GPS для чайников

Для начала, что это такое и с чем его едят

GPS — (global positioning system, не путать с GPRS, General Packet Radio Service, технологией передачи данных по сетям сотовой связи) — система, позволяющая определить местоположение объекта на земной поверхности и в воздухе.

Система основана на том, что некоторое количество искусственных спутников земли излучают сигналы на заданной частоте, которые могут улавливаться приёмником (пользовательским устройством), и посредством некоторых математических расчетов преобразовываться в навигационные координаты (широту и долготу).

Более подробные технические и математические основы работы системы простого пользователя как правило не интересуют, поэтому скажу, что их достаточно легко найти любой поисковой системой (Yandex, Google, Rambler и т.п.). Начать можно отсюда - http://ru.wikipedia.org/wiki/GPS

также очень много статей по этой теме находится вот тут:

http://v-dorogu.narod.ru/article.htm

С обывательской точки зрения это выглядит как некий индикатор на экране приёмника, отображающий его координаты в текущий момент.

Собственно навигационная система состоит из четырёх компонентов

а) спутники

б) приёмник

в) навигационное ПО (программа для windows/windows mobile/symbian/android и т.д., либо прошивка устройства)

г) карты

Точность определения координат:

Чем больше спутников «видит» приемник, тем больше точность. В современных приёмниках число каналов (и соответственно максимум видимых спутников) — не менее 12.

Чем меньше помех при прохождении сигнала до приёмника, тем больше точность. Помехи могут возникать от зданий, деревьев, даже от плотных облаков. В подвале или даже в обычной городской квартире свои координаты определить практически невозможно, только если положить приёмник у окна.

Максимальная точность, наблюдавшаяся мной на открытой местности — 3 метра.

Примечание: спутники передают сигнал на двух частотах, гражданские приемники принимают только первую, вторая частота зашифрована, её принимают только военные/научные приёмники, и она обеспечивает точность на порядки выше (знакомый геофизик рассказывал, что отслеживает миллиметровые движения пластов земной коры)

Практическое применение системы:

1. запись трека

2. прокладка маршрута (роутинг)

3. поиск объектов

последние две возможности зависят от используемой (загруженной в приёмник) карты.

О картах

Карта карте рознь, думали поляки,

роясь в котомке Ивана Сусанина.

Все многообразие карт для GPS-приёмников можно разделить на два больших класса — растровые и векторные. Примеры растровых карт — сканированные бумажные карты в формате JPG (или любом другом графическом формате), снимки GoogleMaps, Яндекс.Карты и т.п. В векторных картах любой объект (город, улица, река, озеро, и т.п.) задаётся координатами своих узлов, и может иметь дополнительные характеристики, например название, и некоторые другие, которые как раз обеспечивают специфические свойства векторной карты — возможность прокладки маршрута и поиска объекта по названию и адресу.

Минусы растровой карты — в ограниченности масштабирования без потери качества, и в занимаемом объёме, в плюс можно занести относительную простоту получения — надо отсканировать бумажную карту и проделать процесс так называемой «привязки», когда конкретным точкам растра присваиваются географические координаты. Снимки GoogleMaps тоже можно «склеивать» и получать растровые карты больших площадей.

Кроме этого, можно выделить особое явление, характерное только для России - «официальные» и «неофициальные» карты. «Официальные» карты поставляются либо производителями навигационных программ/приёмников (Навител, Навиком), либо независимыми картографическими организациями (Navteq, Teleatlas и т.п.). «Качество», а точнее практическое отсутствие покрытия официальными картами части России, условно называемом «замкадье», а также появление в широком доступе достаточно простого в освоении картографического редактора (GPSMapEdit) привело к появлению огромного количества карт неофициальных, которые создаются любителями-самоучками (типа меня). Такие карты в подавляющем большинстве случаев точнее и полнее официальных, и как правило бесплатны (по той простой причине, что продажа карт требует наличия весьма дорогой лицензии на картографическую деятельность).

О программах

Конкретный набор возможностей зависит от приемника.

Если приемник «железный» (Garmin, Magellan и т.п.) - определяется возможностями прошивки аппарата, заложенными в неё производителем.

Если приемник внешний или встроенный — всё определяется программой, установленной в устройство, к которому/в которое он присоединён/встроен.

Принцип работы:

Любая навигационная программа с интервалом 5 секунд получает от приёмника текущие координаты. Что она с ними делает дальше, это вопрос второй. Варианты действий:

1. отсылает эти координаты по SMS

2. перемещает точку, соответствующую текущему положению приёмника, на электронной карте.

3. записывает координаты этой точки в память — в так называемый трек, который потом можно анализировать на компьютере.

Как вариометр GPS-приемник использовать можно, но с тем ограничением, что все показатели скорости/скороподъемности (как горизонтальной, так и вертикальной) рассчитываются и отображаются приемником с интервалом примерно 5 секунд.

Пользование GPS в самолётах.

GPS-приёмник сам по себе НИЧЕГО не передаёт, поэтому его спокойно можно включать в любой момент полёта. Другое дело, что корпус самолёта довольно хорошо экранирует сигналы спутников, и нормальный приём возможен только у окна.