Навигационный приемник

GPS-приёмник Magellan Blazer 12

GPS-приёмник — радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками группы NAVSTAR.

Максимальная точность измерения составляет 3-5 метров, а при наличии корректирующего сигнала от наземной станции — до 1 мм (обычно 5-10мм) на 1 км расстояния между станциями (дифференциальный метод). Точность коммерческих SBAS и местных систем передачи поправок точность может быть повышена до 1-2 метров по горизонтали. До 1 мая 2000 года точность искусственно занижалась путем внесения в передаваемые спутником данные помех.

На базе GPS-приёмников создаются как самостоятельные устройства — GPS-навигаторы, GPS-трекеры, имеющие собственный процессор для необходимых расчётов и (в основном, у навигаторов) дисплей для отображения информации, и GPS-приставки к КПК и ноутбукам, которые бывают беспроводные (BlueTooth) и проводные (RS-232). Последние также жаргонно называют GPS-мышками из-за внешнего сходства с компьютерными мышами. Помимо этих устройств, для GPS-навигации используются онбордеры (встроенные автомобильные компьютеры).

Оборудование условно делится на пользовательское и профессиональное. Профессиональное отличается качеством изготовления компонент (особенно антенн) и ПО, поддерживаемыми режимами работы (например RTK, binary data output), рабочими частотами (L1+L2), алгоритмами подавления многолучевости, солнечной активности (влияние ионосферы), поддерживаемыми системами навигации (например ГЛОНАСС приёмники) и, разумеется, ценой.

Пользовательские приёмники

Помимо собственно широты, долготы и высоты такой GPS-приёмник способен сообщить:

• точное время (некоторые приёмники имеют выход PPS);
• ориентацию по сторонам света (в моделях без встроенного компаса — только направление скорости при движении);
• высоту над уровнем моря (при условии приёма сигнала более четырёх спутников или при наличии встроенного баровысотомера);
• направление на точку с координатами, заданными пользователем;
• текущую скорость, пройденное расстояние, среднюю скорость;
• данные с информацией о состоянии дороги — пробки, дорожные работы и т. д. (в моделях, оснащённых TMC-приёмником и при наличии службы Канал автодорожных сообщений)
• текущее положение на электронной карте местности (модели, оснащённые картами).
• текущее положение относительно трека.

Информация о пути перемещения (трек) может быть скопирована в файл, а затем передана (в частности, через Интернет) другим пользователям GPS, желающим двигаться тем же маршрутом (см. GPS трекер).

При использовании GPS-приставки информация выводится на КПК, сотовый телефон или компьютер, к которому подключена эта приставка с помощью навигационного программного обеспечения. Физически соединение, как правило, осуществляется через последовательный порт (USB, Garmin, Magellan и другие) либо производителя GPS-чипсета (Magellan, Sirf, NMEA.

Карты в GPS-навигаторах

Наличие карты существенно улучшает пользовательские характеристики навигатора. Навигаторы с картами показывают положение не только самого приёмника, но и объектов вокруг него.

Все электронные GPS-карты можно поделить на два основных типа — векторные и растровые.

Растровые карты — это самый простой и доступный тип карт. Фактически это изображение местности, к которому привязываются географические координаты. Масштаб растровой карты напрямую зависит от исходного варианта; или это фотография со спутника, или отсканированная бумажная карта. В России лучше всего представлены растровые карты крупных городов, для других районов карты найти проблематично. Также есть проблема привязки координат карты к координатам, выдаваемым приёмником (проблема датума). На платформах PC и Windows Mobile для использования растровых карт доступна популярная программа OziExplorer. Так же огромный массив растровых (фотографических, и растеризованных векторных) карт и средства работы с ними, включая поддержку работы с GPS-приёмниками, предоставляют такие интернет-сервисы, как Карты Google.

Векторные карты представляют собой базу данных, где хранится информация об объектах, их характеристиках и взаимном месторасположении, географических координатах и прочем. В картах могут храниться разнообразные характеристики местности: горы, реки, озера, впадины, дороги, мосты, уровни антропогенных загрязнений, типы растительности, расположение линий ЛЭП. Также многие подробные карты хранят множество таких объектов как заправки, гостиницы, кафе и рестораны, стоянки, посты дорожной полиции, запрещённые к проезду зоны, достопримечательности и памятники, культурные артефакты, больницы.

Поскольку в них не содержится объёмных графических изображений, места в памяти они занимают гораздо меньше, чем растровые и быстрее работают. Безусловным преимуществом векторных карт, является возможность искать на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, автозаправки и прочие необходимые путешественнику места. Кроме того, векторные карты позволяют показывать разную детализацию объектов при отображении карты в разных масштабах.

Существуют навигационные системы, позволяющие пользователю дополнять карты навигатора своими собственными объектами.

В специализированных автомобильных GPS-навигаторах существует возможность прокладывать маршруты по векторной навигационной карте — с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже дорожных пробок. Такие карты в России (по информации на сентябрь 2008) есть только для крупных городов:

• Москва;
• Санкт-Петербург;
• Екатеринбург;
• Калининград;
• Калуга;
• Краснодар;
• Ростов-на-Дону;
• Ставрополь;

Их количество и качество со временем увеличится, но не быстро, так как хорошо делать карты весьма трудоёмко.

При подготовке туристических походов в ряде случаев осмысленным является рисование собственных карт района будущего путешествия. Такая карта рисуется с помощью специализированного векторного графического редактора — и может быть сохранена в векторном формате, пригодном для загрузки в GPS-приемник. Таким образом, количество и качество туристических карт для GPS также со временем растет.

См. также

• GPS-трекер
• GPS мониторинг транспорта

• Основные производители

  Основные производители GPS-чипсетов:

  • SiRF
  • U-blox
  • • ThinkWare
    • Magellan
    • Tom-Tom
    • Mitac
    • JJ-connect
    • Navigon
    • xDevice

    Основные производители профессиональных (в том числе геодезических) приёмников:

    • Magellan (ранее Ashtech)
    • Leica
    • Javad
    • NovAtel
    • ОАО "РИРВ"

    Картографическое ПО для навигаторов и сотовых телефонов с GPS

    • Nav N Go (en) (второе название -- iGO)
    • Be On Road
    • OziExplorer
    • Google maps

    Ссылки

    • Геодезические приёмники фирмы Leica(англ.)
    • GPS-GLONASS-GALILEO приёмники фирмы Javad(англ.)
    • Приёмники фирмы (англ.)
    • Профессиональные приёмники фирмы Magellan(англ.)
    • Геодезические приёмники фирмы Topcon(англ.)
    • Использование GPS навигатора и бумажных карт(рус.)
    • А. Пуриков «Как залить карту в GPS» (рус.)
    • Неофициальные gps карты (рус.)