GPS-приёмник

GPS-навигатор Magellan Blazer 12

GPS-приёмник встроенный в iPhone

GPS-приёмник — радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками группы NAVSTAR. В России с развитием системы ГЛОНАСС начался серийный выпуск ГЛОНАСС-приёмников рядом конструкторских бюро и организаций.^[1][2]

Максимальная точность измерения составляет 3—5 м, а при наличии корректирующего сигнала от наземной станции — до 1 мм (обычно 5—10 мм) на 1 км расстояния между станциями (дифференциальный метод). Точность коммерческих GPS-навигаторов составляет от 150 метров (у старых моделей при плохой видимости спутников) до 3 метров (у новых моделей на открытом месте). Кроме того, при использовании систем 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.^[3]

Классификация

Устройства, использующие в своей работе сигнал со спутников GPS, можно разделить на профессиональные, обладающие высокой точностью определения местоположения и бытовые. Первые в основном используются в военных целях, для геодезии и картографии, а вторые получили широкое применение в различных сферах современной жизни.

Профессиональное GPS оборудование отличается качеством изготовления компонентов (особенно антенн), используемым программным обеспечением (ПО), поддерживаемыми режимами работы (например RTK, binary data output), рабочими частотами (L1 + L2), алгоритмами подавления интерференционных зависимостей, солнечной активности (влияние ионосферы), поддерживаемыми системами навигации (например NAVSTAR GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou), увеличенным запасом электропитания и разумеется, ценой.

Основа любого GPS-приемника — это чипсет, на котором он работает. Долгое время все приёмники выпускались с 12-канальными чипсетами. Кроме того, что 12 каналов не достаточно для быстрого «Холодного старта» — первоначального определения своего местоположения, такие приёмники нуждались в открытом небе, так как работали только с прямой видимостью спутников (минимум 3; чем больше, тем точнее). На сегодняшний день все подобные приёмники считаются устаревшими и сняты с производства.

GPS приёмники для широкого круга пользователей можно классифицировать следующим образом:

• портативные устройства — автомобильные (отдельное портативное устройство или встроенное в транспортное средство в качестве бортового компьютера (онбордера)), туристические, спортивные;
• встроенные как функциональный узел в другие устройства — в КПК, ноутбук или мобильный телефон;
• GPS-трекеры, GPS-логгеры, которые ведут запись и передачу координат на серверный центр и используются для спутникового мониторинга автомобилей, людей, других объектов.

Первые имеют собственный процессор для выполнения навигационных функций, а вторые, даже будучи оснащёнными собственными GPS чипсетами, используют для своей работы навигационные приложения, предназначенные для конкретной операционной системы основного устройства. Как правило GPS-трекеры и GPS-логгеры не оснащаются собственными дисплеями для отображения информации, и служат исключительно для сбора, передачи и хранения данных, которые впоследствии могут быть обработаны и использованы в самых разных целях, например для спутникового мониторинга автомобилей.

GPS-навигаторы

Основная статья: GPS-навигатор

Подавляющее большинство автомобильных и портативных GPS-навигаторов представляют собой устройство (англ. Shuttle Missions), в котором присутствуют несколько важных компонентов, от которых во многом зависит точность и качество работы прибора:

• GPS чипсет — процессор, самая важная часть любого навигатора.
• GPS-антенна
• Дисплей
• Память Оперативная, BIOS и Flash-память
• Операционная система
• Навигационная программа

Современные автомобильные навигаторы способны прокладывать маршрут с учётом организации дорожного движения и осуществлять адресный поиск. Они могут обладать обширной базой объектов инфраструктуры, которая служит для быстрого поиска пунктов общественного питания, автозаправочных станций, мест для стоянок и отдыха. Некоторые модели способны принимать и учитывать при прокладке маршрута информацию о ситуации на дорогах, по возможности избегая серьёзных транспортных заторов. Данные о пробках могут быть получены навигатором посредством мобильной связи, по GPRS протоколу или из радио эфира по каналам RDS диапазона FM.

Портативные туристические навигаторы предназначены для туризма (водного, горного, пешего) и активного отдыха. Как правило такие навигаторы имеют водонепроницаемый корпус по стандарту (IPX7), способны работать и принимать спутниковый сигнал в самых сложных условиях густого леса и горной местности. Они подразумевают возможность использования специальных топографических карт местности. Кроме того, некоторые модели оснащаются дополнительными возможностями, которые могут пригодиться в дальнем походе, среди которых магнитный компас и барометрический высотомер.

GPS-трекеры

Основная статья: GPS-трекер

Отличительной особенностью GPS-трекеров можно считать GPS-приёмник, совмещённый с системой электропитания и набором программных интерфейсов, которые не выполняют самостоятельных расчётов и предназначены для регистрации спутниковых сигналов и передачи результатов измерения в устройство обработки, например компьютер или серверный центр. По способу подключения такие приёмники бывают беспроводные GPRS, SMS, спутниковые, Bluetooth^[4], Wi-Fi^[5], и проводные (USB^[5], RS-232^[5], PS/2^[6])^[7]. В связи с удешевлением GPRS трафика проводные и Bluetooth трекеры используются всё реже.

Пользовательские приёмники

Помимо собственно широты, долготы и высоты современный 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 (маршрута).

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.(подробнее...)

При использовании GPS-приставки информация может быть выведена на КПК, сотовый телефон или компьютер, к которому подключена эта приставка с помощью навигационного программного обеспечения. Физически соединение, как правило, осуществляется через последовательный порт (RS-232, USB, Bluetooth). Для связи GPS-приёмника с компьютером может использоваться двоичный (текстовый) протокол производителя приёмника (Garmin, Magellan и другие), либо производителя GPS-чипсета (Magellan, Sirf, Trimble и другие), при этом абсолютное большинство GPS-приёмников поддерживают обмен информацией с помощью текстового протокола NMEA.

Основные производители

Отделение раздела Возможно, необходимо отделить раздел в новую статью, и там раскрыть эту тему подробнее.

Основные производители GPS-чипсетов:

• SiRF — SiRF — SiRFstar III, SiRFatlasIV, SiRFatlasV
• U-blox
• Trimble Navigation
• Nemerix
• Mediatek — MediaTek — MTK, MTK-II, MT3329
• Javad

Основные производители GPS/ГЛОНАСС-чипсетов и модулей:

• М2М телематика — ГеоС-1, ГеоС-1М, ГеоС-3^[8]
• Спирит Телеком — DuoStar-2000
• КБ «Навис» — NV08C-MCM-M (поддерживается ГЛОНАСС, GPS, GALILEO и COMPASS)^[9]

Основные производители приёмников для массового применения:

• Garmin
• GlobalSat
• teXet
• GlobusGPS
• iBlue
• Novacom Wireless
• JJ-Connect
• Holux
• Magellan Navigation
• Mitac
• Navigon — Navigon
• Qstarz
• ThinkWare
• TomTom
• TSI 
• xDevice

Основные производители профессиональных (в том числе геодезических) приёмников:

• Ashtech, ранее Magellan Professional, ранее Thales Navigation.
• Javad
• Leica
• NovAtel
• Trimble Navigation
• Topcon
• Sokkia
• Septentrio
• МКБ «Компас»
• ОАО «РИРВ»
• ОАО "НИИ КП"

Отделение раздела Возможно, необходимо отделить раздел в новую статью, и там раскрыть эту тему подробнее.

Картографическое ПО для навигаторов и сотовых телефонов с GPS:

• Maps.ua
• Навиком
• Nav N Go (en) (второе название — IGO)
• Be On Road
• OziExplorer
• Автоспутник
• Навител Навигатор
• ПроГород
• Visicom
• СитиГид
• PocketGIS
• TourMap
• Microsoft AutoRoute
• Navigon

Поставщики информации о загруженности дорог (трафик, пробки) для навигаторов:

• Навиком Трафик для навигаторов Garmin
• Яндекс пробки для мобильных телефонов
• СитиГид

См. также

• GPS
• GPS-трекер
• GPS-навигатор

Примечания

1. ↑ NV08C-MCM-M — чип для будущих навигаторов ГЛОНАСС :: Железо :: Новости :: CyberStyle.ru
2. ↑ CNews: Первые коммуникаторы с ГЛОНАСС почти готовы. ФОТО
3. ↑ GPS-гонка: России не хватает спутников, cnews.ru, 4 июня 2003 г
4. ↑ Беспроводной модуль GPS Nokia LD-3W. Описание.  (рус.). Nokia. — Описание товара на сайте производителя. Архивировано из первоисточника 25 июня 2012. Проверено 17 ноября 2009.
5. ↑ ^{1 2 3} NavSync Integrated GPS Modules. Product list.  (англ.). NavSync. — Каталог продукции. Архивировано из первоисточника 25 июня 2012. Проверено 17 ноября 2009.
6. ↑ MR-350 Cable GPS. Product description.  (англ.). Globalsat Technology. — Описание товара на сайте производителя. Архивировано из первоисточника 1 июня 2012. Проверено 17 ноября 2009.
7. ↑ Автомобильные контроллеры
8. ↑ ГЛОНАСС — очередная битва титанов
9. ↑ КБ «Навис»: до однокристального чипа остался один шаг