Как работает навигатор в машине?

Навигатор в автомобиле

Автомобильная GPS-навигация — это отличная тема для долгих споров. Спорят о том, что лучше — отдельное устройство или коммуникатор с GPS-модулем, какая навигационная программа удобней, у кого из производителей наиболее подробные карты. Не так давно добавился и вопрос качества отображения дорожной информации («пробок»). Вопросов много, а вот однозначных ответов практически нет. Не существует объективной методики для сравнения «железа», не существует однозначного показателя качества карт. Мы уж не говорим о том, что разные пользователи определяют для себя разные критерии выбора «идеального» навигатора. Поэтому найти общий язык бывает непросто.

Как оценивать навигаторы?

Возможным решением могло бы стать выделение параметров, которые можно было бы подвергнуть экспертной оценке. Проще говоря, поставить баллы от одного до пяти за внешний вид, визуальное качество сборки, скорость работы и т. д. Увы, объективности это не добавит. Максимум, на что это будет похоже — мнение бывалого пользователя или продавца. Полезная, но не стопроцентно верная информация.

Второй путь — тестирование по некоторой методике. Выйти на улицу и засечь время приема спутникового сигнала. Устроить заезд в час пик по улицам мегаполиса. Таким способом можно выделить явных аутсайдеров и лидеров по отдельно взятому параметру. Но, опять-таки, результат будет далек от объективности, слишком уж велико влияние случайности.

Третий и наиболее правильный, на наш взгляд, путь — попытаться обрисовать в рамках одного материала общую ситуацию с навигационными устройствами, предоставив читателям возможность самостоятельно определить, что из сказанного заслуживает внимания, а чем можно пренебречь. Этим путем мы и пойдем. Постараемся беспристрастно рассмотреть преимущества и недостатки всех возможных вариантов и найти что-то хорошее и что-то плохое у всех игроков навигационного рынка.

А нужен ли отдельный навигатор?

Несколько лет назад в обзоре автомобильных навигаторов можно было ограничиться PND-устройствами. Сегодня, когда наличие GPS-модуля стало едва ли не обязательным параметром для смартфона любой ценовой категории, игнорировать эти смартфоны нельзя.

Производители кричат о том, что GPS-ориентированных коммуникаторов продается больше, чем отдельных автонавигаторов. В этом есть доля правды. Устройств продается и правда много. Но зачастую GPS-модуль идет «в нагрузку» к имеющейся функциональности, независимо от того, нужен ли он покупателю или нет. С другой стороны, тенденция к переходу от восьми гаджетов к одному очевидна. Все это происходит на фоне роста российского рынка навигации. Мы бы поостереглись давать преждевременные прогнозы на тему смерти автонавигаторов, как отдельных устройств. Хотя в недалеком будущем Garmin, TomTom и другие производители будут вынуждены либо «подвинуться», либо предложить что-то действительно новое.

Одно можно сказать точно: смартфон с GPS-модулем — стал серьезным конкурентом автонавигатора. Поэтому эти устройства и программы для них будут присутствовать в нашем обзоре.

Коммуникатор c GPS

Идея получить навигатор внутри мобильного телефона близка и понятна каждому, кто когда-либо собирался в поездку, путешествие или командировку. Собирать в рюкзак все свои гаджеты, чехольчики и зарядные устройства — утомительное занятие. Зачем носить с собой дополнительную «железку», когда с ее задачей может справиться телефон? Второй важный момент — со смартфоном пользователь не ограничен штатной навигационной программой и волен выбирать, ехать ему сегодня по СитиГиду или по Навителу.

Преимущества коммуникаторов:

  • не нужно отягощать карман дополнительным устройством;
  • можно установить несколько навигационных программ;
  • дешевле купить одно универсальное устройство, чем два специализированных.

Недостатки тоже имеются. Как ни странно, многие покупатели предпочитают, чтобы телефон просто звонил, фотоаппарат — фотографировал, плеер — играл музыку, а навигатор — показывал дорогу. Впрочем, это вопрос личных предпочтений. Более объективный фактор — GPS-ориентированность. Недостаточно установить GPS-модуль. Необходимо, чтобы производитель решил вопросы удобного крепления, стабильности работы ПО, удобства управления и размера экрана. Наконец, все это должно сочетаться с требованиями, которые покупатель предъявляет к остальной функциональности коммуникатора. А чем больше требований — тем меньше выбор.

Недостатки коммуникаторов:

  • если автокрепления нет в комплекте, придется довольствоваться универсальными креплениями, которые далеко не всегда отличаются высоким качеством;
  • не каждый коммуникатор может похвастаться достаточно большим экраном;
  • экран без антибликового покрытия будет слепнуть на солнце;
  • требования к навигации автоматически сужают выбор смартфона по другим параметрам.

Говоря о навигации в смартфоне, нужно рассматривать все устройство в целом. Его надежность, стабильность работы, производительность, время работы от батарей, объем памяти и т. д. Но мы не будем пытаться обозреть все GPS-смарфоны и ограничимся лишь общей характеристикой, данной выше.

Компьютер в машине

Высок соблазн оборудовать автомобиль обычным персональным компьютером. Идея понятна: за те же или почти за те же деньги можно получить все, начиная от автомобильного кинозала, заканчивая набором офисных приложений. Особенно заманчиво все это выглядит в свете появления бюджетных ноутбуков с сенсорными дисплеями и активной популяризацией планшетов.

Однако такое решение пока не получило широкой популярности. Недостаточно встроенного GPS-приемника или возможности подключения внешнего модуля. Широкому кругу потребителей, которые не любят возиться с установкой софта и решением вопросов с креплением, нужно готовое решение, работающее «из коробки». Если в случае со смартфонами такие решения есть, то ноутбуки и планшеты пока в этом вопросе отстают.

Крепление — один из самых «больных» вопросов. Нетбук не так-то просто надежно установить в салоне, чтобы он не занимал драгоценное пространство и с ним было удобно работать. Есть интересное, но не лишенное недостатков решение — кронштейн. Увы, решение это довольно громоздкое и дорогое. С планшетами дело обстоит несколько лучше, но, если говорить откровенно, едва ли не единственный достойный планшет на российском рынке — пресловутый iPad.

Идеально было бы установить дисплей автомобильного ПК на месте двухдиновой магнитолы. Если вы не готовы самостоятельно возиться с установкой, то будьте готовы заплатить сервису или умельцам сумму, сопоставимую с покупкой нескольких навигаторов.

Преимущества ПК в автомобиле:

  • действительно большой экран;
  • мультифункциональность, даже так: максимальная функциональность среди электронных устройств.

Недостатки ПК в автомобиле:

  • проблемы с инсталляцией;
  • высокая стоимость решения;
  • экран плохо видно на солнце;
  • габариты — прогуляться пешком с открытым ноутбуком в руках не очень-то удобно;
  • если экран не сенсорный, то неудобное управление.

Просто навигатор

По-прежнему большой популярностью пользуются отдельные автомобильные навигаторы. Их успех и их преимущества можно обозначить кратко — GPS-ориентированность. Это и удобное крепление в комплекте, и уже установленные карты (навигатор работает «из коробки»), и антибликовое покрытие экрана. Если мы говорим про серьезных производителей, то технические параметры учитывают требования навигационных программ, а сами программы «заточены» под управление пальцем. Аккумулятор хотя и не отличается длительным временем автономной работы, но позволяет прогуляться пешком или найти припаркованный автомобиль на стоянке возле большого торгового центра.

Преимущества автомобильных навигаторов:

  • готовое решение, работающее «из коробки»;
  • независимое устройство выполняет одну функцию;
  • технические характеристики соответствуют требованиям ПО и условиям эксплуатации.

Недостатки автомобильных навигаторов:

  • практически полное отсутствие дополнительных возможностей;
  • стоимость «продвинутых» моделей сопоставима со стоимостью коммуникатора.

И главный минус — практически полное отсутствие в этой нише производителей с мировым именем. Этой темы мы коснемся более подробно позднее, но вкратце ситуация обстоит примерно так. Некая российская компания заказывает в Китае партию навигаторов со своим логотипом, вкладывает в коробку карточку microSD с одной из популярных навигационных программ — и вуаля, навигатор готов. Не обязательно, что это будет плохое устройство. Но, если честно, больше доверия к железу вызывает логотип «Garmin» или «Nokia».

Коммуникаторы и ноутбуки можно «грести под одну гребенку». И те, и другие являются универсальными устройствами, поэтому железо и софт разумно рассматривать отдельно. PND позиционируются и являются конкретными решениями конкретных задач. Переход к частностям в случае автонавигаторов не просто оправдан, но и обязателен. Поэтому в следующей публикации мы поговорим о самых известных производителях автонавигаторов и разберем их предложения максимально подробно.

Принцип работы автомобильного навигатора

Современные разработки существенно облегчают жизнь автомобилистов. Работа одного небольшого прибора поможет сориентироваться на незнакомой местности, проложить оптимальный маршрут движения, рассчитать время в пути и миновать возникающие по дороге пробки. Речь идёт об автомобильном навигаторе. А ведь помимо основных функций в этом устройстве собран целый ряд дополнительных. Его можно использовать в качестве аудио- и видеоплеера, система Bluetooth объединит телефон и навигатор в систему громкой связи. Он оповестит о приближении АЗС, поста ГИБДД, камеры видеонаблюдения или других объектов.

Как работает автомобильный навигатор?

Автомобильный навигатор представляет собой устройство, состоящее из монитора, аккумуляторной батареи и печатной платы, объединяющей процессор, антенну, оперативную память. Принцип работы автомобильных навигаторов основан на обмене радиосигналами между приёмником и космическим спутником.

Основой всех подобных приборов служит система NAVSTAR GPS. Разработанная для нужд Министерства обороны США, впоследствии она была оборудована дополнительной частотой излучения сигнала для использования в гражданских целях. Систему GPS образуют двадцать четыре спутника плюс четыре наземные станции, контролирующие состояние спутников и корректирующие установленные в них часы.

Спутники расположены на своих орбитах таким образом, чтобы любой находящийся на поверхности Земли GPS-приёмник мог одновременно принимать сигналы минимум от четырёх из них. Такое условие необходимо для наиболее точного определения его положения в трёхмерной системе координат.

Читайте также  Как работает камера на полосу?

Непрерывный сигнал со спутников, содержащий информацию о параметрах их орбит, работе бортового оборудования и точном времени, посредством антенны попадает на процессор навигатора, совмещённый с дисководом и DVD с картой местности. Учитывая скорость прохождения сигнала между приёмником и каждым из спутников, процессор рассчитывает расстояние до них, определяет точные координаты автомобиля и переносит их на карту. Так же определяются координаты любой заданной точки для прокладывания к ней подходящего маршрута.

В 2011 году появились автомобильные приборы, работа которых помимо системы GPS опирается ещё и на российскую систему ГЛОНАСС. Точность таких моделей несколько выше.

Основные характеристики автомобильного навигатора

При выборе автомобильного навигатора рекомендуется учитывать следующие характеристики:

  • Объём памяти. Если модель не рассчитана на работу с дополнительной картой памяти, очень важен размер встроенной памяти, так как в неё записываются карты и программа навигации. Размер «оперативки» в различных моделях колеблется от 32 до 512 Мб.
  • Дисплей одна из важнейших характеристик. Качество получаемого изображения зависит от размера монитора и его разрешения. Диагональ современных приборов колеблется в диапазоне от 3,5 до 7 дюймов, наибольшее разрешение достигает 800х480 пикселей. Желательно наличие антибликового покрытия экрана.
  • Частота процессора. От неё зависит быстродействие всей системы. Недостаточная частота (менее 500 МГц) плохо отражается на работе с картами, имеющими повышенную детализацию.
  • Число каналов. Эта характеристика соответствует количеству спутников, с которым автомобильный навигатор может обмениваться информацией одновременно. Чем выше эта цифра, тем точнее показания прибора.
  • Чипсет. Выбор производителя данного компонента влияет на скорость и точность, с которыми работает автомобильный навигатор, его энергопотребление и экономичность.
  • Внешний вид. Сюда можно отнести способ крепления, возможность подключения внешней антенны и удобство подключения шнура питания к гнезду прикуривателя.

Помимо этого, при покупке автомобильного навигатора следует обращать внимание на технические характеристики, навигационную программу, ёмкость аккумулятора, ну и, конечно, его стоимость.

GPS-навигация в автомобиле и жизни. Мифы и реальность

Несмотря на то, что в современном мире GPS-навигация прижилась практически мгновенно, многие до сих пор пребывают в неведении относительно этого полезнейшего изобретения прошлого века. А некоторые и вовсе отрицают сам факт существования и необходимости использования GPS. Почему современные люди, порой весьма неглупые, до сих пор целиком и полностью полагаются на бумажные атласы? Попробуем внести ясность в ситуацию и разобраться с применением GPS на рынке туризма и телекома.

Что такое GPS?

GPS – General Positioning System – состоит из 24 спутников, которые движутся по орбитам вокруг земли. Каждый спутник осуществляет питание от солнечных батарей и имеет срок службы около 10 лет. Все спутники объединяются в единую сеть и при использовании гражданскими лицами абсолютно бесплатны. В любой точке мира пользователь GPS-навигатора сможет определить место своего нахождения за считанные секунды. Для определения координат GPS-приёмнику необходимо «увидеть» как минимум два спутника. Такой метод определения называется «двухмерной фиксацией», при этом на экране приёмника вы сможете увидеть широту и долготу, если же в поле зрения навигатора оказывается более четырёх спутников, то определяемой информации становится больше. Добавляются такие параметры, как скорость передвижения объекта и его высота над уровнем моря (под объектом мы понимаем GPS-навигатор). Разумеется, GPS-навигаторы представлены на рынке не одним устройством, а достаточно большим их количеством, начиная от интегрированных в карманные компьютеры GPS-модулей и заканчивая специализированными системными устройствами, созданными исключительно для ориентирования на местности. С начала XXI века GPS стремительно ворвался в автомобильную промышленность. Как следствие этого, в правильных машинах (BMW, Audi, Mercedes) появилась дополнительная опция – спутниковый навигатор.

Обо всех устройствах GPS-навигации мы с вами и поговорим в этом материале.

Виды GPS-приёмников

Не скроем, что GPS-технология исключительно военного происхождения. Современные военные действия подразумевают точечные удары по расположениям сил противника, а для наведения снарядов необходимо точное знание координат.

Военный GPS приёмник

Что и говорить, в более ранние времена военные и гражданские навигаторы имели колоссальные различия. Например, точность позиционирования гражданского навигатора была «сдвинута» на 150 (!) метров в радиусе, в то время как военный навигатор позволял себе допускать погрешности не более 1-5 метров. Разница, особенно в горах, весьма приличная. Но китайским братьям абсолютно всё равно, что думают американские друзья относительно точности позиционирования. По этой причине на рынок хлынули потоки самых разных микрочипов для изготовления GPS-приёмников с погрешностью определения до одного метра, и результат не заставил себя долго ждать. Появился и первый вид навигаторов – симбиоз карманного компьютера и GPS-приёмника, инсталлирующегося в Compact Flash слот. Он появился в продаже уже в 2002 году.

Compact Flash GPS адаптер

До этого события прозорливые технари подключали существующие до того момента приёмники Garmin в COM-порт карманных компьютеров, коих на тот момент также было не очень много. При написании этих строк невольно задумываешься о безумной скорости технического прогресса: казалось бы, в 2002 году всё это только начиналось, а всего четыре года спустя GPS-навигация осуществляет такое количество разнообразных функций, что диву даёшься.

Специализированные устройства на рынке присуствовали постоянно, другой вопрос, что потребители не очень-то жаловали странную коробочку с монохромным дисплеем, стоящую как хороший 19-дюймовый монитор (напомню, что дело происходило в 2002-2003 годах). Тем не менее, коробочки продавались и пользовались заслуженным авторитетом у туристов и любителей активного отдыха на природе.

Специализированный GPS-приёмник от компании Garmin

Как мы уже упоминали выше, таким устройством были навигаторы компании Garmin. Компания является безоговорочным лидером по производству специализированных GPS-приёмников, однако, несмотря на своё превосходство, в Рунете представлена очень слабо. Особенностью данных навигаторов является необходимость использования только «родных» карт и софта. Однако об этом мы поговорим позже.

В то же время получил своё развитие стандарт беспроводной связи Bluetooth, который привнёс много нового в индустрию мобильных телефонов и не только. Вскоре появились первые Bluetooth GPS-адаптеры, которые подключались к карманному компьютеру по беспроводному соединению – фактически, для работы программного обеспечения эмулировался аппаратный COM–порт, и никто не замечал подмены.

Bluetooth GPS приёмник

В 2003-2004 годах получила развитие идея всеобщей миниатюризации, которая принесла на рынок множество странных изделий. Например, компании перестали выпускать карманные компьютеры с интерфейсом Compact Flash порта. Вместо этого на верхней части КПК остался только один слот – SDIO MMC. А наличие CF-порта автоматически обозначало КПК как продвинутую и серьёзную модель. SDIO-устройства также могли эмулировать COM-порт, посему в скором времени (примерно в конце 2004 года) в продаже появились SD GPS-приёмники. Следует отметить, что размеры этих устройств сильно уменьшились, а это, в свою очередь, привело к понижению энергопотребления, т.к. микрочипы также подвергались воздействию прогресса. И, наконец, последний шаг в интеграцию GPS-навигации сделала компания Mitac, наладив поставку КПК с встроенным GPS-модулем. КПК работал сам по себе, а GPS можно было использовать в любое время.

Карты и софт

Для любого навигатора необходим набор карт, иначе использование устройства становится невозможным. Карты чаще всего поставляются в максимально подробном увеличении и позволяют осуществлять навигацию в буквальном смысле «по домам». Для КПК одним из лучших примеров такой карты является программа Pocket GPS PRO, работающая в Москве. Также на рынке присутствует программа Palm GIS, однако большинству пользователей эта система неизвестна. Едва ли не самой мощной программой для составления и редактирования карт и маршрутов является Ozi Explorer, работающий с растровыми картами. Данная программа обладает просто колоссальным количеством разнообразных карт. У автора данного текста имеется DVD-диск, на котором заботливыми руками нашего руководителя тестлаба собрано более 4 Гбайт карт. И, что самое главное, эти карты создаются энтузиастами, полностью бесплатны и в критической ситуации могут здорово выручить. Одно плохо – Ozi Explorer недёшев, но наших сотоварищей это не останавливает, нужно всего лишь немного подумать, и проблема будет решена.

Теперь самое время разобраться с наиболее интересным представителем GPS-устройств – автомобильным навигатором.

Итак, чем интересен автомобильный навигатор. Во-первых, он интегрируется непосредственно в автомобиль и, что важно, позволяет использовать определённые функции современного авто для облегчения его эксплуатации. Например, при малом количестве топлива в бензобаке система подаёт голос, что надо бы заправиться, а до ближайшей заправки такое-то количество километров, так что мы можем не доехать, поэтому поворачивай назад, хозяин, а то встанем тут, посреди Калмыцкой степи. Во вторых, правильный автомобильный GPS-навигатор позволяет всячески редактировать маршруты, оставляя различные метки на карте, к примеру – тут есть закусочная, а вот здесь сидели товарищи в сине-серой форме и приняли меня за 180 км/ч. Тут была большая яма, а вот тут – шиномонтаж. В третьих, GPS-навигация в автомобилях обладает ещё одним полезным достоинством – её можно в любой момент заставить замолчать нажатием одной кнопки, что не всегда возможно при использовании симбиоза КПК и модуля навигатора. Данное качество особенно заметно в последних моделях BMW пятой и седьмой серий – автомобиль в состоянии довести до исступления любого, уж очень он общительный.

Читайте также  Как работают подушки безопасности в автомобиле?

Выделен дисплей навигатора автомобиля BMW

Однако и это не всё. GPS-навигация в автомобилях крайне приглянулась компаниям, специализирующимся на защите транспортных средств от угона. Об этом мы и поговорим в следующей части статьи.

Защита от угона при помощи GPS и мобильного телефона

Мы не считаем, что необходимо как-то компрометировать провайдеров, предоставляющих услуги по слежению за вашим автомобилем, однако считаем необходимым предупредить, что угоняется абсолютно любой автомобиль, абсолютно вне зависимости от того, что и как на нём установленно. От эвакуатора, глушителя и экранированного бетонного бокса за городом ещё никто не спасался.

Как это работает? На автомобиле устанавливается комплекс оборудования, состоящий из GPS-приёмника для определения координат и устройства для организации канала связи между автомобилем и диспетчерским пультом. В качестве последнего выступает обычное устройство, по сути работающее сотовым телефоном. Девайс подключается к системе через COM-порт и позволяет осуществлять двустороннюю передачу сигнала. Таким образом, можно подавать команды автомобилю – завести/заглушить двигатель, закрыть/открыть двери либо мгновенно определить месторасположение транспортного средства. Плюс к этому, если GPS сигнал не проходит, а мобильное устройство «видит» вышки оператора сотовой связи (чаще всего GSM), то определение координат возможно также по положению телефона. Подобные услуги предоставляют все GSM-операторы Московского региона (кстати, именно это решение спасло BMW X5 одного моего знакомого – прим.авт.).

В случае возникновения заранее оговариваемых «нештатных» ситуаций сигнал тревоги передаётся на диспетчерский пульт и, при подтверждении проблемы, на пульт ГИБДД. Дальше всё работает только по воле сотрудников милиции. Разумеется, если угонщики – профессионалы своего дела, машина в один момент просто пропадёт с мониторов, и единственное, что останется сделать, так это надеяться на самую лучшую «противоугонку» – страхование транспортного средства от угона. На данный момент только такая защита может гарантировать относительно спокойный сон владельца «интересного» автомобиля.

Однако спутниковая сигнализация в большинстве случаев позволяет осуществлять достаточно высокий уровень контроля за автомобилем и, как минимум, спасёт, если им заинтересуются малоопытные хулиганы. Другое дело, что, как правило, после вмешательства подобных «пионеров» машина бывает сильно покорёжена. Вывернуты личинки замков дверей, сломан блокиратор и замок зажигания. Удовольствие весьма недешёвое. Так что гараж, охрана. и опять деньги.

Что выбрать?

Складывается абсолютно неопределённая ситуация, так как выбор GPS-устройств чрезвычайно велик и интересен. Однако мы постарались классифицировать наиболее популярные GPS-приёмники, представленные на нашем рынке. Относительно встроенных навигационных систем в автомобили мы можем отметить, что для нашей страны официальных карт практически нет, а те, которые есть, стоят около тысячи евро. К слову пришлось ещё и то, что долгое время гражданский GPS был вне закона, а это сильно тормозило развитие подобных решений на территории нашей страны.

А если лишних денег нет, то старый добрый КПК и Compact Flash GPS-адаптер помогут вам решить возникающие проблемы с навигацией. Поверьте – достаточно один раз попробовать, и вы не расстанетесь с GPS никогда!

Нужен ли интернет навигатору в машине и как он без него работает?

Автомобиль становится все более совершенным и уже не только доставляет вас на заданное место, но и помогает рассчитать оптимальный маршрут, учитывая заторы на дорогах, плотность движения и прочие важные параметры. Чтобы эта функция стала возможной, в машине должен быть установлен GPS навигатор. Несмотря на массовое пользование прибором, не так много человек правильно понимает принцип его работы.

Автомобильный навигатор — часть глобальной системы определения местоположения

Чтобы разобраться, как работает автомобильный GPS навигатор, необходимо понять, что это система, состоящая из трех основных элементов, жестко завязанных на постоянном взаимодействии друг с другом.

  • Вокруг планеты на расстоянии почти 21 тыс. км курсирует группа спутников. Они располагаются на шести постоянных орбитах и движутся с заданной скоростью. Это позволяет каждой единице техники проходить одну точку пространства дважды в сутки.
  • На поверхности планеты располагаются приемные станции, которые отслеживают положение орбитальных тел и производят с ними обмен данными. Информация принимается, обрабатывается, проходит процедуру коррекции в соответствии с заданными коэффициентами и отправляется обратно.
  • В вашем авто располагается навигационный прибор, который посылает через встроенную антенну запрос спутнику и получает от него массив обработанных данных. На их основании происходит определение местоположения в трехмерном пространстве, скорость и направление движения.

После «общения» приборов между собой и нахождения вашего местоположения оно накладывается на загруженную в память прибора карту местности и выводится на экран. Чтобы облегчить работу навигатора, обмен данными проходит через заданные промежутки времени или пройденного расстояния. Второй вариант более предпочтителен — он уменьшает количество запоминаемых точек маршрута и снижает загруженность памяти навигатора.

Изначально система GPS — американская разработка и полностью подконтрольна правительству. Однако никто не хочет позволить одной стране иметь монополию в области и возможность выборочно ограничить доступ пользователям за рубежом. Поэтому наряду с американскими спутниками на орбиту выводятся российские — ГЛОНАСС и европейские — Галилео. Пока они представлены в качестве альтернативы и не могут соперничать с оригиналом, но развитие технологий и увеличение вложений в эти системы позволяет увеличить их популярность и количество единиц на орбите, расширить покрытие и возможности.

Сейчас большая часть навигационных приборов выпускается с возможностью автоматического — при наличии более устойчивого сигнала, или ручного переключения между спутниками.

Также читайте другую статью, о том, нужен ли техосмотр новому авто.

Выход в интернет — обязательная функция или можно отказаться?

Слабо понимая, как работает GPS навигатор в машине, пользователи придумали миф, что для правильного функционирования ему необходим доступ в интернет. Масла в огонь в свое время подлили поисковые системы Google и Яндекс, выпустив приложение для смартфонов, которое определяло местоположение не по спутникам, а по вышкам сотовой связи, и строило маршрут, накладывая его на карту местности в реальном времени, используя для этого интернет. Способ имел сильную погрешность, низкую функциональность за чертой города, сильно «жрал» входящий/исходящий трафик и от него отказались. Но в сознании людей прочно укрепилась мысль, что навигационный прибор без интернета не работает.

Нужен ли знак «Шипы», узнайте из другой статьи.

В данный момент существует два основных типа навигаторов. Одни могут выходить в сеть, другие – нет. Каждый их них обладает собственными плюсами и минусами и однозначно сказать, что определенная модификация лучше, нельзя.

Приборы с интернетом обладают следующими полезными качествами:

  • Возможность напрямую загружать обновления базовой программы и изменившихся карт по мере необходимости. Функция полезна тем, кто регулярно путешествует за границу или посещает ранее незнакомые местности, испытывая потребность в «свежих» картах.
  • «Видят» пробки в черте города, получая данные от соответствующих сервисов в сети. Это позволяет программе оперативно скорректировать маршрут, чтобы объехать затор.
  • Может точнее и быстрее определить местоположение автомобиля, совмещая данные со спутника и с вышек сотовой связи.

Среди недостатков отмечаются такие:

  • Более высокая стоимость прибора за счет необходимости установки отдельной карты сотовой связи и оплаты трафика.
  • Низкая скорость интернет-соединения. Используемый протокол 2G морально устарел и не всегда в состоянии быстро обеспечить пользователя необходимыми данными.
  • Некоторые «пробочные» сервисы используют данные не из официальных источников, а получают их непосредственно с приборов пользователей, но самые популярные в стране системы запрещают установку нелицензионных программ.
  • Периодически прибор отмечает заторами места, таковыми не являющиеся. Массовые остановки возле светофоров, необходимость водителей притормозить или остановиться на обочине по собственным нуждам и прочие факторы влияют на ошибочность полученных данных.
  • Повышенные требования к «железу». Увеличение входящего массива данных требует большей скорости его обработки, что обязывает приобретать GPS навигаторы среднего и высокого класса, а это увеличивает расходы.

Несмотря на минусы, полезный функционал таких навигаторов существенно поднимает их популярность среди пользователей. Плюсы и минусы приборов без доступа к сети соответственно работают с точностью до наоборот.

  • Скачивание обновлений производится путем прямого подключения к компьютеру или смартфону.
  • За ту же сумму можно приобрести навигационный прибор расширенных возможностей за счет снижения необходимой для функционирования мощности процессора.

Возможность подключения к интернету может помочь в определенных ситуациях, но она не обязательна и в ряде случаев будет пустой тратой собственных средств. Если вам просто необходимо построить маршрут до определенной точки, то «оффлайнового» навигационного прибора будет достаточно. Если же необходима актуальная информация о происходящих изменениях на дороге, то сетевой навигатор — ваш выбор.

Как подключить камеру заднего вида к навигатору, читайте тут.

Самой популярной навигационной программой на сегодняшний день является «Яндекс навигатор». Она загружается во все виды смартфонов и работает бесплатно по всей территории постсоветского пространства. Частота ее использования объясняется удобным интерфейсом и возможностью выполнением команд с помощью голосового набора. Кроме того, программа предупреждает о платных участках дорог, предлагая альтернативные варианты объездов. Недостаток – невозможность работы без доступа в Интернет.актёрские курсыпроверить презентацию на антиплагиат онлайн бесплатноmy captionраскрутка и продвижение сайтов

Система спутниковой навигации GPS – принцип, схема, применение

Спутниковая навигация GPS давно уже является стандартом для создания систем позиционирования и активно применяется в различных трекерах и навигаторах. В проектах Arduino GPS интегрируется с помощью различных модулей, не требующих знания теоретических основ. Но настоящему инженеру должно быть интересно разобраться со принципом и схемой работы GPS, чтобы лучше понимать возможности и ограничения этой технологии.

Читайте также  Может ли бензиновый двигатель работать на спирте?

Схема работы GPS
GPS – это спутниковая навигационная система, разработанная Министерством обороны США, которая определяет точные координаты и время. Работает в любой точке Земли в любых погодных условиях. GPS состоит из трех частей – спутников, станций на Земле и приемников сигнала.

Идея создания спутниковой навигационной системы зародилась еще в 50-е годы прошлого столетия. Американская группа ученых, наблюдающая за запуском советских спутников, заметила, что при приближении спутника частота сигнала увеличивается и уменьшается при его отдалении. Это позволило понять, что возможно измерить положение и скорость спутника, зная свои координаты на Земле, и наоборот. Огромную роль в развитии навигационной системы сыграл запуск спутников на низкую околоземную орбиту. А в 1973 году была создана программа «DNSS» («NavStar»), по этой программе спутники запускались на среднюю околоземную орбиту. Название GPS программа получила в том же 1973 году.
Система GPS на данный момент используется не только в военной области, но и в гражданских целях. Сфер применения GPS много:

Тектоника плит – происходит слежение за колебаниями плит;

Определение сейсмической активности;

Спутниковое отслеживание транспорта – можно проводить мониторинг за положением, скоростью транспорта и контролировать их движение;

Геодезия – определение точных границ земельных участков;

Игры, геотегинт и прочие развлекательные области.

Важнейшим недостатком системы можно считать невозможность получения сигнала при определенных условиях. Рабочие частоты GPS лежат в дециметровом диапазоне волн. Это приводит к тому, что уровень сигнала может снизиться из-за высокой облачности, плотной листвы деревьев. Радиоисточники, глушилки, а в редких случаях даже магнитные бури также могут мешать нормальной передаче сигнала. Точность определения данных будет ухудшаться в приполярных районах, так как спутники невысоко поднимаются над Землей.

Навигация без GPS.

Основным конкурентом GPS является российская система ГЛОНАСС (глобальная навигационная спутниковая система). Свою полноценную работу система начала с 2010 года, попытки активно использовать ее предпринимались с 1995 года. Существует несколько отличий между двумя системами:

Разные кодировки – американцы используют CDMA, для российской системы используется FDMA;

Разные габариты устройств – ГЛОНАСС использует более сложную модель, поэтому повышается энергопотребление и размеры устройств;

Расстановка и движение спутников на орбите – российская система обеспечивает более широкий охват территории и более точное определение координат и времени.

Срок службы спутников – американские спутники делаются более качественными, поэтому они служат дольше.

Помимо ГЛОНАСС и GPS существуют и другие менее популярные навигационные системы – европейский Galileo и китайский Beidou.

Принцип работы GPS

Работает система GPS следующим образом – приемник сигнала измеряет задержку распространения сигнала от спутника до приемника. Из полученного сигнала приемник получает данные о местонахождении спутника. Для определения расстояния от спутника до приемника задержка сигнала умножается на скорость света.

С точки зрения геометрии работу навигационной системы можно проиллюстрировать так: несколько сфер, в середине которых находятся спутники, пересекаются и в них находится пользователь. Радиус каждой из сфер соответственно равен расстоянию до этого видимого спутника. Сигналы от трех спутников позволяют получить данные о широте и долготе, четвертый спутник дает информацию о высоте объекта над поверхностью. Полученные значения можно свести в систему уравнений, из которых можно найти координату пользователя. Таким образом, для получения точного местоположения необходимо провести 4 измерения дальностей до спутника (если исключить неправдоподобные результаты, достаточно трех измерений).
Поправки в полученные уравнения вносит расхождение между расчетным и фактическим положением спутника. Погрешность, которая возникает в результате этого, называется эфемеридной и составляет от 1 до 5 метров. Также свой вклад вносят интерференция, атмосферное давление, влажность, температура, влияние ионосферы и атмосферы. Суммарно совокупность всех ошибок может довести погрешность до 100 метров. Некоторые ошибки можно устранить математически.
Чтобы уменьшить все погрешности, используют дифференциальный режим GPS. В нем приемник получает по радиоканалу все необходимые поправки к координатам от базовой станции. Итоговая точность измерения достигает 1-5 метров. При дифференциальном режиме существует 2 метода корректировки полученных данных – это коррекция самих координат и коррекция навигационных параметров. Первый метод использовать неудобно, так как все пользователи должны работать по одним и тем же спутникам. Во втором случае значительно увеличивается сложность самой аппаратуры для определения местоположения.
Существует новый класс систем, который увеличивает точность измерения до 1 см. Огромное влияние на точность оказывает угол между направлениями на спутники. При большом угле местоположение будет определяться с большей точностью.
Точность измерения может быть искусственно снижена Министерством обороны США. Для этого на устройствах навигации устанавливается специальный режим S/A – ограниченный доступ. Режим разработан в военных целях, чтобы не дать противнику преимущества в определении точных координат. С мая 2000 года режим ограниченного доступа был отменен.
Все источники ошибок можно разделить на несколько групп:

Погрешность в вычислении орбит;

Ошибки, связанные с приемником;

Ошибки, связанные с многократным отражением сигнала от препятствий;

Ионосфера, тропосферные задержки сигнала;

Геометрия расположения спутников.

В систему GPS входит 24 искусственных спутника Земли, сеть наземных станций слежения и навигационные приемники. Станции наблюдения требуются для определения и контроля параметров орбит, вычисления баллистических характеристик, регулировка отклонения от траекторий движения, контроль аппаратуры на бору космических аппаратов.
Характеристики навигационных систем GPS:

Количество спутников – 26, 21 основной, 5 запасных;

Количество орбитальных плоскостей – 6;

Высота орбиты – 20000 км;

Срок эксплуатации спутников – 7,5 лет;

Рабочие частоты – L1=1575,42 МГц; L2=12275,6МГц, мощность 50 Вт и 8 Вт соответственно;

Надежность навигационного определения – 95%.

Навигационные приемники бывают нескольких типов – портативные, стационарные и авиационные. Приемники также характеризуются рядом параметров:

Количество каналов – в современных приемников используется от 12 до 20 каналов;

Наличие картографической поддержки;

Различные технические характеристики – материалы, прочность, защита от влаги, чувствительность, объем памяти и другие.

Принцип действия самого навигатора – в первую очередь устройство пытается связаться с навигационным спутником. Как только связь будет установлена, происходит передача альманаха, то есть информации об орбитах спутников, находящихся в рамках одной навигационной системы. Связи с одним только спутником недостаточно для получения точного местоположения, поэтому оставшиеся спутники передают навигатору свои эфемериды, необходимые для определения отклонений, коэффициентов возмущения и других параметров.
Холодный, теплый и горячий старт GPS навигатора

Включив навигатор впервые или после долгого перерыва, начинается долгое ожидание для получения данных. Долгое время ожидания связано с тем, что в памяти навигатора отсутствуют либо устарели альманах и эфемериды, поэтому устройство должно выполнить ряд действий по получению или обновлению данных. Время ожидания, или так называемое время холодного старта, зависит от различных показателей – качество приемника, состояние атмосферы, шумы, количество спутников в зоне видимости.
Чтобы начать свою работу, навигатор должен:
Найти спутник и установить с ним связь;

Получить альманах и сохранить его в памяти;

Получить эфемериды от спутника и сохранить их;

Найти еще три спутника и установить с ними связь, получить от них эфемериды;

Вычислить координаты при помощи эфемерид и местоположения спутников.

Только пройдя весь этот цикл, устройство начнет работать. Такой запуск и называется холодным стартом.
Горячий старт значительно отличается от холодного. В памяти навигатора уже имеется актуальный на данный момент альманах и эфемериды. Данные для альманаха действительны в течение 30 дней, эфемерид – в течение 30 минут. Из этого следует, что устройство выключалось на непродолжительное время. При горячем старте алгоритм будет проще – устройство устанавливает связь со спутником, при необходимости обновляет эфемериды и вычисляет местоположение.
Существует теплый старт – в этом случае альманах является актуальным, а эфемериды нужно обновить. Времени на это затрачивается немного больше, чем на горячий старт, но значительно меньше, чем на холодный.
Ограничения на покупку и использование самодельных модулей GPS

Российское законодательство требует от производителей уменьшать точность определения приемников. Работать с незагрубленной точностью может производиться только при наличии у пользователя специализированной лицензии.
Под запретом в Российской Федерации находятся специальные технические средства, предназначенные для негласного получения информации (СТС НПИ). К таковым относятся GPS трекеры, которые используются для негласного контроля над перемещением транспорта и прочих объектов. Основной признак незаконного технического средства – его скрытность. Поэтому перед приобретением устройства нужно внимательно изучить его характеристики, внешний вид, на наличие скрытых функций, а также просмотреть необходимые сертификаты соответствия.
Также важно, в каком виде продается устройство. В разобранном виде прибор может не относиться к СТС НПИ. Но при сборе готовое устройство уже может относиться к запрещенным.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: