GPS: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить

Выяснилось, что система GPS (Global Positioning System — Система глобального позиционирования) разработана и внедрена военными из США, «повесившими» вокруг земного шара 24 спутника так, чтобы американский солдат, корабль или самолет мог в любой точке земного шара определить свои точные координаты. Система была открыта и для «штатских», но с сильным загрублением показаний приемника (в этом году военные сняли ограничение точности). Принцип системы глобального позиционирования базируется на определении расстояния до спутника по временной задержке сигнала от него. На спутниках установлены атомные часы, выдающие в эфир «сигналы точного времени». Таким образом, для определения физического положения приемника требуется 3 спутника (при условии, что в приемнике тоже атомные часы) и 4 спутника — если часов нет (а их и быть не может). Кроме того, спутники гонят информацию о себе, своих координатах, отклонениях от орбит и прочую сложную ерунду, которая обрабатывается приемником. Ну а чтобы повысить точность определения координат, используется система дифференциальных поправок. Эта услуга оказывается за деньги и России в целом не грозит (нужна сеть станций с известными координатами, которые транслируют информацию для приемников на радиочастоте — пока эта роскошь доступна только питерцам).

Начитавшись разного ликбеза по вопросам спутниковой навигации, я стал окончательным поклонником систем GPS и даже самоуверенно решил завести домен с именем gps.ru, чтобы нести просвещение в массы. Оказалось, что домен такой существует, да еще как! Наличие мощной тусовки в России несказанно удивило. Обнаруженная конференция на сайте gps.boston.ru поразила опытными знающими людьми и дельной информацией о самых разных аспектах Глобального Позиционирования.

Здесь, в частности, выяснилось, что походники давно используют карманные приемники для прокладывания маршрутов и четкого их прохождения. Охотники и рыболовы отмечают координаты заветных охотничьих и рыбных местечек, а автотуристы обмениваются маршрутами с указанием автозаправок и, что сильно рассмешило, гаишников с радарами. Кроме того, существуют геодезические ресурсы, объясняющие любителям основы картографических премудростей. Однако, наряду с радостным изумлением, начало возникать чувство опасения, что все прелести карманных навигаторов — это зачастую рекламная пропаганда. Выяснилось, что приемник должен видеть большую часть неба со спутниками, причем в прямой видимости их должно быть не менее четырех, иначе возможны сильные погрешности. Что в лесистой местности, а так же в узких улочках с высокими домами, где небо плохо просматривается, приемник может и вовсе «потерять координату». В городах возможно и большое количество радиопомех, мешающих уверенному приему. Все эти облачка начали заслонять сияющее солнце GPS.

Теоретические опасения

Первым опасением на пути внедрения спутниковой навигации в жизнь дилетанта был вопрос чувствительности и надежности работы прибора. Если в улочках старого города или в лесу, электронный Сусанин посчитает миссию выполненной, то убить его — значит, в лучшем случае, потерять несколько сотен долларов, а в худшем — получить большие проблемы с выходом, в прямом смысле, из создавшейся ситуации.

Второй вопрос связан с точностью карт. Наученный горьким опытом блуждания по картам автодорог в совершенно незнакомой местности, я с полным основанием мог предположить, что нарисованные ниточки улиц могут довольно приблизительно соответствовать их реальному географическому расположению. Если на карте в один прекрасный момент вы «перескочите» с одной улицы на другую, то в навигации запутаетесь точно. Короче говоря, надо было узнать, насколько документально карты отображают реальную картину местности.

Однако если выяснится, что точные карты действительно соответствуют, или только хорошие (военные) карты дают исчерпывающий ответ, то надо придумать, где их достать. При этом нужно быть уверенным, что в любом месте (будь то Европа, Подмосковье или Архангельская область) под рукой окажется тщательно проработанный картографический материал. Вот с какими мыслями я приступил к расспросам специалистов, а потом и к исследованиям конкретной аппаратуры.

Анализ программного и аппаратного обеспечения

Бытовые приемники можно условно поделить на три группы:

• Первая, самая малочисленная, представляет собой «датчики», которые принимают спутниковую информацию, обрабатывают ее и в виде стандартизованных записей выдают в порт компьютера.

• Во вторую группу входят устройства с жидкокристаллическим дисплеем, отображающие маршрут, отслеживающие путь, направление и скорость движения и пр. Таким образом, оставив у дороги машину и запомнив в GPS-приемнике ее местоположение, можно смело удаляться в чащу, бродить там сколько душе угодно и помечать устройством разные грибные места, затем спокойно вернуться по проложенному треку к машине, а через год безо всяких трудностей повторить процедуру, пользуясь сохраненной информацией о навигационных точках (waypoints).