GPS в простом изложении
Глобальная система определения координат GPS. Сейчас это вполне привычный термин, говорящий сам за себя. Именно благодаря этой системе каждый желающий может позволить себе покупку сравнительно недорогого прибора для определения своего местоположения. Все стало таким простым и доступным. Достаточно включить, подождать немного и все – вы знаете, где находитесь, что находится поблизости, как добраться до нужного места и как далеко до него. В городе для вас доступна информация обо всех значимых объектах, о наличии пробок на пути и даже подсказки о том, как их избежать. На природе у вас всегда под рукой карта местности, водоемы, переправы и дороги. И все это благодаря маленькому недорогому приборчику и огромной многомиллиардной спутниковой системе, круглосуточно работающей в том числе и на нас, простых смертных. Так что же это за пресловутая система космического масштаба?
Все началось с Министерства обороны США. В 70-х годах прошлого века была развернута и успешно реализована программа Global Posicioning Sistem, призванная определять точное местоположение военных объектов. Чуть позже – в 80-х годах – правительство США приняло решение о том, что система должна быть доступна и гражданским службам. Поначалу, это было сделано с некоторыми ограничениями – искусственно занижалась точность определения местоположения объектов, но теперь все ограничения сняты и демократия торжествует.
Теперь немного о работе этой системы. Принцип достаточно прост. Для его понимания достаточно знаний по начальной геометрии. Помните, если из двух точек с известными координатами провести две пересекающиеся окружности, они пересекутся в двух точках? Координаты этих точек легко рассчитываются уже математически. А пересечение трех окружностей из 3-х известных точек уже определяет с некоторой вероятностью координаты зоны их пересечения.
Справедливо и обратное: зная расстояния до трех и более точек с известными координатами, вы можете с достаточно высокой точностью определить свои. Конечно, это не просто сделать, имея на руках ручку и блокнот, но, если у вас есть хотя бы калькулятор и набор формул, задача заметно упрощается, а если у вас будет навигатор (который собственно и предназначен для таких расчетов), вам останется лишь воспользоваться готовыми результатами. Более того, те же исходные данные позволяют определить еще и высоту над уровнем моря. Спутники (их должно быть 24 плюс 3-4 «запасных» на всякий случай) располагаются на соответствующих орбитах с таким расчетом, чтобы в любой момент времени из любой точки земли было видно хотя бы 3 из них.
Осталось узнать, как определяется расстояние до спутника. Тут тоже все просто. Достаточно знать скорость света (все еще школьная физика) и время, которое потребовалось, чтобы сигнал добрался от спутника до вашего GPS-приемника. В момент отправки в сигнале прописывается время отправки, а при получении, приемник проверяет время его получения и вычисляет разницу. Имея скорость и время, не трудно вычислить расстояние.
Есть еще масса нюансов, связанных с точностью, отклонениями спутников от орбиты, стационарными станциями корректировки, синхронизацией времени и поправками местоположения. Этих вопросов мы касаться не будем. Я упоминаю их лишь для того, чтобы читателю стали более понятны некоторые особенности работы навигаторов.
Дело в том, что геопривязка в навигаторе проходит в два этапа. Сначала выполняется поиск всех доступных спутников в зоне видимости. На это уходит некоторое время, зависящее от погоды, количества спутников, типа приемника (точнее числа каналов) и «открытости» местности. Информация о координатах найденных спутников сохраняется в приборе и остается актуальной в течение нескольких часов. Со временем спутники перемещаются, и информацию о них следует обновить. Это так называемые данные «альманаха», а сам процесс получения этих данных – «холодным» запуском. Если при включении навигатора в нем хранится актуальная информация «альманаха» - запуск называется «теплым» и занимает намного меньше времени.
Вторым этапом является получение уточненной информации, учитывающей отклонения спутников от орбиты. Этот блок уточнений называется «эфимерисом». Только после получения этих двух блоков информации навигатор готов рассчитать свои координаты с заданной точностью.
Теперь наш навигатор получил все данные и рассчитал свои координаты. А дальше все зависит от самого прибора, его назначения, размеров и прочих тонкостей потребительского вкуса. В зависимости от этих данных можно выполнить привязку на графической карте местности или фотоснимке со спутника, можно записать и потом воспроизвести все перемещения , запомнить координаты любых точек на пройденном пути или рассчитать направление или даже кратчайший путь с привязкой к дорогам до заданной координаты на местности. В общем, в каком виде представить полученную информацию и как ею воспользоваться уже задача не космического масштаба.
Что касается выбора конкретной модели навигатора, то это целая тема для отдельной статьи. Главное, вы теперь знаете, что такое GPS навигация, как она работает и где ее можно применить. Надеюсь, эта информация окажется для вас полезной.
Ну а в случае поломок вашего устройства, обращайтесь в компанию "Победа-сервис", которая производит ремонт навигаторов любых моделей и производителей.