Как выбрать автомобильный навигатор. GPS как работает? Принципы работы GPS-навигатора

Сегодня трудно найти водителя, в автомобиле которого отсутствует электронный навигатор. Ведь атласы автомобильных дорог, топографические карты и схемы, выполненные методами полиграфии, постепенно уходят в прошлое. Их место занимают многофункциональные электронные гаджеты, пользоваться которыми, находясь за рулем транспортного средства, намного удобнее. Для таких устройств разрабатывается специальное программное обеспечение, позволяющее использовать в качестве навигатора смартфон или компактный планшет.

Одним из самых известных в России и на территории постсоветского пространства разработчиков и поставщиков лицензионного программного обеспечения в области навигационных сервисов и цифровой картографии является ЗАО «ЦНТ». Вся продукция этой компании реализуется под торговой маркой Navitel.

Среди пользователей навигационного оборудования наиболее популярна мультиплатформенная навигация Navitel Navigator, успешно работающая с операционными системами Symbian, Mobile, Android, IPhone, Bada, Windows, Windows CE, Java и iPad. Кроме подробных навигационных карт России и других стран (СНГ, Европа, Азия, Америка), программа Navitel Navigator предоставляет доступ к бесплатным навигационным сервисам Navitel:

«Пробки»,
«События»,
«Динамические POI»,
«Друзья»,
«Погода».

Всевозрастающей популярности навигационная программа Navitel Navigator обязана быстродействию и высокой точности позиционирования. Производя большое количество математических расчетов различных геодезических параметров, программа способна вывести на дисплей не один, а несколько вариантов маршрута, предлагая водителю выбрать оптимальный.

Внимание! Благодаря своим достоинствам Navitel Navigator все чаще включается в состав штатных мультимедийных устройств, устанавливаемых непосредственно на заводах-изготовителях автомобилей.

В связи с этим компания «ЦНТ» недавно приступила к выпуску собственных навигаторов, оснащаемых навигационными программами собственной разработки.

В настоящее время линейка навигаторов Navitel включает в свой состав 6 моделей. Флагманом линейки является навигатор Navitel A737.

Установка и настройка навигатора Navitel

Несмотря на то что конструкция и функциональные возможности как навигаторов, так и их программного обеспечения постоянно совершенствуются, установка и первичная настройка навигатора Navitel остается неизменно простой. Выполнить ее может практически любой автовладелец. Для этого необходимо знать об основных особенностях такого устройства.

Установка

Устанавливается навигатор Navitel, как правило, на приборную панель или лобовое стекло автомобиля. Для этого в его комплект входит специальное крепежное устройство на присоске. При установке устройства необходимо учитывать следующие факторы:

навигатор способен точно определить свое местонахождение, получив информацию не менее, чем от четырёх спутников. Если их количество меньше, то на дисплее появится предупреждающее сообщение «Недостаточно данных»;
устанавливая навигатор, необходимо следить за тем, чтобы рядом не было экранирующих предметов (фольга, металлические листы и пр.). При наличии таких предметов могут быть сбои в работе устройства, несмотря на имеющуюся защиту;
Провода, используемые для зарядки или работы навигатора от автомобильного «прикуривателя», не должны быть сильно натянуты. При этом необходимо помнить, что и большое количество свободно лежащего возле прибора провода, также нежелательно.

Настройка

Одним из основных достоинств навигаторов Navitel является простота его первоначальной настройки.

Во время первого запуска программа самостоятельно инициализируется, а затем задает несколько простых вопросов, на которые необходимо ответить нажатием соответствующих кнопок.

Завершается первоначальная настройка навигатора Navitel голосовым сообщением «Соединение со спутниками установлено».

Кроме того, можно воспользоваться кнопкой «Дополнительные настройки». В этой вкладке программы Navitel Navigator настраивают формат отображения времени и даты. Также можно включить или отключить звук.

В дальнейшем работа с навигатором не представляет никакой сложности. Все необходимые предварительные операции позиционирования выполняет при включении прибора высокоскоростной навигационный ЧИП ГЛОНАСС/GPS.

Наиболее сложной операцией считается прокладка предварительного маршрута. При этом необходимо руководствоваться всплывающими в необходимых местах подсказками.

Для настройки движения владелец навигатора Navitel должен выполнить следующие операции:

Задать конечную точку маршрута можно и другими способами, например, воспользовавшись подменю «Точки интереса» (POI), «Путевые точки», «История», «Любимые», «По координатам» или «Навител SMS».

После того как будет введен конечный пункт назначения и программа обозначит его флажком на карте, нажимаем кнопку «Поехать» и на дисплее появится проложенный маршрут.

Во время движения может возникнуть необходимость куда-нибудь заехать. При необходимости изменить маршрут необходимо просто отметить это место на карте. При этом активируются кнопки «Заехать» и «Продолжить».

Нажатие на кнопку «Заехать» вызовет изменение маршрута на карте, а последующее нажатие кнопки «Продолжить» снова выведет маршрут к конечной точке.

Во время движения изображение на карте не загромождается излишней информацией. Приводятся только самые необходимые данные.

Следуя пословице «Лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать» весь процесс правильной настройки маршрута движения на навигаторе Navitel можно посмотреть на небольшом видео:

В век цифровых технологий мы с вами начинаем отказываться от обычных компасов, переходя на совершенно новые технологии. Такими технологиями сейчас являются навигаторы. Они вам и дорогу проложат, и запомнят ваш выбор, и подскажут где пробки, в общем, куча полезного. Но зачастую владельцы не знают, как работают эти приборы. Некоторые говорят — что это спутниковый сигнал, другие что сотовый, третьи вообще — что он сам позиционируется на месте! Но где же правда, как работает автомобильный (или какой либо другой) навигатор? Давайте разбираться …

Что хочется отметить, навигаторы это совершенно независимые устройства, работают автономно! ДА в некоторые из них может быть встроена сим карта, то есть позиционирование по сотовым вышкам, но это в качестве исключения, нежели в общей практике! Навигатор работает совершенно по другому принципу.

Техническая составляющая

Итак, прежде чем определять — как он работает, давайте вспомним, из чего же он состоит:

Собственно это «печатная» или еще называют «материнская плата» навигатора, которая заключается в корпус. Именно она «сердце» любого устройства, на ней устанавливается процессор, память и собственно сам приемник сигналов, GPS модуль (про это чуть позже).
Экран. Сейчас они практически все сенсорные, раньше зачастую встречались и обычные. Они строятся по TFT или IPS технологиям. Нужно отметить вторая технология позволяет повысить удобство от пользование навигатором, потому как на ней менее проявляются блики, также объекты более четкие и яркие. Всем советую брать именно с IPS матрицей. Хотя сейчас и TFT дисплеи покрывают антибликовым покрытием. Дисплей соединяется с «материнской платой» при помощи специальных шлейфов.
Аккумулятор. Также необходим, по сути, он мало чем отличается от телефонных или планшетных батарей. Позволяет работать устройству автономно, не зависимо от источников питания (электрическая цепь дома или автомобиля). Чем больше батарея, тем дольше он может работать, ведь расход энергии при позиционировании действительно большой.
Корпус. Хочется заострить на нем внимание. Ведь он реально важная составляющая. Раньше они делались только из пластика и были достаточно хлипкими, сейчас же все чаще встречаются версии с защищенным корпусом, он прорезиненный, такие навигаторы не бояться влаги, а некоторые даже могут погружаться в воду. Так что если вы занимаетесь экстремальными видами спорта, в том числе и авто. То вам нужно выбирать именно защищенный корпус.

Если подвести итог навигатор будь то автомобильный или обычный, по сути это маленький компьютер, зачастую по своим функциям похож на планшетный ПК.

Как работает электроника навигатора?

Все что я перечислил сверху, это всего лишь физическая составляющая или как говорят программисты на своем сленге «ЖЕЛЕЗО», без программ оно работать не будет.

Чтобы заставить ЖЕЛЕЗО издавать хоть какие-то сигналы на него устанавливают BIOS , он то и начинает заставлять работать все вместе – материнскую плату, GPS датчик, дисплей, аккумулятор, память, процессор.

Далее на него уже устанавливается операционная система . Сейчас самые популярные это Windows CE и Android, причем вторая система активно вытесняет первую из-за своей гибкости, стабильности и быстрой работы. Однако существуют и другие разработчики со своими системами, например GARMIN и Tom Tom, у них свои «операционки» и оболочки. Все эти системы специально адаптированы под сенсорный монитор, то есть здесь присутствует .

Ну все, поставили мы скажем — Android на свое «железо», но как он дальше будет работать? Как позиционировать?

Теперь нам нужно установить так называемую рабочую программу , сейчас их также десятки, самые распространенные в России, это конечно же Navitel, а также свои навигационные программы от поисковиков Яндекс и Google. Вообще если «порыть» можно найти не менее 10 программ, которые можно установить на свой навигатор.

Программа сама по себе начинает взаимодействовать с GPS модулем и определяет точку по координатам на мониторе вашего навигатора. Но вот без карт это бесполезно. Поэтому еще одной важной составляющей являются карты , которые как бы подкладываются в программу.

Как работают карты?

Навигатор как я написал выше, определяет координаты, в которых вы находитесь – долгота, ширина и высота. Если карт у вас в навигаторе нет, то на просто белом или черном дисплее вы будете видеть точку, возможно, будут указываться ваши координаты. Такая информация практически бесполезна. Подкладываются электронные карты, они также жестко привязаны к координатам, поэтому, когда навигатор определил место положения, то точка сопоставляется с местом на карте. Таким образом, вы видите свое местоположение.

Карты постоянно совершенствуются, на них появляются все больше опознавательных знаков, зачастую указаны адреса, улицы, дома, магазины, светофоры, радар-детекторы и прочая полезная информация. Нужно сказать, что это большая работа, и разработчикам постоянно нужно обновляться карты, ведь города и дороги изменяются.

Как работает « GPS» и «ГЛОНАСС»?

Вот мы и подошли к самому интересному, а именно к работе самого приемника. Чтобы узнать координаты, он отсылает через встроенную антенну, специальный запрос в Глобальную Систему Позиционирования (Global Position System или просто GPS), у которой на орбите нашей планеты есть группировка спутников. Дальше он получает ответ в зашифрованном виде, ответ с координатами, ответ передается навигационной программе, которая определяет место положения.

Для точности определения координат, и для корректной работы нужно как минимум связь с 4 спутниками, если их меньше, то программа может автоматически не заработать! Если на небе облака и тучи, то видимость спутников категорически падает. Также они практически не видны в зданиях, туннелях метро и других подземных частях.

GPS – это американская система позиционирования, однако Россия сейчас на данный момент разработала и успешно применяет свою альтернативную группировку спутников, которая получила название «ГЛОНАСС», да пока там спутников меньше, и работоспособность системы немного «плавает», но каждый год на орбиту выводятся новые и новые элементы стабильность растет год от года. Сейчас уже и не отличить где «GPS», а где «ГЛОНАСС».

В свою очередь навигаторы, будь то автомобильный или просто переносимый стационарный могут автоматически переключаться между системами позиционирования. Также доступен и ручной режим. В планах правительства России, сделать все современные автомобили оснащенными системой «ЭРА ГЛОНАСС».

Про сотовые вышки или нужен ли интернет?

Как вы, наверное, уже поняли навигатору не нужно интернет соединения ВООБЩЕ! Поэтому высказывания – «если нет интернета, нет и позиционирования» – МЯГКО СКАЗАТЬ ОШИБОЧНЫ! Навигационные системы работают на прямую, со спутниками и сотовые вышки им совершенно не нужны.

Но откуда же пошел такой миф? Все просто, виноваты в этом сотовые телефоны и первые навигационные системы от поисковиков (Яндекс Google). Именно они, в начале своего пути, позиционировали по расположению точки между базовыми станциями. То есть человек с телефоном запускал программу, она автоматически опрашивала сотовые вышки и они примерно, показывали ваше местоположение, погрешность была огромной, лично я сам помню до 2 километров, особенно в тех местах, где не было достаточно сотовых вышек (интернета). ДА и такое позиционирование было очень медленным, стояло выехать за город, сигнал терялся, интернет становился вообще «ниже плинтуса» и программа зависала. Проблема была еще и в том что вашему гаджету нужно было тянуть карты из интернета в режиме онлайн!

Сейчас совершенно другая ситуация, поисковики научили свои программы, корректно работать с GPS модулями:

Появилась возможность позиционирования через спутники, а не только через базовые станции. Есть и гибридный режим – спутники + вышки.
Можно выкачать карту вашей местности (города, села области и т.д.), что не дает не нужного расхода интернета.
Позиционирование очень точное, с точностью до метра.

Таким образом – ИНТЕРНЕТ для навигатора, даже в телефоне НЕ НУЖЕН! Вам достаточно включить GPS модуль, выкачать карты и пользоваться.

НА этом у меня все, читайте наш АВТОБЛОГ.

Сегодня очень быстрыми темпами развиваются и совершенствуются технологии для навигации с помощью систем глобального позиционирования. Каждому человеку доступны любые из многочисленных GPS-навигаторов – от самого простого до самого сложного и точного. С помощью GPS-устройств решаются и упрощаются многие задачи в различных отраслях деятельности человека.

Этот материал написан в качестве разовой справки, и все последующие материалы по GPS-приёмникам на нашем сайте будут на него ссылаться. Впоследствии этот материал мы будем расширять и дополнять.

Глобальная система позиционирования GPS – это система, позволяющая с точностью не меньше нескольких десятков метров определить местоположение объекта, то есть его широту, долготу и высоту над уровнем моря, а также направление и скорость его движения. Кроме того, с помощью GPS можно определить время с точностью до 1 наносекунды.

GPS состоит из совокупности определённого количества искусственных спутников Земли и наземных станций слежения, объединённых в общую сеть. В качестве пользовательского оборудования служат индивидуальные GPS-приёмники, способные принимать сигналы со спутников и по полученной информации вычислять своё местоположение.

Созвездие спутников GPS

В состав спутниковой системы GPS входят как минимум 24 искусственных спутника Земли, находящихся на различных круговых орбитах, плоскости которых разнесены по долготам через 60° и наклонены к плоскости экватора на 55°. Период обращения одного спутника составляет порядка 12 часов.

Регулярно спутники передают на Землю:

свой статус (сообщение об исправности или неисправности)
текущую дату
текущее время
данные альманаха (орбитальные данные всех спутников)
точное время отправки всей совокупности сообщений
бортовые эфемериды (расчётные координаты своего положения в этот момент времени)

GPS-приёмник на основании полученной со спутников информации определяет расстояние до каждого спутника и вычисляет свои координаты по законам геометрии. При этом для определения двух координат (широта и долгота) достаточно получить сигналы с трёх спутников, а для определения высоты над поверхностью Земли – с четырёх.

С учётом распространения радиосигналов расстояние до спутников определяется по задержке времени приёма сообщения GPS-приёмником относительно времени отправки сообщения с борта спутника. Конечно, для точного определения этой задержки часы на спутниках и часы в GPS-приёмнике должны быть синхронны, что обеспечивается синхронизацией часов приёмника по информации, содержащейся, как указывалось выше, в сигналах спутников.

Основным источником погрешности в системе GPS было наличие так называемого режима «ограниченного доступа». В этом режиме в сигналы спутников Министерством обороны США априорно вводилась погрешность, позволяющая определять местоположение с точностью 30-100 м, хотя принципиально точность GPS-систем может достигать нескольких сантиметров. С 1 мая 2000 года режим «ограниченного доступа» был отключён. Теперь любой человек в любой точке Земли может пользоваться этой системой. Другими источниками погрешности являются неудачная геометрия взаимного расположения спутников, многолучевое распространение радиосигналов (влияние переотражённых радиоволн на приёмник), ионосферные и атмосферные задержки сигналов и др.

Система GPS позволяет определить местоположение в любой точке на суше, на море и в околоземном пространстве.

Как уже упоминалось, изначально система GPS была разработана для военных целей. Однако через некоторое время стало ясно, что эта система может очень сильно помогать людям для достижения других, «гражданских» целей.

На сегодняшний день система GPS очень широко используется в решении навигационных и картографических (геодезических) целей.

Спутниковые методы определения пространственных координат нашли массовое применение в современных геодезических измерениях, в первую очередь благодаря системе GPS, стабильно работающей на протяжении всего своего существования и ставшей доступной широкому кругу гражданских пользователей. Однако всё чаще возникают обсуждения того, что дальнейшее повышение точности и надёжности определения пространственных координат в любой точке Земли может быть обеспечено только за счёт совместного использования различных глобальных навигационных спутниковых систем, таких, например, как российская ГЛОНАСС и разворачиваемая в Европе Galileo.

Несмотря на то что уровень развёртывания ГЛОНАСС в настоящее время не находится в полном функциональном состоянии, приём и совместная обработка сигналов ГЛОНАСС и NAVSTAR позволяют увеличить производительность при выполнении спутниковых геодезических измерений в сложных условиях (например, городской застройки), когда число видимых спутников системы NAVSTAR сокращается. Поэтому в настоящее время многие разработчики аппаратуры пользователей создают спутниковые приёмники, способные работать одновременно с различными системами (например, компания Topcon Positioning System). Эти приёмники, в отличие от приёмников GPS, принимающих только сигналы NAVSTAR, называют GNSS-приёмниками (Global Navigation Satellite System, аналог русского обозначения ГНСС), а используемые методы обработки – GNSS-технологиями.

Система GPS выглядит предпочтительнее для навигационных целей, чем ГЛОНАСС. Это связано с тем, что навигационных решений под ГЛОНАСС для обычных пользователей практически не существует и рынок ГЛОНАСС пока слабо развит.

Современные геодезические измерения невозможно представить без использования спутниковых технологий определения пространственных координат. Первые GPS-приёмники появились ещё в начале 1980-х годов. За время существования они претерпели серьёзные изменения, но неизменным остался способ определения координат. Главной особенностью современного развития геодезического оборудования является стремление упростить процесс измерений и объединить всё необходимое в одном приборе.

Итак, в зависимости от характера решаемых задач GPS-системы можно разделить на два класса – навигационные приёмники и системы геодезической точности.

Навигационные приёмники обеспечивают устойчивое определение текущих координат с точностью десятков метров и являются относительно недорогими устройствами. Приборы этого класса просты в эксплуатации, портативны, а время, необходимое для получения координат в точке, составляет секунды или единицы минут.

Геодезические GPS-системы являются значительно более сложными устройствами, но они позволяют достигать точности привязки объекта до долей сантиметра, соответственно, стоимость таких систем существенно выше и может составлять десятки тысяч долларов.

Хотя повышение точности результатов желательно в любой раgботе, для задач привязки на местности различных объектов точность, обеспечиваемая навигационными приёмниками, является вполне удовлетворительной, а в особо критичных случаях может быть повышена за счёт проведения большого числа измерений и их последующей статистической обработки.

В целом весь спектр моделей GPS-приёмников по особенностям использования можно разделить на четыре большие группы.

Персональные GPS-приёмники индивидуального применения. Эти модели отличаются малыми габаритами и широким набором сервисных функций: от базовых навигационных, включая возможность формирования и расчёта маршрутов следования, до функции приёма и передачи электронной почты.
Автомобильные GPS-приёмники, которые предназначены для установки в любом наземном транспортном средстве и имеют возможность подключения внешней приёмо-передающей аппаратуры для автоматической передачи параметров движения на диспетчерские пункты.
Морские GPS-приёмники, оснащённые ультразвуковым эхолотом, а также дополнительными сменными картриджами с картографической и гидрографической информацией для конкретных береговых районов.
Авиационные GPS-приёмники, используемые для пилотирования летательных аппаратов, включая коммерческую авиацию.

Важно отметить, что использование GPS в навигационных целях тесно связано с применением современных информационных технологий – компьютерных баз данных и Геоинформационных систем (ГИС).

Как можно понять, далеко не все из вышеперечисленных устройств интересны нашим читателям, а, как следствие, и нам. Поэтому сложнейшие геодезические приборы мы учитывать не будем. А своё внимание сконцентрируем на персональных, автомобильных и, возможно, морских GPS-приёмниках, а также на аксессуарах для них.

Практически каждый современный телефон уже имеет встроенный модуль GPS -приемника, с помощью которого имеется возможность достаточно точно определить свое местоположение на планете Земля. Для работы и точного определения местоположения GPS не требуется интернет и вышки мобильных сетей. Система может работать даже посреди пустыни вдалеке от цивилизации. Мы знаем, что это возможно благодаря спутникам, - но как именно это работает?

Основой системы GPS являются навигационные спутники, движущиеся вокруг Земли по 6 круговым орбитальным траекториям (по 4 спутника в каждой), на высоте 20180 км. Спутники GPS обращаются вокруг Земли за 12 часов, их вес на орбите составляет около 840 кг, размеры – 1.52 м. в ширину и 5.33 м. в длину, включая солнечные панели, вырабатывающие мощность 800 Ватт.

24 спутника обеспечивают 100 % работоспособность системы навигации GPS в любой точке земного шара. Максимальное возможное число одновременно работающих спутников в системе NAVSTAR ограничено числом 37. Практически всегда на орбите находится 32 спутника, 24 основных и 8 резервных на случай сбоев.

Поскольку известно, что каждый из спутников делает по два оборота вокруг планеты за сутки, то становиться нетрудно вычислить, что скорость их движения составляет приблизительно 14 000 км/ч. Само расположение спутников, так же как и наклон их орбит, отнюдь не случайно: они расположены так, чтобы из любой открытой точки планеты было видно хотя бы четыре спутника - именно таково минимальное количество, необходимое для определения местоположения объекта на Земле. Почему именно четыре и как это работает?

Чтобы измерить какое-то очень длинное расстояние, мы можем послать сигнал и замерить время, за которое он достигнет нужной точки либо отразится от нее и дойдет до нас снова (главное при этом точно знать скорость движения сигнала). Во втором случае время придется делить на два, поскольку сигнал прошел удвоенное расстояние. Этот способ носит название эхолокация, и спектр его применения весьма широк: начиная от изучения формы морского дна (здесь сигналом выступает ультразвук) и заканчивая радарами (сигнал - электромагнитные волны).

Проблема в том, что при использовании этого способа мы должны заранее знать, где находится приемник. В случае с системой GPS приемником сигнала являетесь именно вы, стоящий на Земле. Спутник не имеет никакого представления о вашем местоположении, он не знает, где вы, и никогда не узнает, поэтому отправляет сигнал сразу на всю поверхность планеты под ним. В этом сигнале он кодирует информацию о том, где расположен сам, а также в какое время по его собственным часам сигнал был отправлен, и на этом его работа заканчивается.

GPS -модуль у вас в руках получил координаты спутника и информацию о времени отправки сигнала. Программа в вашем телефоне умножает скорость распространения сигнала (то есть скорость света) на разницу между временем получения и временем отправки, высчитывая таким образом расстояние до каждого спутника. Если бы часы модуля были в точности синхронизированы с часами всех сателлитов, то понадобилось бы еще два спутника, чтобы определить местоположение с помощью так называемой триангуляции.

Чтобы понять принцип действия триангуляции, давайте на секунду перейдем в двухмерное пространство. Представьте себе две точки на плоскости, расположенные на известном расстоянии друг от друга, допустим 5 метров. Вы также знаете, что какая-то новая точка находится, в свою очередь, на известных расстояниях от первых двух - например 3 и 4 метра соответственно. Чтобы найти эту новую точку, вы можете провести две окружности с радиусами 3 и 4 метра и центрами в первой и второй точках соответственно. Две полученные окружности пересекутся ровно в двух точках, одна из которых и будет искомой.

Вернемся в трехмерное пространство. Теперь нам уже нужны три опорные точки, которыми являются наши спутники, и «чертить» вокруг них мы будем не окружности, а сферы. Все три сферы сразу в общем случае будут иметь две точки пересечения, но одна из них находится «над» местом расположения спутников, очень высоко в космосе - она нам явно не нужна. А вот вторая - это как раз ваше местоположение.

Для измерения местоположения в пространстве необходимо знать точное время и иметь точный инструмент для его измерения.

Реальная задача осложняется тем обстоятельством, что время на часах вашего телефона не совпадает с тем, что показывают часы спутников, и ваши часы являются на несколько порядков менее точными. Вообще говоря, время создает несколько дополнительных сложностей в решении этой проблемы. Так, например, спутники подвержены эффектам релятивистского и гравитационного искажения времени. На самом деле скорость хода часов, согласно теории относительности, зависит в том числе от силы гравитации в той точке, где эти часы расположены, а также от скорости их движения.

На высоте 20 000 километров над Землей гравитация достаточно слаба, а спутники летают, как мы уже разобрались, довольно быстро. Из-за суммы этих эффектов часы приходится корректировать в общей сложности на 38 миллисекунд за сутки. Если кажется, что это мало, напомню, что электромагнитный сигнал, движущийся со скоростью света, пройдет за это время приблизительно 11 000 км - примерно такой и может быть погрешность при определении координат.

Вторая проблема - точность самих часов. При указанных скоростях сигналов каждая миллионная доля секунды, измеренная с погрешностью, может спровоцировать большие ошибки. Из-за этого спутники старого формата позволяют определить местоположение не очень точно и могут «обмануть» на целых 10 метров. Начиная с 2010-го на замену старым запускают новые спутники, оснащенные атомными часами, и их погрешность уменьшилась до 1 метра.

Другой путь решения проблемы - специальные наземные станции коррекции. Они используются на территории некоторых стран и принцип их работы таков: принимая данные о расположении того или иного объекта, они корректируют их, и в результате пользователь гаджета получает более достоверную информацию о собственном местоположении.

Чем больше источников сигнала, тем точнее результат измерения, вот почему в мегаполисе ориентироваться по навигатору будет проще, чем в пустыне.

Однако атомные часы – устройство громоздкое и дорогостоящее, поэтому, чтобы решить проблему времени приемника, нужен еще один спутник. Он тоже передает информацию о своем местоположении и моменте отправки сигнала. И теперь наше пространство становится не трех-, а четырехмерным. Неизвестными являются широта, долгота, высота и время приемника в момент отправки сигналов. Положение в этих четырех измерениях нам и нужно определить, для чего по аналогии с двухмерным и трехмерным пространствами нам нужны именно четыре спутника.

Конечно же, в реальности хорошо, когда удается «поймать» сигнал от большего числа источников, и в крупных городах и населенных районах с этим проблемы нет: можно легко увидеть одновременно десяток сателлитов, которые обеспечат достаточно высокую для бытового использования точность.

Однако начальный поиск спутников тоже не самая простая задача. В старых аппаратах устройству могло потребоваться немало времени, вплоть до нескольких минут, чтобы уловить и разобрать сигнал от нужного числа космических объектов. Тогда это называлось «холодный старт», и для того, чтобы ускорить процесс, придумали получать данные о текущем местоположении небесных тел из интернета. Но при перемещении приемника на большое расстояние (десятки километров) или при очень долгом бездействии «холодный старт» приходилось производить заново. В современных устройствах модуль периодически включается сам, обновляя информацию, поэтому подобной проблемы больше нет.

Кстати говоря, до 2000 года точность для гражданских лиц была искусственно занижена, и узнать свое местоположение позволялось не ближе, чем в 100 метрах от реального. Поскольку GPS создавалась, финансируется и поддерживается министерством обороны США , военные хотели иметь определенное преимущество. С развитием и все более активным внедрением технологии в жизнь гражданского населения это искусственное ограничение было убрано.

Спутник не получает данных ни о каких GPS -устройствах на поверхности Земли и в воздушном пространстве, поэтому услуга бесплатная. Мы просто не сможем узнать, кто конкретно ей пользуется. Выходит, рецепт решения общечеловеческой проблемы под кодовым названием «А где я нахожусь?» чрезвычайно прост: односторонняя связь и нехитрые математические расчеты.

Сегодня область применения системы глобального позиционирования GPS достаточно обширна. Всё чаще GPS -приемники встраивают в мобильные телефоны и коммуникаторы, в автомобили, часы и даже в собачьи ошейники. Люди привыкают к такому благу как GPS навигация, и пройдет совсем немного времени как они уже не смогут обойтись без нее. Именно поэтому стоит сказать пару слов о недостатках GPS .

Недостатками GPS навигации является то, что при определенных условиях сигнал может не доходить до GPS -приемника, поэтому практически невозможно определить свое точное местонахождение в глубине квартиры внутри железобетонного здания, в подвале или в тоннеле.

Рабочая частота GPS находится в дециметровом диапазоне радиоволн, поэтому уровень приема сигнала от спутников может ухудшиться под плотной листвой деревьев, в районах с плотной городской застройкой или из-за большой облачности, а это скажется на точности позиционирования.

Магнитные бури и наземные радиоисточники тоже способны помешать нормальному приему сигналов GPS .

Карты, предназначенные для GPS навигации, быстро устаревают и могут быть не точными, поэтому нужно верить не только данным GPS -приемника, но и своим собственным глазам.

Особенно стоит отметить, что работа глобальной системы навигации GPS полностью зависима от министерства обороны США и нельзя быть уверенным, что в любой момент времени США не включит помеху (SA – selective availability) или вообще полностью отключит гражданский сектор GPS как в отдельно взятом регионе, так и вообще. Прецеденты уже были.

У системы GPS есть менее популярная и известная альтернатива в виде навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и Galileo (ЕС), и каждая из этих систем стремится получить широкое распространение.

Каждый автомобилист, по крайней мере, раз в жизни оказывался в обстановке, когда без помощи карты отыскать маршрут движения было просто невозможно. Сейчас простые карты из бумаги отступили на задний план, уступив место нынешним электронным устройствам — GPS-навигаторам, способным не только определить ваше местонахождение, но и при необходимости рассчитать лучший путь движения в заданную точку.

Для чего служит автомобильный GPS-навигатор

Навигатор – это электронное приспособление, позволяющее достаточно просто и быстро сориентироваться, невзирая на то, где вы оказались: в населенном пункте, на природе, передвигаетесь по стране или выехали за рубеж. Этот прибор легко найдет ваше месторасположение и укажет дальнейший путь следования. Поэтому любому автолюбителю необходимо разбираться, какой же модификации GPS-навигатора отдать предпочтение.

Сегодняшний навигатор для автомобиля осуществляет:

нахождение месторасположения авто с погрешностью 1-2 метра;
вычисление идеального пути следования, учитывая категорию дорог, знаки и разметку, а также проведение коррекции при изменении маршрута;
подсказку направлений объезда пробок, заторов, ДТП и других проблемных мест на маршруте;
расчет полной продолжительности маршрута и времени приезда в намеченное место;
вычисление допустимых затрат топлива.

Вместе с тем автомобильные GPS навигаторы оснащаются большим количеством вспомогательных возможностей. Они дают возможность автовладельцу слушать магнитолу, использовать Bluetooth, смотреть видео, использовать флешки и электронные книги. Отдельные модели имеют календарь, органайзер, встроенные игры и калькулятор.

Но главная функция GPS навигатора – своевременная передача водителю верных и правильных данных о месторасположении его авто. Потому прежде чем отдать предпочтение тому или иному устройству, обратите внимание на параметры, влияющие на выполнение этой функции.

Как работает

Рассмотрим, как работает автомобильный GPS навигатор. Чтобы узнать, где вы оказались, он использует координаты, в которых вы находитесь, и соответствующую им карту. Координаты определяются долготой, широтой и высотой. Чтобы их найти, устройство обращается к Глобальной Системе Позиционирования (Global Position System), имеющую сеть спутников на земной орбите. Получив сигнал от спутников с зашифрованными данными, навигатор устанавливает свое месторасположение.

Для устойчивой связи на менее 4-х спутников должны быть в зоне постоянной видимости.

Точность распознавания координат зависит от рельефа местности и погодных условий. Облачность и дождь не дают обеспечить хороший канал связи со спутниками, а тоннели и высотные здания сильно искажают сигналы.

Видео: GPS Навигатор — описание и тест

Какой автомобильный GPS навигатор лучше купить

Прежде чем приобрести навигатор, необходимо:

1. Ознакомиться с его навигационной программой. Именно она определяет месторасположение, выбирает оптимальный маршрут, предупреждает о необходимом изменении движения, отображает текущие проблемы на дороге. Обычно программа уже установлена при покупке устройства. Необходимо только активировать его и можно пускаться в путь. Фирма — производитель навигатора и установленная на нем программа в реальности часто могут не совпадать. То есть сам прибор выпускает одна фирма, а навигация и карты на нем другой компании. Хотя, например, Навител или Garmin сами выпускают навигаторы, на которых установлены свои навигационные программы и карты.

2. К навигационной программе прикрепляется комплект используемых карт. Стоит удостовериться, что карты совместимы с программным обеспечением данной модели. Навигаторы как раз и стоит выбирать, исходя из возможности привязать к ним хорошие качественные карты большинства стран. Основная характеристика любой карты – ее детализация. Кроме того карта должна выполнять функцию независимого составления и отслеживания маршрута – быть маршрутизируемой. Способность составления необходимого маршрута в незнакомой местности обязательна. Иначе ваш навигатор не сумеет создать маршрут от точки вашего нахождения до необходимого места на карте.

3. Немалое значение имеют актуальные данные о дорожных пробках. От этой функции навигатора напрямую зависит его цена — навигаторы с пробками (способностью определения “пробок” на дорогах, камер ГИБДД, объездов, знаков и пр.) стоят в полтора, два раза дороже. Можно приобрести дешевый прибор, не показывающий “пробок”, но ездить с ним, возможно,можно будет исключительно за городом и в дальних поездках. А проживающим в городах имеет смысл покупать модель, который умеет загружать информацию о дорожных пробках. 4. Только выбирать лучше чуть дороже, но с модулем GPRS. Объясняется это тем, что устройства, использующие Bluetooth, нуждаются в существовании совместимого телефона, а большинство новых смартфонов показывать “пробки” не имеют возможности. Причем, даже имея такой телефон, при включении навигатора приходится достаточно долго настраивать меню этих устройств, чтобы установить связь. А трафик оператора на такую услугу довольно не самый дешевый. Если же в навигаторах используется модуль GPRS, основная часть из них настраивается на подключение к Сети автоматически, не нуждаясь в дополнительном перелистывании меню. Кроме того, использование отдельной SIM-карты позволяет вам выбрать дешевый тариф без абонентской платы.

Критерии выбора

Дисплей GPS-навигатора
Все выпускаемые устройства, прежде всего, подразделяют по размеру дисплея. Они бывают:- маленькие (дисплей до 3,5 дюймов с разрешением 320х240) – довольно компактны, малых размеров, с отличным аккумулятором, можно брать с собой на прогулку;
— средние (дисплей около 4,3 дюйма с разрешением 480х272 или 800х480) – наиболее востребованный размер навигаторов, довольно крупное меню и карта, не перекрывает обзор водителю;
— большие (дисплей от 5 дюймов с разрешением 800х480) – крупные устройства, показывающие на своем экране большое количество информации, хотя могут быть проблемы с обзорностью.
Чем больше разрешение дисплея, тем лучше и четче его картинка.
Производительность GPS-навигатора
За производительность навигатора прежде всего отвечает процессор, управляющий скоростью функционирования устройства. Процессора на 400 МГц вполне достаточно для ведения навигации, если же вы хотите просматривать видео и ждете от устройства быстрой «отзывчивости» , понадобится 600 МГц и больше.
Далее следует объем памяти
чем ее больше, тем больше приложений может хранить и обработать устройство. И если базовая комплектация памяти обычно идет 128 Мб, то для нормального функционирования необходимо как минимум 256 Мб. А при загрузке дополнительных карт необходимо ставить еще и добавочную память, для чего большинство навигаторов оснащают специальными слотами.
Внешний вид навигатора автомобильного
Выделяют съемные и инсталлируемые модели навигаторов. Съемные навигаторы обычно устанавливают в салоне автомобиля, используя специальную подставку с присоской. Крепят их на переднюю панель либо на лобовое стекло. Расположить его стараются так, чтобы экран устройства был доступен водителю, не ограничивая при этом сектор обзора и обеспечивая качественный прием сигналов со спутников. Если последнее требование трудно выполнимо, можно подключит навигатор к внешней антенне автомагнитолы. Такие автомобильные устройства укомплектованы аккумулятором для автономной работы и шнуром для подключения к прикуривателю. Их легко снимать и переносить.

Встроенный навигатор. Съемный обычно крепится присоской к лобовому стеклу

Инсталлируемые навигаторы выпускаются обычно как встроенные устройства и по внешнему виду напоминают обычную магнитолу. Они оснащаются системой GPS и подключаются к бортовой сети автомобиля.

На что еще следует обратить внимание при выборе автомобильного навигатора

— Кнопки – лучше, когда они среднего размера, не очень большие и не очень маленькие, обращаться с таким устройством будет наиболее комфортно. Комплектация кабелем для подключения устройства к прикуривателю автомобиля – тоже немаловажная деталь, так как многие устройства имеют специфические разъемы и быстро отыскать такой переходник в случае надобности не всегда сразу удается.

— Дополнительные и полезные опции GPS навигаторов зависят от их производителей, но на них тоже можно обратить определенное внимание. В навигаторе можно пролистать фотографии, послушать любимую музыку, выйти в интернет, просмотреть видеофильм. Некоторые модели оснащены различными встроенными играми, FM-приемниками и трансмиттерами, конвертером иностранных валют. При наличии Bluetooth в навигаторе и совмещенном с ним телефоне его можно использовать как в устройство для громкой связи.

— Наличие в отдельных моделях датчика освещенности, позволяет не напрягаться водителю при проезде тоннеля или иных слабоосвещенных мест. Ночью такие автомобильные навигаторы приглушают подсветку своего дисплея, а в яркий солнечный день, наоборот, выставляют на максимум.