить и на самом навигаторе.
Функция Track back – инструкция по пользованию
Данная функция является режимом, в котором Ваш навигатор Вас обратно точно по тому пути, который был пройден. Стрелка на странице «навигация» при этом показывает повороты.
Как правильно пользоваться барометрическим высотомером?
Все GPS навигаторы определяют вертикальные координаты. В данном случае определяется возвышение над геометрической теоретической фигурой земли. Для того чтобы определить точную высоту над какой-либо поверхностью (в том числе и над уровнем моря), необходимо использовать барометрический высотомер. При этом следует помнить, что рыбакам нужна не высота, а наличие в навигаторе графика изменения давления.
