Валерий Евстратов - Эхолоты и GPS навигаторы

В данном разделе речь пойдет о другом помощнике рыбака, способном запомнить удачное место, надежную якорную стоянку, заправку топливом, а затем привести в это место днем, ночью, в тумане. Он может провести вас по заранее составленному маршруту на реке, на озере или в море, поможет выбраться из леса, определить вашу скорость, пройденный путь, направление движения и многое другое. Этот помощник – приемоиндикатор (приемник) спутниковой системы навигации, использующий для определения своих координат информацию, получаемую от расположенных на орбите навигационных спутников Земли.

В настоящее время в мире существуют две глобальных системы определения координат – российская ГЛОНАСС и американская NavStar, более известная как GPS (аббревиатура названия Global Position System – глобальная система позиционирования). В настоящее время в полном объеме развернута система NavStar, имеющая на орбите созвездие из 24-х навигационных спутников, обеспечивающих непрерывное навигационное поле на всей поверхности Земли. Система ГЛОНАСС развернута не полностью и пока не обеспечивает постоянного поступления навигационной информации, а приемоиндикаторы, создаваемые отечественными производителями для профессионального судовождения, не пригодны для использования на малых судах. Поэтому в дальнейшем будем знакомиться только с аппаратурой, работающей в системе GPS.

Рис . 44.Принцип определения местоположения приемником GPS

Принцип определения своего места на земной поверхности в глобальной системе позиционирования (GPS) заключается в одновременном измерении расстояния до нескольких навигационных спутников (не менее трех) с известными параметрами их орбит на каждый момент времени, и вычислении по измеренным расстояниям своих координат ( рис . 44). Данные о параметрах орбит и системы передаются со спутников и содержатся в т.н. «альманахе», хранящемся в памяти приемника.

Приемоиндикатор системы спутниковой навигации или, как его еще называют, GPS-навигатор или приемник GPS (в дальнейшем мы будем пользоваться обоими терминами) принимает сигналы от спутников, измеряет расстояния до них, и по измеренным дальностям решает задачу определения своих координат – широты, долготы и, при приеме сигналов от 4-х и более спутников – высоты над уровнем моря, скорость, направление (курс), пройденный путь.

Для выполнения этих функций в состав навигатора входят приемник с антенной для приема сигналов, компьютер для их обработки и навигационных вычислений, дисплей для отображения навигационной и служебной информации и клавиатура для управления работой прибора.

Различают два основных типа приемников – стационарные и носимые.

Стационарные приемники GPS Стационарные приемники предназначены для постоянной установки в рулевых рубках судов и на приборных панелях катеров. Их характерной особенностью является наличие выносной антенны (хотя иногда встречаются приемники с встроенной антенной) и питание от внешнего источника постоянного тока. Они имеют, как правило, крупные жидкокристаллические монохромные экраны с алфавитно-цифровым и графическим отображением информации ( рис . 45).

Стационарные приемники имеют широкие функциональные возможности, особенно профессиональные аппараты для морских судов и геодезии.

Рис . 45.Стационарный приемник GPS

Они обладают большим объемом памяти, возможностью решения различных навигационных задач, а их интерфейс предоставляет возможность включения в навигационную систему судна.

Носимые приемники

Как следует из названия, носимые приемники предназначены для работы на ходу – в руке, в кармане, в рюкзаке. Они полностью автономны – имеют малые размеры и вес, встроенную в корпус приемника или внешнюю, устанавливаемую на корпусе, антенну и встроенный источник питания – миниатюрные батареи или аккумуляторы. Такие приемники имеют минимальное количество клавиш, обеспечивающих, тем не менее, достаточно гибкое и оперативное управление. Они имеют полностью герметичный корпус, обеспечивающий надежную защиту от воды и пыли и могут использоваться в самых жестких условиях. Большую популярность носимые приемники получили у рыбаков и охотников, владельцев и капитанов небольших катеров и моторных лодок, спортивных и круизных яхт, т.к. их малые размеры и автономность позволяют использовать их как для штурманской работы в каюте судна, так и в открытой лодке ( рис . 46). Такие приемники можно легко положить в карман и спокойно идти с ним в лес, в поле, на рыбалку.

Рис . 46.Носимый приемник GPS

Для расширения возможностей носимых приемников некоторые фирмы изготавливают для них дополнительное оборудование – подставки, кабели для подключения к внешним источникам питания, к другим навигационным приборам и к компьютеру, выносные антенны, стирая тем самым границу между носимыми и стационарными аппаратами.

В приемниках GPS используются два способа отображения информации: алфавитно-цифровой и графический (иногда используется термин «псевдографический»). В первом случае для отображения получаемой информации используются цифры (координаты, скорость, пройденный путь и т. п.) и буквенные сочетания, поясняющие цифровые данные – обычно аббревиатуры фраз (например, МОВ – «Man Over Board» или, по-русски – «Человек за бортом!») и сокращения слов (например,

SPD – speed – скорость, TRK – Track – трасса), имена путевых точек рис . 47). Алфавитно-цифровое отображение информации в чистом виде использовалось на начальном этапе развития техники GPS.

Графическое отображение осуществляется с помощью образуемых на экране рисунков, представляющих характер движения носителя (судна, автомобиля, человека). Графика в аппаратах различных фирм практически одинакова и различается, как правило, в деталях. Наиболее распространенными рисунками являются электронный компас (не путать с магнитным!), графический указатель движения, трасса движения, маршруты, символы для путевых точек. Конечно, только одной графикой дело не обходится – попутно на экран могут выводиться координаты судна, курс, направление на путевую точку, скорость и еще масса нужной и полезной информации ( рис . 48). В современных приемниках используются оба вида индикации.