Промышленные устройства

 

Навигаторы системы GPS

По международной терминологии такие устройства называют Global Positioning System (GPS) — глобальной системой определения места (позиционирования). Она работает 24 часа в сутки, не зависит от погоды и может использоваться во всем мире для точного передвижения по земле, на воде и в воздухе, причем совершенно бесплатно. В отличие от спутниковой связи, спутниковая навигация не требует абонентской платы, так как ее работа уже оплачена налогоплательщиками США. Эта универсальная система удобна не только профессиональным военным, летчикам, туристам, но и рыбакам — всем тем, кто вынужден много перемещаться и в целях собственной безопасности должен точно знать свое местоположение. Теперь идущие на лодке рыболовы смогут возвращаться к своему любимому месту на озере или реке вместо поиска нового. Незаменим такой прибор и во время сильного тумана.

Принцип работы

Работа таких устройств основана на приеме сигналов со специальных спутников, находящихся в космосе на расстоянии не менее 18 000 км от поверхности земли. Всего в этой системе, называемой еще NAVSTAR, одновременно работает 24 спутника, расположенных на шести разных орбитах — они управляются с наземных станций слежения. Каждый спутник весит более 500 кг и постоянно движется со скоростью около 3 км/с, совершая два полных оборота вокруг планеты менее чем за 24 часа. Их орбиты выбраны так, чтобы в любой точке на поверхности земли можно было принять сигналы сразу от нескольких спутников (иногда число «видимых» GPS-приемником спутников доходит до 8... 10).

Истерия появления GPS

Электронную систему космической навигации NAVSTAR начали разрабатывать в начале 1970-х годов по заказу министерства обороны США (оно же является ее собственником и поддерживает в рабочем состоянии). Первые спутники, входящие в состав системы, были запущены в 1978 году — этот год и считается рождением GPS. Первоначально навигационные спутники предназначались для военного использования, но правительство США довольно быстро поняло огромные возможности, предоставляемые такой системой для гражданского и коммерческого применения. С 1983 года спутниковые навигаторы стали доступны всем желающим. Но с целью предотвращения неблагоприятных враждебных действий против территории США с использованием их же собственной навигационной системы отдел министерства обороны первоначально создал два кода передачи: для военного использования и для применения в гражданских целях.

Точность определения координат

Основное ограничение на точность работы системы GPS до недавнего времени было наложено военными путем введения так называемого селективного доступа (SA — Selective Availability). SA — это преднамеренное снижение точности гражданских GPS-навигаторов до 100 м, осуществляемое министерством обороны США, хотя принципиально точность может достигать нескольких сантиметров. Со 2 мая 2000 года президент США отменил «режим селективного доступа». С этого момента точность определения координат бытовыми навигаторами стала лучше 10 м, впрочем, при обострении ситуации в мире в любой момент SA может быть опять введен (это условие оговаривается в руководстве пользователя при покупке GPS-приемника).

Особенности применения

Все портативные навигаторы по конструктивному исполнению можно разделить на два типа: стационарные, постоянно устанавливаемые на машине или катере (у них, как правило, антенна к приемнику сделана в виде отдельного узла, по размерам чуть больше спичечного коробка, который подключается кабелем к основному блоку), и переносные, где все узлы находятся в одном герметичном корпусе. Портативные переносные навигаторы системы GPS похожи по форме на сотовый телефон, Только корпус немного толще. Такое устройство имеет небольшой вес и легко помещается в кармане. На рис. 3.10 показан внешний вид портативных переносных GPS-приемников разных фирм. Основные параметры, такие, как точность определения координат, у всех моделей одного класса одинаковые, а отличие заключается только в размерах (дизайне), типе источника питания, диапазоне допустимых рабочих температур и сервисных функциях (число запоминаемых точек маршрута, наличие встроенного картографирования местности и др.), а также комплектацией аксессуаров. Выпускаются приспособления для крепления приемника в машине или велосипеде, источники питания от автомобильного аккумулятора и многие другие.

Как пользоваться навигатором

GPS-приемник будет работать везде, кроме мест, где есть экранирующие препятствия, мешающие принимать спутниковые сигналы, этакими являются здания, подвалы, пещеры и т.п. Если обзор неба ограничен (скалы, строения, густая листва или другие массивные препятствия), сигналы спутников могут быть сильно ослаблены и приемнику потребуется больше времени для определения точного положения. Держать прибор в руке надо так, чтобы антенна была направлена вверх, — это улучшит прием (в некоторых моделях антенна может вращаться — в этом случае достаточно направить вверх только ее).

Выбор для себя навигатора

Так как у каждого пользователя свои задачи, универсального совета, который подойдет для всех, быть не может. Руководствоваться надо здравым смыслом, ведь каждая из выпускаемых моделей GPS-приемников находит своего покупателя. К тому же нет принципиальной разницы между моделями одного класса (ценовой группы), но производимых разными фирмами. Все они обеспечивают одинаковую точность определения координат, но есть большие отличия в сервисных функциях и скорости обработки информации, т. е. времени получения первоначального результата при включении прибора. Большинство приборов определяет первоначальное место, в среднем в течение 1...3 мин. Скорость реакции на изменение направления движения даже меньше. Количество путевых точек, которые могут храниться в памяти прибора, обычно составляет 200...500, что тоже вполне достаточно для большинства применений.