GPS -навигаторы и работа с ними

GPS — аббревиатура от Global Positioning System переводиться, как Система глобального позиционирования. GPS навигация была создана министерством обороны США, это спутниковая система определения местонахождения объектов. С помощью GPS навигаторов можно определить место нахождения движущегося или неподвижного объекта на земле, в воздухе и на море, в любом месте земного шара, в трех измерениях.
GPS навигаторы имеют встроенные карты (зависит от модели), на которых они показывают, где находиться и куда движется объект, с помощью спутников, с которыми навигаторы постоянно поддерживают связь. GPS навигатору можно задать пункт назначения, и он сам проложит оптимальный маршрут, отталкиваясь от отправной точки, так же он может записать этот маршрут, вместе с путевыми точками, и создать обратный маршрут пути. Так же GPS навигаторы имеют дополнительные функции, такие как компас, высотомер и другие.

GPS навигаторы бывают различных типов в зависимости от функционального назначения.  В основном они делятся на три группы – это портативные, автомобильные и компьютерные. В спортивном туризме лучше использовать портативные навигаторы в связи с их функциональным назначением, размерами, весом и комплектом элементов питания. Некоторые примеры приводим ниже.

Портативные GPS навигаторы имеют небольшой размер и вес. Если вы отправились в незнакомые места или вам просто нужно ориентироваться на местности, то такой GPS навигатор будет вам отличным помощником. Эти GPS навигаторы имеют основные функции для определения нахождения, они помогут проложить вам оптимальный маршрут к месту следования и по мере продвижения запомнить проделанный путь. Некоторые GPS навигаторы из этой серии оснащены компасом и высотомером.

Рис. 2. Пример портативного GPS навигатора

GPS- рация. В некоторых моделях GPS встроены рации. Это удобный прибор. Есть возможность передать свои точные координаты своему напарнику (или друзьям) и они увидят на дисплее, на каком расстоянии Вы от них находитесь и в каком направлении им нужно двигаться, чтобы встретиться с Вами. Также есть модели GPS навигаторов со встроенным FM радиоприемником, который не даст вам заскучать в походе и позволит узнать текущие новости, или насладиться любимой музыкой.

Рис. 3.  Пример Рации и GPS навигатора.

GPS КПК. Карманный компьютер, обладающий встроенным приемником и откидной антенной. Это не только GPS навигатор, но и КПК, представляющий пользователю все возможности современного электронного органайзера (адресная книга, блокнот, калькулятор, игры и т.д.).

Рис. 4. Пример GPS КПК

GPS навигаторы работают за счет 24х (+- 2) спутников, летающих по своим орбитам. Для пользования GPS не нужно платить абонентскую плату, достаточно просто иметь GPS навигатор. Для работы навигатора желательно иметь как можно более открытое небо над головой. В помещениях навигаторы не могут принимать сигналы спутников и, следовательно, определять ваши координаты.

Когда включаете, GPS навигатор в «незнакомом» для него месте, ему нужно будет определить с какими спутниками он будет работать и т.д. Это может занять около 5ти минут и это называется «холодный старт». Соответственно, «горячий старт» проходит обычно за 2 минуты.

Для определения ваших координат навигатору нужно получить сигнал минимум с 3х спутников. Если спутников 4, может появиться 3я координата – ваша высота над уровнем моря. Чем больше спутников видит ваш GPS навигатор, тем точнее будут его показания. Обычно точность показаний 5- 15 метров. Никогда не забывайте, что GPS навигатор является лишь вспомогательным средством навигации.

Так же, лучше, если спутники расположены в разных сторонах неба, чем, если они находятся на одной линии. Обычно, в GPS навигаторах есть экранная страничка, где можно увидеть, как расположены спутники, уровень их сигнала и т.д.

GPS навигаторы бывают с картографией и без. То есть, в некоторые из них можно загружать карты различных областей и т.д. Для РФ доступны карты всех областей, также есть карты для Украины, Белоруссии и некоторых других стран СНГ.

Обычно в GPS навигаторах заложена карта мира на уровне очертаний материков и границ государств, плюс подробные карты Европы.

Обычно карта области весит около 4 Мб, и по объему памяти вы можете определить, сколько карт вы сможете загрузить в него за раз. Кроме того, по мере необходимости вы сможете, подключив GPS навигатор к компьютеру, выгружать из него ненужные карты и загружать нужные.

По сути, GPS навигаторы нужны, чтобы определять ваше положение на местности. Это их основная задача. Кроме того, они могут сохранять пройденный вами маршрут, который отображается на экране электронной «крошкой» и путевые точки, например, старт (место, где вы оставили машину или где ваш лагерь, родник, место для привала, и т.д.). Интересные маршруты постепенно накапливаются. По мере заполнения памяти, их можно сохранять в компьютере (сейчас почти все GPS навигаторы можно связать с компьютером через COM или USB порты).

Если GPS навигатор поддерживает возвратный маршрут, то вы можете сделать так, что он будет показывать, куда вам идти, чтобы повторить маршрут в обратном направлении. Правда, при этом кривая маршрута упрощается до набора ломаных, близких к исходному маршруту. Либо есть возможность использовать активную навигацию, когда навигатор будет показывать направление к точке старта.

Как правило, в GPS навигаторах есть компасы, или электронный, или магнитный. Электронный компас работает только во время движения, магнитный же может работать даже если просто крутите навигатор на ладони.

Обычно у навигаторов также есть экранная страничка, на которой можно посмотреть, сколько времени вы были в пути, сколько стояли, с какой средней (максимальной) скоростью двигались, и т.д.

Лучше всего иметь навигатор на батарейках, что касается портативных, и брать с собой определенный запас этих батареек. На морозе GPS навигатор лучше не держать, так это может повредить жидко-кристаллический дисплей. Т.е. попользовались, и убрали в карман. Перед тем, как заходить в густой лес, всегда ставьте в GPS навигаторе точку старта, чтобы, если в лесу навигация будет затруднена, вы могли выбраться на какую-нибудь более-менее открытую полянку и взять направление на точку старта.

На сегодняшний день возможно использовать GPS навигатор для прокладки маршрутов по городу и области до нужной улицы, но это пока можно делать только подключив GPS навигатор к КПК, ноутбуку или ПК. Для этого в компьютер специальная программа, которая даже может давать голосовые подсказки, куда свернуть и т.д.

Чем больше у GPS навигатора размер экрана, тем удобнее вам будет им пользоваться. Кроме того, цветным экраном пользоваться, конечно, приятнее, чем черно-белым.

Определение расстояния и направления до нужной точки. Для начала необходимо найти местонахождение на карте. Затем с помощью GPS навигатора создать точку «waypoint» откуда планируется маршрут до следующей точки. Далее измеряется расстояние и азимут от первой точки до второй (куда планируется прибыть). Выбирается в GPS первоначальная точка и функция «Project» («Новая»), вводится расстояние и азимут в GPS, создается вторая точка и включается функция движения к заданной точке – Goto. Теперь как бы вы не отклонялись от курса, GPS будет показывать направление на заданную точку и расстояние до нее.

Определение местонахождения на местности.  С помощью предыдущих координат измеренных с GPS и привязанные к карте можно определить новые координаты. С помощью GPS определяем текущие координаты, создаем точку и применяем функцию Goto от нее к точке, соответствующей предыдущей. Остается – отложить на карте расстояние и азимут.

Если карта плохая или сомневаетесь, что опорная точка верно нанесена на карту, то для повышения точности лучше определять свое местоположение не по одной, а по нескольким опорным точкам. Отложив три пары азимут-расстояние от трех точек, занесенных ранее в GPS, получаются вершины треугольника. Перенося его на карту – внутри треугольника будет текущее ваше положение.

Способы возвращения к точке старта. С помощью навигатора можно записать участок пути (трека, track) во время разведки. Сбившись с маршрута используя GPS можно вернуться на тропу, даже если она проходит в густой траве и не видна за десять шагов.

При использовании GPS можно отмечать по ходу движения, например, удобные места для стоянок или прочие точки, если вы собираетесь возвращаться прежним путем.

Ориентирование с помощью GPS и топографической карты. В походе рекомендуется использовать бумажные карты, которые имеют сетку в градусах и минутах. С их помощью будет проще соотносить координаты на карте с показаниями GPS.

Карта с градусной сеткой упрощает ориентирование. Например, при определении целевой точки можно не измерять азимут и расстояние, а также не использовать функцию «Project», а снять координаты с карты. Определить свое местонахождение можно взяв координаты из GPS и отметив их на карте.

Ориентирование по известным точкам. Перед походом в GPS рекомендуется внести опорные точки – ориентиры. Нужный набор точек можно создать самостоятельно. Для этого необходима программа (например, OziExplorer) и карта района с координатной сеткой.

На электронной карте, открытой с помощью OziExplorer можно отметить ориентиры на предполагаемом маршруте и по близости от него. Программа сообщает координаты этих объектов. Далее следует дать названия этим точкам и внести их в GPS. Комментарии к названиям этих точек лучше распечатать и взять с собой. Погрешность на картах масштабом 1:200000 редко может составлять более 100 м.

В GPS можно внести не только ориентиры, но и весь маршрут (route).

Координаты точек можно вносить в GPS вручную и с помощью OziExplorer, используя специальный кабель для соединения компьютера с навигатором.

Ориентирование по электронной карте. Некоторые модели GPS позволяют загружать в прибор из компьютера векторные карты. Эта карта на экране GPS по мимо стрелки будут отображаться окружающие объекты (реки, дороги, мосты и т. п.).

GPS-карта удобна для определения расстояний и точного местонахождения. Однако, прибор уступает обычной карте в обзорности в виду маленького экрана. Автомобилисты присоединяют GPS к ноутбуку. Но для иных туристов такая система неудобна в использовании (большой запас батареек, увеличение веса, негерметичность, дороговизна и прочее).

Определение относительной высоты с помощью GPS. Если маршрут протянут по равнине, изменения высоты незначительные. В горном походе наблюдается перепад высот в течении даже одного дня. Высоту можно определить с помощью данного прибора, но следует помнить, что из-за закрытого горизонта (например, преграждается обзор перевалом, ущельем и т. п.) возможна неточность замеров вплоть до 200 м. Решить эту задачу можно с помощью барометрического альтиметра. Он встроен в некоторые (дорогие) приборы GPS.

Определение средней скорости движения. В данном случае понятие «средняя скорость» условное. Туристская группа, двигаясь по маршруту может потратить большое время, чем планировалось из-за преодоления препятствия. Но на протяженных участках маршрута с более или менее однородным рельефом эта функция помогает планировать дальнейшие дни похода и оценивать маршрут.

GPS и компас. Использовать GPS в качестве компаса не удобно. Для работы с компасом навигатор следует держать включенным. После «холодного старта» GPS-компас требует калибровки. На практике туристу часто необходимо взять азимут быстро, на ходу. Для этого лучше пользоваться магнитным компасом, который не нуждается в подстройке, не зависит от батареек, погодных условий и обзора.