О GPS, видах навигаторов, принципах действия
В эпоху широкого распространения цифровых технологий нам приходится сталкиваться с их внедрением во все сферы нашей жизни. Практически несколько лет назад мы себе и не могли представить, что нам оптимальную дорогу, маршрут движения будут указывать такие прогрессивные устройства, как навигаторы. Если в США, странах Западной Европы довольно давно были внедрены навигаторы на основе технологии GPS, то в нашу страну данные навигаторы начали поступать только после развала Советского Союза и практически за десять лет успели захватить весь российский рынок навигаторов.
Говоря о навигаторах, неплохо было бы представлять себе принципы их работы. На данный момент наиболее распространенными навигаторами являются GPS навигаторы. На данный момент купить навигатор, работающий на технологии GPS проще простого. Хоть периодически в СМИ говорится о российских наработках по системе Глонасс, - в свободной продаже практически нет конкурентоспособных навигаторов для данной системы. Учитывая данное обстоятельство, мы хотели бы остановиться на принципах работы именно GPS навигаторов.
Относительно недавно, принципы работы системы навигации GPS были довольно непонятными, в связи с ограниченностью официальной информации по данному вопросу. Но после перевода части системы GPS навигации из военного в гражданский сегмент, - завеса тайны приспустилась. Любой навигатор получает необходимые данные за счет работы так называемой орбитальной группировки. Под орбитальной группировкой навигаторов понимают комплекс спутников на околоземной орбите, которые, взаимодействуя между собой и станциями на Земле, обеспечивают получение необходимых данных. По официальным данным навигаторы взаимодействуют со спутниками, которые находятся на шести различных околоземных орбитах. Средняя высота расположения спутника от земной поверхности, также и от навигатора, составляет порядка пятнадцати - двадцати тысяч километров. Спутники находятся в непрерывном движении, средняя скорость движения одного спутника составляет порядка 2800-3200 метров в секунду. Благодаря этой мобильности спутников, навигаторы в руках пользователей обладают не меньшей мобильностью, и могут использоваться как в руках пешеходов, так и на сверхзвуковых истребителях. Не хитрые расчеты позволяют подсчитать расстояние, которое ежедневно "пробегает" спутник в целях обеспечения работоспособности навигаторов. Данное расстояние оказывается равным двум с половиной околоземным орбитам средней дальности.
Особенностью работы навигаторов на базе GPS технологии является их стабильность и практическая безотказность, что особенно важно при их использовании в условиях военного времени. Стабильность работы GPS навигаторов обеспечивается благодаря избыточности спутниковой группировки. По официальным данным навигаторы автомобильные могут спокойно работать в любой точке Земного шара и при наличии всего двадцати четырех спутников на околоземной орбите. Тем не менее, на данный момент на околоземной орбите находится порядка тридцати спутников. За счет их "избыточности" обеспечивается бесперебойность работы автомобильных навигаторов и повышается точность получаемых ими данных.
Следует отметить, несмотря на то, что GPS система захватила гражданский сегмент навигаторов, - она не перестает служить и военным целям. Естественно, навигаторы, применяемые в военных целях, не могут работать на одной частоте с автомобильными навигаторами, поэтому каждый из тридцати спутников на околоземной орбите работает в двухчастотном диапазоне, которые не перекрываются и несут свои индексы L1 и L2. Первая из них используется автомобильными и другими "бытовыми" навигаторами, а частота с индексом L2 используется в военных навигаторах.
Военные специалисты не могут довольствоваться возможностями гражданской GPS навигации, которую обеспечивают, к примеру, навигаторы автомобильные. Это вынудило их внедрить вторую частоту, что позволило увеличить точность позиционирования на Земле. К примеру, навигатор автомобильный работающий с частотой индексом L1, гарантированно обеспечивает точность своих данных в пределах погрешности до трех метров. Учитывая, на каком расстоянии от навигатора находятся спутники, - это довольно точные результаты. Но использование L2 частоты военными позволяет им увеличить точность позиционирования военных навигаторов до 50 мм, что становится особенно важно, при ведении боя.
Для обычных автомобильных навигаторов точность до нескольких миллиметров ни к чему, так как сами автомобили за секунду преодолевают несколько метров. Но высокая точность бывает необходима в различных отраслях промышленности и научных разработок. Данное обстоятельство вынудило военных поделиться частотой L2 некоторыми организациями внутри своей страны.
Сами навигаторы также чаще всего классифицируются по назначению. Наиболее распространенными являются автомобильные навигаторы shturmann, которые можно приобрести отдельно от автомобиля. При этом нередко они бывают интегрированы в "торпеду" автомобиля еще на заводе производителя. Практически все автомобильные навигаторы shturmann снабжаются подробными картами доступными на момент выпуска оборудования. В продаже имеются различные модели, которые различаются техническими возможностями. В частности, наличием сенсорного дисплея, его размерности, возможности воспроизводить различные мультимедиа данные. Наиболее продвинутые модели навигаторов shturmann позволяют в оперативном порядке получать данные о пробках.
Вторыми распространенными типами навигаторов являются пешеходные навигаторы. Пешеходные навигаторы часто имеют длительную продолжительность автономной работы, имеют противоударный защищенный корпус. Габариты пешеходных навигаторов shturmann, как правило, меньше автомобильных аналогов. В последнее время, пешеходные навигаторы активно вытесняются различными моделями смартфонов, которые также обладают способностями GPS навигации.
В отдельную третью категорию выделяют морские навигаторы. К сожалению, подобные навигаторы довольно дорогие, обладают расширенным функционалом и приобрести их можно только в специализированных магазинах.
