Мобільна телефонія і супутникове позиціонування - GPS, Global Positioning System - стали, без сумніву, двома кращими hi-tech-винаходами минулого століття. І те, і інше не ризикнули представити в своїх прогнозах щодо XX століття навіть такі зухвалі фантасти, як Іван Єфремов і Станіслав Лем. «А як же комп'ютери? - запитає здивований читач. - А як же космічні кораблі? »Відповідь проста: комп'ютери та кораблі насправді всього лише технічна база для створення двох цих чудес, якими сьогодні користується практично половина населення 3емлі, безпосередньо або опосередковано.
Звичайно, і комп'ютери, і космічні кораблі стануть в майбутньому «локомотивом» ще багатьох повсякденних чудес, про які ми сьогодні, можливо, й не здогадуємося, але мобільний зв'язок і GPS вже з нами. Давайте поговоримо про останній. За масштабами використання GPS сьогодні, звичайно, не варто порівнювати з стільникового телефонією. Хоча варто уточнити, що ці масштаби сильно розрізняються в різних країнах. Наприклад, на Заході і в Штатах більшість продаваних автомобілів спочатку забезпечені вбудованою системою позиціонування. В Росії в цьому сенсі справи йдуть не так чудово, і тому є безліч причин, головна з яких, швидше за все, слабка інформованість співвітчизників про можливості GPS. Простенький GPS-навігатор коштує сьогодні не дорожче середнього «мобільника». Придбавши його, ви завжди зможете дізнатися точні координати свого місцезнаходження, в яку б точку земної кулі ви не потрапили. Навіщо? Якщо ви не можете відірватися від дивана, то, може, й справді нема чого. Але варто вам відправитися в гості по незнайомому адресою (і навіть по знайомому: навігатор цілком здатний запропонувати вам новий короткий маршрут замість звичного) або ж на риболовлю, в ліс, в гори, в будь-яку подорож, прихопивши з собою невеликий GPS-прилад, і вже в наступний раз ви не захочете їхати без нього.
Що таке GPS?
Втім, почнемо з того, що спробуємо зрозуміти, як все це працює. Система глобального позиціонування складається з:
- деякої кількості спеціальних штучних супутників (для повного і постійного покриття всієї Землі їх повинно бути як мінімум 24, але найбільш популярна на сьогодні (і практично єдина повноцінно діє) включає в себе цілих 28 (правда, деякі з них - запасні);
- наземного комплексу управління, який тримає, що вельми важливо, в актуальному стані супутникові годинник (вони синхронізуються з розташованими на Землі спеціальними атомним годинником), що відслідковує з високою точністю реальне місце розташування супутників і, при необхідності, коригуючого їх орбіти; - і, само собою, - з GPS-приймачів самого різного класу, від стодоларових аматорських до найскладніших професійних. Крім того, на Землі можуть розташовуватися спеціальні радіомаяки, що дозволяють значно підвищити точність вимірювань.
Отже, об'єкт, що знаходиться на Землі, за допомогою GPS-приймача ловить радіосигнали з трьох, а краще - з чотирьох супутників системи, синхронізує з ним свій годинник, а далі вимірює час проходження радіосигналу від супутника для обчислює таким чином відстань до нього. Зіставляючи ці відстані для трьох або чотирьох видимих супутників за допомогою нескладних тригонометричних побудов, які багато хто пам'ятає ще по старших класів середньої школи (звичайно, на ділі ці обчислення значно складніше, але основний принцип - тригонометричний), прилад обчислює свої географічні координати з точністю до кількох метрів. Можна навіть визначити висоту над рівнем моря, хоча ці вимірювання зазвичай виходять менш точними. Якщо ж об'єкт рухається, то за координатами в різні моменти часу визначаються напрямок і швидкість руху.
На перший погляд все здається дуже простим - тільки, як і в випадку з мобільною телефонією, для всього цього потрібна суперскладна інфраструктура, яку може створити тільки високорозвинена цивілізація!
Шлях до точності
Точність положення залежить від цілого ряду чинників: наприклад, від миттєвого стану іоносфери, яка впливає на швидкість проходження радіохвиль. Деякі скептики пророкують навіть збої в роботі GPS через підвищення активності сонця в 2011-2012 роках, але, швидше за все, це велика страшилка, подібна успішно вирішеною проблеми Y2K, хоча деякі проблеми, не виключено, і виникнуть. Є й інші джерела помилок у вимірах: затримка радіохвиль в тропосфері, похибки ходу годинника на супутнику і в приймачі, невраховані обурення орбіт, просто не найвдаліша конфігурація супутників в момент вимірювання. Проте сукупна похибка рідко виходить за десяти-п'ятнадцятиметрові межі (уточнимо, що мова йде про єдину полноохватной і реально працює американській системі NAVSTAR). Причому насправді в більшості випадків точність буває помітно більшою. Правда, до 2002 року така «прецизійність» була доступна тільки військовим і іншим державним відомствам США , А для цивільного застосування був виділений спеціальний канал «зниженою точності» (до 100 метрів). Уряд США, що контролює систему NAVSTAR, залишило за собою право в будь-який момент закрити «точний» сигнал для широкого користування. Але якщо таке раптом і станеться, то на NAVSTAR світ клином не зійшовся, існують і інші системи (див. Підверстку).
Друга проблема геопозиционирования, особливо характерна для Росії з її особливостями національного менталітету, - це точність карт, що випускаються для широкого загалу. Тобто ви можете досить точно обчислити свої фізичні координати, але, зіставивши їх з картою, - опинитися в серйозному омані. Мало-помалу ця проблема вирішується - хтось оцифровує здобуті «лівим» шляхом великомасштабні карти Генштабу, хтось користується лежать у відкритому доступі в Інтернеті супутниковими картами, так що головне, що процес пішов.
GPS - це ще не все
Сама абревіатура GPS зараз майже намертво пов'язана з американською системою NAVSTAR, тому професіонали воліють говорити про системи геопозиционирования. Вони зовсім не обмежуються NAVSTAR. Існує ще й вітчизняна система ГЛОНАСС (Глобальна Навігаційна Супутникова Система), офіційно прийнята в експлуатацію в 1993 році, але до цих пір не вийшла на проектну потужність. Є і ще декілька порівняно простеньких, спеціалізованих систем: четирехспутніковая «Цикада» для морської навігації, давня шестіспутніковая «Циклон», чия експлуатація триває, незважаючи на найгірші результати позиціонування, ніж у систем більш сучасних, військова система «Парус» ... Існує базується чи нема на двох супутниках китайська Beidou, що працює в основному на території Китаю. Найцікавіше, що чекає нас на цьому терені, - це європейська система Galileo. Це буде перша система з метрової точністю, створювана виключно для цивільних потреб і теоретично непідконтрольна ні військовим, ні державним відомствам. Передбачається, що вона повинна стати до ладу в наступному році, коли на орбіту вийдуть всі 30 запланованих супутників (3 з них - резервні).
ступеня посвяти
Не будемо заглиблюватися в досить ясні застосування систем геопозиционирования в спеціальних областях: космічної навігації (система чудово, навіть далі і краще, ніж на Землі, діє в космосі), військовій справі, серйозної картографії, топографії та будівництві, - подивимося краще, що ж пропонує GPS «пересічному громадянину».
Найпростіші і недорогі пристрої покажуть вам тільки ваші координати. У місті, особливо незнайомому, це не бозна-як зручно. Зате, коли ви приїжджаєте в ліс, залишаєте машину де-небудь на галявині і йдете збирати гриби, навігатор приведе вас назад, якщо ви не полінуйтеся зафіксувати в ньому вихідну точку. Або, припустимо, ви рибалка і тиждень прикормлюєте рибу десь на середині озера, щоб потім поживитися вдосталь, - ви без зусиль знайдете місце прикорму. Маленькі навігатори вбудовуються навіть в наручний годинник; автору доводилося користуватися двома такими моделями від Casio.
Наступний рівень у використанні GPS - це та ж (або трохи більше складна в комунікаційному відношенні) малятко, звана іноді GPS-мишкою, яка проводом чи, по повітрю чи (зазвичай через Bluetooth -інтерфейс) пов'язана з вашим КПК або ноутбуком і передає йому ваші координати. Залишається тільки обзавестися відповідною програмою навігації і картами. Тут, звичайно, зовсім новачків чекають проблеми (правда, стандартні проблеми давно все вирішено і описані на багатьох інтернет-форумах). Якщо сама думка про вирішення проблем з настройками програм і зв'язку викликає у вас мимовільну тремтіння - обзаведіться готовим гібридом КПК з GPS-модулем, таких останнім часом з'являється все більше. Цікаво, що при порівнянні цін «голого» КПК з КПК, забезпеченим GPS-модулем, з'ясовується, що різниці немає практично ніякої - тобто навігатор «в одному флаконі» з кишеньковим комп'ютером дістанеться вам даром, якщо ви правильно вибрали саме пристрій.
І, нарешті, висока ступінь посвяти - спеціалізовані навігатори. Найчастіше вони випускаються для автомобілістів, іноді - для рибалок і взагалі любителів водних прогулянок, інший раз - для пішоходів і велосипедистів. Або, скажімо, для землемірів - вони тепер зовсім точно можуть визначити, де закінчується ваша ділянка і починається дача вашого сусіда. Коштують такі пристрої - при інших рівних показниках, на зразок яскравості і розміру екрану, звукового модуля і т. П., - мало не дорожче, ніж гібридний КПК.
Що далеко ходити - автор закінчив тестування трьох таких пристроїв буквально тільки що, перед написанням цих рядків. Одне з них, саме «круте», вироблено недавно з'явилася на світло тайванською компанією HTC. (Раніше вона поставляла свої вироби під більш іменитими брендами, в числі яких і Qtek, і HP.) Крихітне, менше долоньки, воно поєднує в собі і КПК під Windows Mobile, і мобільний телефон, причому підтримує швидкий протокол передачі даних (EDGE), і, нарешті, GPS-модуль із знаменитою навігаційною програмою TomTom (tomtom.com), при продажу завантаженої московської та пітерської картами. Другий і третій прилад - від Fujitsu-Siemens. Pocket LOOX N100 - спеціалізований навігатор, теж зовсім крихітка, та ще й зі змінними кольоровими корпусами і MP3-плеєром (Такий собі «молодіжний» варіант). LOOX N560 - дуже «серйозний» КПК з дивним для цього ринку VGA-екраном (640х480 пікселів) і вбудованим навігатором.
Кому це потрібно?
Чим же допоможуть в житті такі пристрої звичайній людині, готовому розлучитися з сумою в 400-700 доларів? Краща програма міської навігації прокладе вам маршрут до заданої адреси. А якщо гарненько попросіть, то і кілька маршрутів на вибір. Причому, якщо ви вибрали один, а по дорозі вирішили відхилитися від рекомендацій, тут же, на ходу, маршрут буде перерахований. Вона ж спрогнозує очікувані швидкість і час прибуття до точки призначення, проведе вас до місця, щоразу попереджаючи заздалегідь на екрані (а якщо дозволите голосовий режим, то і голосом) про поворотах, розворотах і інших змінах простого прямого руху. А ще, якщо вам належить якась складна розв'язка, автоматично збільшить її зображення до повної чіткості і позначить, по якому з рукавів треба рухатися. Більш того, деякі програми (і такі, що додаються до них недорогі підписні сервіси) дозволяють враховувати в розрахунках дані про реальних пробках на дорогах і пропонувати маршрути більш, може бути, довгі, але в даний момент більш швидкі. Правда, ці сервіси ще тільки-тільки починають розвиватися, і інфраструктура, покликана їх забезпечити, ще не цілком налагоджена.
Якщо ж мова йде про поїздки за кермом в чужому місті, а того пущі - за кордоном, тут без навігатора (підключеного, звичайно, до розумної програмі і забезпеченого найсвіжішими картами, які зазвичай часто оновлюються через Інтернет) просто не обійтися.
У вас немає GPS-навігатора, і ви не уявляєте собі, що не зможете без нього обходитися? Згадайте, що десять років тому ми думали про мобільних телефонах.
on-line
gpsinfo.ru - інтернет-журнал про GPS
gps-club.ru - каталог, огляди, форум по GPS
gps-sport.ru - спортивне GPS-орієнтування
geocaching.su - GPS-гра з тайниками на місцевості navgeocom.ru/gps - для подальшого вивчення GPS
Євген Козловський
Що таке GPS?«А як же комп'ютери?
А як же космічні кораблі?
Навіщо?
Що таке GPS?
Кому це потрібно?
Чим же допоможуть в житті такі пристрої звичайній людині, готовому розлучитися з сумою в 400-700 доларів?
У вас немає GPS-навігатора, і ви не уявляєте собі, що не зможете без нього обходитися?
