История создания Global Positioning System (GPS) ведёт своё начало с 1973 г., когда Управление совместных программ, входящее в состав Центра космических и ракетных исследований США, получило указание Министерства обороны США разработать, испытать и развернуть навигационную систему космического базирования. Результатом данной работы стала система, получившая первоначальное название NAVSTAR (NAVigation System with Time And Ranging), из которого прямо следовало, что система предназначена для решения двух главных задач – навигации, т. е. определения мгновенного положения и скорости потребителей, и синхронизации шкал времени. Поскольку инициатором создания GPS являлось Министерство обороны США, то в качестве первоочередных задач предусматривалось решение задач обороны и национальной безопасности. Отсюда ещё одно раннее название системы – оборонительная система спутниковой навигации (Defense Navigation Satellite System – DNSS).

Разработка концепции построения и архитектуры GPS заняла примерно 5 лет, и уже в 1974 году фирма Rockwell получила заказ на изготовление первых восьми космических аппаратов (КА) Block I для создания демонстрационной системы. Первый КА был запущен 22 февраля 1978, и в том же году Rockwell получила контракт на создание ещё четырёх КА.

Первоначально предполагалось, что орбитальная группировка GPS будет насчитывать 24 КА в трёх орбитальных плоскостях высотой 20200 км и наклонением 63°. К моменту начала серийного производства в 1989 году космических аппаратов модификации было принято решение об изменении параметров орбиты GPS, в частности, наклонение было изменено на 55°, а количество орбитальных плоскостей увеличено до 6.

Выделяют два важных этапа развёртывания системы GPS – фазу первоначальной работоспособности (IOC) и фазу полной работоспособности (FOC). Этап IOC начался в 1993 году, когда в составе орбитальной группировки насчитывалось 24 КА различных модификаций (Block I/II/IIA), готовых к использованию по целевому назначению. Переход в режим FOC состоялся в июле 1995, после завершения всех лётных испытаний, хотя фактически система начала предоставлять услуги в полном объеме с марта 1994 года. Таким образом, GPS является полностью работоспособной уже в течение более чем двух десятилетий, при этом на протяжении всей своей истории GPS постоянно модернизировалась с целью удовлетворения требований различных категорий как гражданских, так и военных потребителей.

При проектировании GPS предполагалось, что точность навигационных определений при использовании C/A-кода будет в пределах 400 м. Реальная точность измерений по C/A-коду оказалась в 10 и более раз выше – 15-40 м (СКО) по координатам и доли метра в секунду по скорости. Возможность получения такой точности измерений с помощью несложной коммерческой АП вызвала в США опасения, что сигналы GPS могут быть использованы потенциальным противником, в том числе в системах высокоточного оружия. В качестве защитной меры, начиная с космического аппарата Block II, в GPS были реализованы два метода преднамеренной деградации (загрубления) точности навигационно-временного обеспечения гражданских потребителей – селективный доступ и одновременно принятые меры по защите от так называемых уводящих помех. Деактивация режима селективного доступа была осуществлена 2 мая 2000 г. около 4:00 (UT). Точность автономной навигации возросла почти в 10 раз, что дало гигантский импульс к развитию прикладных навигационных технологий.

Текущий третий этап модернизации GPS предполагает разработку и производство космических аппаратов следующего поколения , которые в сочетании с усовершенствованным наземным комплексом управления и навигационной аппаратурой потребителей обеспечат улучшенные характеристики в части помехозащищённости, точности, доступности и целостности координатно-временного и навигационного обеспечения.

Услуги системы GPS

Система GPS предоставляет два вида услуг:

• услугу стандартного позиционирования (Standard Positioning Service – SPS) , доступную для всех потребителей,
• услугу точного позиционирования (Precise Positioning Service – PPS) , доступную для санкционированных потребителей.

Каждый космический аппарат излучает навигационные сигналы на нескольких несущих частотах. Квадратурные составляющие сигналов, передаваемых на каждой из несущих частот, подвергаются фазовой манипуляции различными дальномерными псевдослучайными последовательностями (ПСП). Структура некоторых из этих ПСП опубликована, соответственно данный сигнал может приниматься всеми потребителями. Структура другой части ПСП закрыта, поэтому данный сигнал доступен для приёма только санкционированным потребителям, которым структура ПСП известна.

Услуга стандартного позиционирования SPS и временной синхронизации доступна для всех категорий потребителей безвозмездно и глобально и реализуется посредством излучения всеми космическими аппаратами GPS навигационных радиосигналов, модулированных дальномерным кодом C/A (Coarse/Acquisition – грубый приём). Код C/A представляет собой ПСП Голда длительностью 1 023 символа с тактовой частотой 1,023 МГц. Таким образом, ПСП C/A-кода имеет период повторения T = 1 мс, что соответствует интервалу однозначного измерения псевдодальности около 300 км. Программа развития GPS предусматривает предоставление гражданским потребителям услуги SPS с помощью L2C, L5 и L1C.

Услуга точного позиционирования PPS реализуется посредством излучения всеми космическими аппаратами орбитальной группировки GPS навигационных радиосигналов в диапазонах L1 и L2, модулированных дальномерным P(Y)-кодом. Услуга PPS предназначена для использования исключительно вооружёнными силами США, федеральными агентствами США и вооружёнными силами некоторых союзников.

Орбитальная группировка

Штатная орбитальная группировка GPS состоит из 32 основных космических аппаратов, расположенных на шести круговых орбитах, обозначаемых латинскими буквами от A до F. Дополнительно на некоторых орбитах может находиться один или два резервных КА, предназначенных для сохранения параметров системы при выходе из строя основных КА. Наклонение орбитальных плоскостей 55°, долготы восходящих узлов различаются на 60°. Высоте орбит 20 200 км соответствует период обращения 11 ч 58 мин, т. е. орбиты космических аппаратов GPS являются синхронными.

Типы космических аппаратов

В настоящее время восполнение орбитальной группировки осуществляется запуском космических аппаратов Block IIF («F» – follow on – продолжение). В соответствии с действующими планами КА Block IIF должны сменить на орбите КА Block IIA, КА Block III придут на смену Block IIR («R» – replacement – замена).

Основной задачей КА Block III является предоставление навигационных услуг с помощью нового навигационного радиосигнала L1C и повышение точности эфемеридно-временной информации, доступности навигационного радиосигнала, мощности излучения, а также увеличение срока активного существования.

Характеристики	КА GPS BLOCK IIA	КА GPS BLOCK IIR	КА GPS BLOCK IIR-M	КА GPS BLOCK IIF	КА GPS BLOCK III
Головной подрядчик	Rockwell International	Lockheed Martin	Lockheed Martin	Boeing	Lockheed Martin
Срок активного существования	7,5 лет	10 лет	10 лет	12 лет	15 лет
Масса на орбите, кг	985	1126,7	1126,7	1465,1	2161
Габариты, м			1,58×1,96×2,21	2,49×2,03×2,24	2,46×1,78×3,40
Солнечные батареи	2 кремниевые панели мощностью 710 Вт		2 кремниевые панели мощностью 1040 Вт	3 трехпереходные арсенид-галлиевые мощностью 1900 Вт	2 ультра трехпереходные (UTJ) мощностью 4480 Вт
Аккумуляторные батареи	3 никель-кадмиевые		2 никель-водородные перезаряжаемые	никель-водородные перезаряжаемые	2 никель-водородные перезаряжаемые
Сигналы	L1 C/A L1/2 P(Y)	L1 C/A L1/2 P(Y)	L1 C/A L1/2 P(Y) L2C L1/2 M-Code	L1 C/A L1/2 P(Y) L5I L5Q L1M L2M L2C	L1 C/A L1P(Y) L1C L2C L2M L5 L1/2 M-Code
БСУ	2 Rb, 2 Cs	3 Rb	3 Rb	2 Rb, 1 Cs	3 Rb

Навигационные радиосигналы

Спектр навигационных радиосигналов системы GPS

Характеристики навигационных радиосигналов системы GPS

Диапазон	Несущая частота, МГц	Сигнал	Длительность кода ПСП, символы	Тактовая частота, МГц	Вид модуляции	Скорость передачи ЦИ, БИТ/С
L1	1 575,42	C/A P M L1C D L1C P	1 023 ~ 7 дней нет данных 10 230 10 230·1 800	1,023 10,23 5,115 1,023 1,023	BPSK BPSK ВОС(10, 5) ВОС(1,1) ТМВОС(6, 1, 1/11)	50/50 50/50 нет данных 100/50 пилот-сигнал
L2	1 227,6	P L2C M	~ 7 дней М: 10 230 L: 767 250 нет данных	10,23 1,023 5,115	BPSK BPSK ВОС(10, 5)	50/50 50/25 нет данных
L5	1 176,45	L5I L5Q	10 230·10 10 230·20	10,23 10,23	BPSK BPSK	100/50 пилот-сигнал

СТРУКТУРА ЦИ НАВИГАЦИОННЫХ РАДИОСИГНАЛОВ СИСТЕМЫ GPS

Внедрение новых навигационных сигналов GPS сопровождается совершенствованием структуры цифровой информации и применением новых видов модуляции, а также переходом от структуры навигационного сообщения типа NAV на структуры типа CNAV и CNAV-2.

Навигационные сообщение типа CNAV являются усовершенствованными версиями навигационного сообщения NAV, позволяющие точнее передавать оперативную и неоперативную информацию о состоянии GPS. В навигационном сообщении CNAV содержится информация того же типа, что и в сообщении NAV (текущее время, признаки состояния КА, эфемеридно-временная информация, альманах системы и т.п.), однако эта информация передается в новом формате. Вместо использования архитектуры суперкадров/кадров сообщение передается в виде пакетов различной длительности. Наиболее существенными изменениями структуры CNAV являются расширение количества космических аппаратов используемых по целевому назначению с 32 до 63, а также возможность оперативно передать данные о работоспособности конкретного аппарата (целостности) с задержкой менее 6 с.

Определение своего местоположения, как на суше, так и на море, в лесу или в городе – вопрос такой же актуальный на сегодняшний день, как и на протяжении прошлых веков. Эпоха открытия радиоволн существенно упростило задачу навигации и открыло новые перспективы перед человечеством во многих сферах жизни и деятельности, а с открытием возможности покорения космического пространства совершился огромный прорыв в области определения координат местоположения объекта на Земле. Для определения координат используется спутниковой системы навигации, который получает необходимую информацию от спутников, расположенных на орбите.

Сейчас в мире существуют две глобальных системы определения координат – российская ГЛОНАСС и американская NavStar, более известная как GPS (аббревиатура названия Global Position System – глобальная система позиционирования).

Cистема спутниковой навигации ГЛОНАСС была изобретена в Советском союзе еще в начале 80х годов прошлого века и первые испытания прошли в 1982 г. Она разрабатывалась по заказу Министерства Обороны и была специализирована для оперативной глобальной навигации наземных передвигающихся объектов.

Американская система навигации GPS по своей структуре, назначению и функциональности аналогична ГЛОНАСС и также разработана по заказу Министерства Обороны Соединенных Штатов. Она имеет возможность с высокой точностью определять как координаты наземного объекта, так и осуществлять временную и скоростную привязку. NavStar имеет на орбите 24 навигационных спутника, обеспечивающих непрерывное навигационное поле на всей поверхности Земли.

Приемоиндикатор системы спутниковой навигации (GPS-навигатор или ) принимает сигналы от спутников, измеряет расстояния до них, и по измеренным дальностям решает задачу определения своих координат – широты, долготы и, при приеме сигналов от 4-х и более спутников – высоты над уровнем моря, скорость, направление (курс), пройденный путь. В состав навигатора входят приемник с для приема сигналов, компьютер для их обработки и навигационных вычислений, дисплей для отображения навигационной и служебной информации и клавиатура для управления работой прибора.

Такие приемники предназначены для постоянной установки в рулевых рубках и на приборных панелях. Их основными особенностями являются: наличие выносной антенны и питание от внешнего источника постоянного тока. Они имеют, как правило, крупные жидкокристаллические монохромные экраны с алфавитно-цифровым и графическим отображением информации.

:

Компактный водонепроницаемый GPS/DGPS/WAAS приемник с высокими характеристиками, спроектированный для малых судов. Этот GPS приемник от компании способен принимать и обрабатывать дополнительные сигналы дифференциальных поправок DGPS/WAAS. Эта возможность обеспечивает, принимая поправки от радиомаяка или геостационарных спутников WAAS, использовать точность выше 5 метров.

Новый (D)GPS навигатор встроенным приемником дифференциальных поправок. Технология прокладки пути позволяет точно создавать маршруты высокой дальности. Есть возможность выбирать локсодромический курс (RL) для коротких дистанций и ортодромический (GC) для длинных.

С технологией прокладки пути позволяет точно создавать маршруты высокой дальности. Есть возможность выбирать локсодромический курс (RL) для коротких дистанций и ортодромический (GC) для длинных.

Стационарные приемники имеют широкие функциональные возможности, особенно профессиональные приборы для использования на море. Они обладают большим объемом памяти, возможностью решения различных навигационных задач, а их интерфейс предоставляет возможность включения в навигационную систему судна.

:

Это современный приемоиндикатор навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS разработанный для судов всех типов.

Разработан специалистами компании «Радио Комплекс» с использованием новейших достижений в области морской навигации. РК-2006 имеет возможность принимать сигналы уже развернутых спутниковых группировок, таких как ГЛОНАСС и GPS, но так же и перспективных европейских и азиатских систем позиционирования, это позволяет с повышенной помехоустойчивостью, и защищенностью от вывода из строя какой-либо системы, определять координаты судна и его курс и скорость.

Приёмник глобальных навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС, от южнокорейского производителя морского радионавигационного оборудования Samyung ENC Co., Ltd - SGN-500.

При использовании ГЛОНАСС и GPS в комбинированных приёмниках (практически все ГЛОНАСС-приёмники являются комбинированными) точность определения координат практически всегда «отличная» вследствие большого количества видимых КА и их хорошего взаимного расположения.

Отображение навигационной информации

В приемниках ГЛОНАСС/ GPS используются два способа отображения информации: алфавитно-цифровой и графический (иногда используется термин «псевдографический»).

Алфавитно-цифровой способ для отображения получаемой информации использует:

• цифры (координаты, скорость, пройденный путь и т. п.)
• буквенные сочетания, поясняющие цифровые данные – обычно аббревиатуры фраз (например, МОВ – «Man Over Board» или, по-русски – «Человек за бортом!»
• сокращения слов (например,SPD – speed – скорость, TRK – Track – трасса), имена путевых точек. Алфавитно-цифровое отображение информации в чистом виде использовалось на начальном этапе развития техники GPS.

Графический способ отображения осуществляется с помощью образуемых на экране рисунков, представляющих характер движения носителя (судна, автомобиля, человека). Графика в аппаратах различных фирм практически одинакова и различается, как правило, в деталях. Наиболее распространенными рисунками являются:

• электронный компас (не путать с магнитным!)
• графический указатель движения
• трасса движения, маршруты
• символы для путевых точек
• координаты судна
• направление на путевую точку
• скорость

Характеристики:

Точность определения координат места

Точность определения координат места является фундаментальным показателем любой навигационной системы, от значения которого будет зависеть, насколько правильно судно будет следовать по проложенному маршруту и не попадет ли оно на находящиеся поблизости мели или камни.

Точность приборов обычно оценивают по величине среднеквадратической погрешности (СКО) – интервалу, в который попадает 72 % измерений, или по максимальной ошибке, соответствующей 95 %. Большинство фирм-производителей оценивают СКО своих приемников GPS в 25 метров, что соответствует максимальной ошибке 50 метров.

Навигационные характеристики

Навигационные возможности приемников ГЛОНАСС/GPS характеризуют количеством запоминаемых прибором путевых точек, маршрутов и содержащихся в них маршрутных точек. Под путевыми понимаются используемые для навигации характерные точки на поверхности Современные могут создавать и хранить, в зависимости от модели, от 500 до 5000 путевых точек и 20–50 маршрутов с 20–30 точками в каждом.

Помимо путевых точек в любом приемнике есть запас точек для записи и сохранения пройденной трассы. Это количество может достигать от 1000 до нескольких десятков тысяч точек в профессиональных навигаторах. Записанная трасса может быть использована для возврата по ней назад.

Количество одновременно отслеживаемых спутников

Этот показатель характеризует устойчивость работы навигатора и его возможность обеспечения наивысшей точности. Учитывая тот факт, что для определения двух координат позиции – долготы и широты – нужно одновременно отслеживать 3 спутника, а для определения высоты – четырех. Современные ГЛОНАСС/ GPS навигаторы, даже носимые, имеют 8 или 12-канальные приемники, способные одновременно принимать и отслеживать сигналы соответственно до 8 или 12 спутников.

Спутниковой навигацией пользуются водители, велосипедисты, туристы – даже любители утренних пробежек отслеживают собственный маршрут при помощи спутников. Вместо того чтобы расспрашивать прохожих, как найти нужный дом, большинство предпочитают достать смартфон и задать этот вопрос ГЛОНАСС или GPS. Несмотря на то, что модули спутниковой навигации установлены в каждом смартфоне и в большинстве спортивных часов, только один человек из десяти понимает, как работает эта система и как в море девайсов с функциями GPS/ГЛОНАСС найти подходящий.

Как устроена спутниковая навигационная система

Аббревиатура GPS расшифровывается как Global Positioning System: «система глобального позиционирования», если переводить дословно. Идея использовать спутники на околоземной орбите для определения координат наземных объектов появилась в 1950-е, сразу после того, как Советский Союз запустил первый искусственный спутник. Американские ученые отслеживали спутниковый сигнал и обнаружили, что его частота меняется, когда спутник приближается или отдаляется. Поэтому, зная свои точные координаты на Земле, можно вычислить и точное расположение спутника. Это наблюдение и дало толчок для разработки глобальной системы расчета координат.

Первоначально открытием заинтересовался флот – разработку начала военно-морская лаборатория, но со временем было решено создать единую систему для всех вооруженных сил. Первый спутник GPS вывели на орбиту 1978-м. Сейчас сигналы передают около тридцати спутников. Когда навигационная система заработала, военные ведомства США сделали подарок всем жителям планеты – открыли свободный доступ к спутникам, так что каждый может пользоваться Global Positioning System бесплатно, был бы приемник.

Вслед за американцами Роскосмос создал свою систему: первый спутник ГЛОНАСС вышел на орбиту в 1982 году. ГЛОНАСС – Глобальная навигационная спутниковая система, работающая по тому же принципу, что и американская. Сейчас на орбите находятся 24 российских спутника, которые обеспечивают координирование.

Чтобы воспользоваться одной из систем, а лучше двумя одновременно, нужен приемник, который будет получать сигналы от спутников, а также компьютер для расшифровки этих сигналов: местоположение объекта вычисляется, исходя из интервалов между полученными сигналами. Точность вычислений – плюс-минус 5 м.

Чем больше спутников «видит» устройство, тем больше информации может предоставить. Для определения координат навигатору достаточно увидеть всего два спутника, но если он запеленгует хотя бы четыре спутника, девайс сможет сообщить, например, скорость передвижения объекта. Поэтому современные навигационные устройства считывают все больше параметров:

• Географические координаты объекта.
• Скорость его передвижения.
• Высоту над уровнем моря.

Какие могут возникнуть погрешности в работе GPS/ГЛОНАСС

Спутниковая навигация хороша тем, что доступна круглосуточно из любой точки планеты. Где бы вы ни находились, если у вас есть приемник – вы сможете определить координаты и построить маршрут. Однако на практике сигнал спутников могут глушить физические препятствия или погодные катаклизмы: если вы проезжаете подземный туннель, а сверху к тому же бушует шторм, сигнал может не «добить» до приемника.

Эту проблему решили за счет технологии A-GPS: она предполагает, что приемник обращается через альтернативные каналы связи к серверу. Тот, в свою очередь, использует данные, полученные от спутников. Благодаря этому можно пользоваться навигационной системой в помещениях, туннелях, в непогоду. Технология A-GPS рассчитана на смартфоны и прочие персональные устройства, поэтому, выбирая навигатор или смартфон, уточняйте, поддерживает ли он этот стандарт. Так вы сможете быть уверенными, что устройство не подведет в ответственный момент.

Владельцы смартфонов иногда жалуются, что навигатор работает не точно или периодически «отключается», не определяет координаты. Как правило, это связано с тем, что в большинстве смартфонов функция GPS/ГЛОНАСС по умолчанию отключена. Для расчетов координат устройство использует сотовые вышки или беспроводной интернет. Проблема решается настройкой смартфона, активацией нужного способа определения координат. Также может потребоваться калибровка компаса или сброс настроек навигатора.

Виды навигаторов

• Автомобильные. Навигационные система, завязанная на спутниках ГЛОНАСС или их американских аналогах, может быть частью бортового компьютера авто, но чаще покупают отдельные устройства. Они не только определяют координаты машины и позволяют без проблем добраться из пункта А в пункт Б, но также защищают от угона. Даже если злоумышленники угонят машину, ее можно будет отследить по маячку. Плюс специальных устройств для авто еще и в том, что они предусматривают установку антенны – за счет антенны можно усилить ГЛОНАСС-сигнал.
• Туристические. Если в автомобильный навигатор можно установить специальный набор карт, то к туристическим устройствам предъявляются более строгие требования: современные модели допускают использование расширенного набора карт. Однако самый простой туристический девайс – это только приемник сигнала с простейшим компьютером. Он может даже не отмечать координаты на карте, и тогда потребуется бумажная карта с навигационной сеткой. Впрочем, сейчас такие устройства покупают только из соображений экономии.
• Смартфоны, планшеты с GPS/ГЛОНАСС-приемником. Смартфоны также позволяют загрузить расширенный набор карт. Их можно использовать, как автомобильные и туристические навигаторы, главное – установить приложение и загрузить необходимые карты. Многие из полезных навигационных программ – бесплатные, но за некоторые нужно заплатить небольшую сумму.

Навигационные программы для смартфонов

Одна из самых простых программ, рассчитанных на тех, кто не хочет вникать в функционал: MapsWithMe. Она позволяет загрузить из сети карту нужного региона, чтобы затем пользоваться ею, даже если соединения с интернетом не будет. Программа покажет местоположение на карте, отыщет отмеченные на этой карте объекты – их можно сохранять в закладки и пользоваться потом быстрым поиском. На этом функционал исчерпывается. Программа использует только векторные карты – другие форматы загрузить нельзя.

Владельцы устройств на Android могут воспользоваться программой OsmAnd. Она подходит водителям и пешеходным туристам, поскольку позволяет автоматически проложить маршрут по автодорогам или горным тропинкам. ГЛОНАСС-навигатор будет вести вас по маршруту голосовыми командами. Кроме векторных карт, можно использовать растровые, а также отмечать путевые точки и записывать треки.

Ближайшая альтернатива OsmAnd – приложение Locus Map. Оно подойдет для пешеходных туристов, поскольку напоминает классическое навигационное устройство для туристов, какие были в ходу до появления смартфонов. Использует и векторные, и растровые карты.

Туристические устройства

Смартфоны и планшеты могут заменить специальное GPS/ГЛОНАСС-устройство для туризма, но у такого решения есть свои недостатки. С одной стороны, если есть смартфон, не нужно покупать никаких дополнительных девайсов. На большом ярком экране легко работать с картой, выбор приложений широкийо – мы указали всего несколько программ, охватить все предложения невозможно. Но у смартфона есть и недостатки:

• Быстро разряжается. В среднем устройство работает сутки, а в режиме постоянного поиска координат – и того меньше.
• Требует бережного обращения. Конечно, существуют защищенные смартфоны, но кроме того, что они дорогие, надежность такого смартфона все равно не сравнится со специальным туристическим ГЛОНАСС-устройством. Оно может быть полностью водонепроницаемым.

Для многодневных походов по дикой местности разработаны специализированные устройства, во влагозащищенных корпусах и с мощными аккумуляторами. Однако при выборе такого прибора важно уточнять, чтобы он поддерживал и векторные, и растровые карты. Растровая карта – это изображение, привязанное к координатам. Вы можете взять бумажную карту, отсканировать ее, связать с координатами ГЛОНАСС – и получится растровая карта. Векторные карты – не картинка, но набор объектов, которые программа размещает на изображении. Система позволяет запустить поиск по объектам, но самостоятельно создать подобную схему сложно.

Пожалуй, сегодня нет ни одного человека, ведущего активную жизнь, который не знал бы о существовании GPS-навигаторов. За последние несколько лет эти устройства проделали свой путь развития от дорогой автомобильной игрушки до надежного и незаменимого спутника в дороге. Технический прогресс наводнил рынки подобными системами настолько, что теперь каждый желающий может проверить в действии, что такое GPS-навигатор, найдя модель по своим потребностям и финансовым возможностям.

Несомненно, практически каждый автомобилист знаком с ситуацией, когда в дороге без карты просто не обойтись. Теперь атласы автомобильных дорог отступают на второй план, а возить их с собой имеет смысл только как резерв - на всякий случай (если откажет электроника).

Для чего нужен GPS-навигатор?

Основная функция GPS-навигатора заключается в определении вашего точного местонахождения. На цветном мониторе он покажет подробную карту местности, улицу, адреса расположения магазинов, бензоколонок, достопримечательностей и других необходимых автомобилисту объектов. Помимо этого, устройство выберет оптимальный маршрут и даже проведет по нему, предупреждая о возможных препятствиях на пути. Пропустили нужный поворот? Не нужно паники! Автомобильный GPS-навигатор быстро рассчитает и укажет альтернативный путь до пункта назначения. А чтобы водитель не отвлекался, почти в каждой разработке последних лет существует голосовой интерфейс, предупреждающий на русском языке о приближающемся повороте или смене маршрута.

Основные функции

Если устройство GPS-навигации оснащено функцией анализа информации о транспортных потоках и заторах на дорогах, то возможность наиболее оптимально миновать дорожные препятствия вам гарантирована. Особенно это полезно при пересечении незнакомых городов.

GPS-навигатор облегчает езду в ночное время. Он заранее предупреждает о каждом предстоящем повороте, изгибе и уклоне, что позволяет водителю вовремя реагировать на изменения дорожного рельефа.

Одна из серьезных проблем при движении по скоростному незнакомому шоссе - предварительный выбор полосы для последующего съезда в нужном направлении. Совершенный GPS-навигатор с легкостью подскажет, где и на какую полосу следует перестроиться.

Еще одна уникальная способность GPS-навигатора - это умение видеть дорожные знаки и вовремя предупреждать о их наличии. Так что неприятной встречи с дорожной полицией можно избежать, если какой-либо важный знак случайно остался вами не замечен.

Что лучше?

Многие часто задают вопрос: «Зачем покупать автомобильный GPS-навигатор, если в моем мобильном телефоне (коммуникаторе) все функции для связи со спутником уже реализованы?» Вопрос вполне уместный, если учесть, что задают его, как правило, люди, никогда не сидевшие за рулем.

Основное преимущество отдельного автонавигатора - это удобство пользования благодаря большому экрану. Согласитесь, что смотреть одним глазом на дорогу, а другим вглядываться в пятидюймовый смартфон - не совсем комфортно, да и небезопасно. Слышать заботливые подсказки автоответчика приятно, но куда лучше представлять себе картину пути наглядно, когда видно, где находишься и что ждет впереди. Сенсорный интерфейс позволяет управлять программой, водя пальцем по экрану, не отрывая от него взгляд. Конечно, в современных коммуникаторах и карманных компьютерах (КПК) тоже имеется такая возможность. И все бы ничего, если бы не маленький экран и слабочувствительный GPS-модуль.

Встроенный в автомобильный навигатор чувствительный GPS-приемник с мощной антенной позволяет более надежно принимать сигналы со спутника на всем пути следования.

Сердцем автонавигатора является современный процессор, специально разработанный для подобных систем (SIRFatlas) и максимально оптимизированный для анализа спутниковых навигационных сигналов. А это, в свою очередь, позволяет обрабатывать более емкую информацию, выводя на экран такие мелкие детали местности, которые не под силу расшифровать процессору мобильного телефона.

Дополнительные возможности

Автонавигаторы последнего поколения могут выступать в качестве монитора камеры видеонаблюдения, а также телеэкрана для просмотра спутникового телевидения. Звуковой выход можно подключить к автомобильной аудиосистеме, что позволит при помощи регулировки громкости и тембра отчетливо прослушивать навигационные подсказки автоответчика в любых шумовых условиях.

Если мы затронули такое устройство, как GPS-навигатор для автомобиля, то полностью описать его возможности как прибора, имеющего процессор и монитор, не удастся. С каждым днем эта техника модернизируется. И неудивительно, если скоро автонавигатор будет представлять собой мощный, адаптированный к автомобилю компьютер с возможностями, о которых мы можем только догадываться.

Если комфорт в путешествии и уверенность на дороге для вас - немаловажный фактор, то спутниковый GPS-навигатор - это то, чем вам следует обзавестись в первую очередь. Ведь современный мир с большой и емкой дорожной инфраструктурой усложняет жизнь водителям, вынужденным постоянно следить за дорогой, находясь порой в крайнем нервном напряжении. Приобретите достойный для себя электронный путеводитель - и когда-то напряженная езда по переполненным уличным магистралям превратится в отдых, а возможно, и в приятное развлечение.

Что представляет собой спутниковый навигатор, и действительно ли он так необходим, как об этом говорят? Многие современные автолюбители уже не мыслят себя без этого полезного устройства, считая GPS навигатор неотъемлемой частью своего автомобиля. Чем же вызвано такое благоговейное отношение?

Интересные факты о спутниковой навигации

К концу семидесятых годов Минобороны США запустило систему GPS в своих целях, обнаружив, что с помощью места расположения спутника и подаваемого им сигнала возможно с высокой точностью определить скорость движения и геолокацию объекта на земле. Кроме того, возможно и обратное действие – определение координат спутника в космосе по данным местонахождения человека.

Спустя некоторое время эта система внедрилась в обычную жизнь граждан, позволяя пользоваться ее преимуществами.

Факт! Первый навигатор для автомобилистов, обладающий способностью принимать информацию о транспортных коллапсах на дорогах, был презентован весной 2008 года компанией JJ-Group.

Навигатор JJ-Connect Autonavigator 4000W Traffic с предельной точностью выявлял зоны затрудненного движения транспорта и, автоматически составляя маршрут, давал рекомендации по наиболее оптимальному пути следования в сложившихся условиях.

Удобство использования спутниковой навигации в кратчайшее время было оценено автомобилистами.

Принцип действия

Для того, чтобы точно определить наземные координаты объекта, используется приемник сигналов, отправляемых со спутника системами типа ГЛОНАСС и GPS.

Анализируя полученную информацию, процессор, размещенный в устройстве, совершает точный расчет местонахождения данного прибора, расположенного на земле, указывая несколько величин:

• широту;
• высоту;
• долготу (в более редких случаях).

Процесс определения координат длится от пары секунд до нескольких часов. Скорость выполнения задачи зависит следующего ряда факторов:

• тип устройства;
• вид спутниковой системы;
• условия видимости спутника;
• геолокация спутника.

Нередки случаи невозможности точного определения местонахождения при неблагоприятных внешних условиях. Такими условиями может быть погода или расположение объекта вне зоны досягаемости спутника, например, под землей.

Прибор обладает встроенным GPS приемником, запрограммированным на определенную частоту, и постоянно взаимодействующим со спутником (или несколькими). Каждый радиосигнал содержит некие закодированные данные:

• о техническом состоянии спутника;
• о расположении спутника на земной орбите;
• о точном времени на каждый конкретный момент.

Последняя информация наиболее важна для получения координат объекта на земле с высокой точностью. В результате несоответствия отображаемого времени на спутнике, где установлены крупногабаритные высокоточные часы, и данных GPS приемника с обычными часами, первое время возникали существенные (до 200км) расхождения из-за невозможности полной синхронизации. Проблема решилась использованием трех спутников вместо двух. Благодаря пересечению волн с трех сторон определение местонахождения объекта стало возможным с точностью до двух метров.

В современном мире спутниковые GPS навигаторы повсеместно устанавливаются в автомобилях. Технические возможности позволяют использовать электронные карты, показывающие на экране часть местности, окружающей навигатор. GPS карты следует загружать в устройство самостоятельно, с учетом своего постоянного места пребывания либо геолокации в конкретный период времени.

Характеристики и топ навигаторов

Существует огромное количество навигаторов различного ценового диапазона. В качестве примеров можно привести такие зарекомендовавшие себя модели, входящих в топ лучших по опросам потребителей:

• Prology iMap-7300;
• LEXAND SA5 HD+;
• Navitel G500;
• Prology iMap-5600 Black;
• Navitel А735;
• Garmin NuviCam LMT Rus;
• TomTom GO 6000;
• Garmin Nuvi 2595LT;
• Garmin nuvi 55LMT;
• Prestigio GeoVision 5056.

Стоимость одной единицы варьируется от 4 до 80 тысяч рублей, в зависимости от технических характеристик и возможностей устройства.

Разработчики проявляют максимум изобретательности при создании спутниковых приемников. Бюджетные модели обладают стандартными функциями, тогда как устройства класса премиум могут включать в себя ряд дополнительных возможностей такого характера:

• емкий аккумулятор;
• сенсорный дисплей свыше 6 дюймов;
• встроенная память не менее 4 ГБ;
• новейшая операционная система Windows, исключающая зависание и торможение процесса;
• встроенный видеорегистратор;
• модуль Bluetooth.

Но это еще не весь функционал, возможны следующие дополнения:

• совместимость со смартфонами любых моделей;
• большой набор объектов POI;
• встроенные карты 3D с возможностью бесплатного обновления;
• поддержка внешних USB-модемов;
• видеоигры;
• автоматизированные предупреждения.

Говоря о предупреждениях, стоит заметить многообразие данной услуги. Это могут быть автоматизированные подсказки различного рода:

• о кафе и ресторанах;
• о приближающейся достопримечательности;
• о гостиницах;
• о больницах;
• о станциях технического обслуживания;
• о мойках и АЗС.

Кроме того, в устройствах имеется ряд важных предупреждений:

• о поворотах (что особенно удобно в ночное время);
• о приближении поста дорожной госавтоинспекции;
• об установленной на пути следования видеокамере;
• о произошедшей аварии и автомобильной пробке.

Последнее качество особенно ценится водителями. Помимо предупреждений, система автоматически выстраивает оптимальный маршрут следования с учетом возникающих на пути препятствий следующего типа:

• знаков объезда;
• знаков ограничения движения (кирпич);
• ремонтных работ;
• вышедшего из строя светофора.

Удобство использования спутникового устройства ежедневно подтверждается автолюбителями. Особым преимуществом данного прибора, помимо автоматизированных подсказок, является 3D карта. Постоянная видимость собственного маршрута следования на экране приемника придает водителю уверенность. Конечно, можно самостоятельно отклониться от предлагаемого маршрута, однако в течение нескольких секунд навигатор предложит новый путь с учетом возникших обстоятельств.