Информационные технологии на транспорте

Спутниковая система навигации

Успехи трех технологий – радиотехники, компьютерной техники и космонавтики позволили создать современную систему навигации – спутниковую.

Спутниковая система навигации позволяет в любом месте Земли определить местоположение и скорость объектов. Эта система NAVSTAR (англ. Navigation Satellite Time and Ranging, Global Positioning System (GPS) — измерение дальности и времени по навигационному спутнику, глобальная система позиционирования) разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США.

Основой системы являются навигационные спутники, движущихся вокруг Земли по 6 круговым орбитальным траекториям (по 4 спутника в каждой), на высоте 20180 км. Спутники излучают радиосигналы в нескольких диапазонах. Навигационная информация может быть принята антенной и обработана при помощи GPS-приёмника. Информация, передаваемая с помощью одного из диапазонов, распространяется свободно, бесплатно, без ограничений на использование. 24 спутника обеспечивают 100%-ную работоспособность системы в любой точке земного шара, но не всегда могут обеспечить уверенный приём радиосигналов и точный расчёт позиции. Поэтому, для увеличения точности позиционирования и резерва на случай сбоев, общее число спутников на орбите поддерживается в большем количестве (29 на 2006 год). Максимальное возможное число одновременно работающих спутников в системе NAVSTAR ограничено 31.

Расположение навигационных спутников вокруг Земли

Существует еще и отечественная система ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система), официально принятая в эксплуатацию в 1993 году, но еще не вышедшая на проектную мощность.

Создается европейская система Galileo. Это будет первая система с метровой точностью, создаваемая исключительно для гражданских нужд. Предполагается, что она должна в строй, когда на орбиту выйдут все 30 запланированных спутников (3 из них — резервные).

В систему кроме навигационных спутников входит наземный комплекс управления, содержащий спутниковые часы (они синхронизируются с находящимися на Земле специальными атомными часами), отслеживающий с высокой точностью реальное местоположение спутников, и GPS-приемники.

Объект, находящийся на Земле, при помощи GPS-приемника ловит радиосигналы с трех - четырех спутников системы, синхронизирует с ним свои часы, измеряет время прохождения радиосигнала со спутника и вычисляет расстояние до него. Сопоставляя эти расстояния для трех или четырех видимых спутников с помощью тригонометрических построений, прибор вычисляет свои географические координаты с точностью до нескольких метров.

GPS-приёмник — радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника. Работает на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов излучаемых спутниками группы NAVSTAR. Максимальная точность измерения составляет 3-5 метров, а при наличии корректирующего сигнала от наземной станции – еще точнее. Точность коммерческих GPS-навигаторов составляет от 150 до 3 метров.

• Существуют GPS-навигаторы, имеющие собственный процессор для необходимых расчётов, а также дисплей для отображения информации, и GPS-приставки к КПК, смартфонам и ноутбукам.

При использовании GPS-приставки информация выводится на КПК, сотовый телефон или компьютер, к которому подключена эта приставка с помощью навигационного программного обеспечения – навигационных карт.

Навигационная карта – это программа, позволяющая проложить маршрут до какого-нибудь объекта или адреса с учетом правил дорожного движения. Делается это с помощью нескольких нажатий на сенсорный экран GPS-навигатора. Некоторые программы при прокладке маршрута учитывают тип транспортного средства – легковой или грузовой автомобиль. В соответствии с типом транспорта выбирают оптимальный маршрут движения. Для пеших прогулок карта покажет вам путь через парки, улицы и переулки, а не по автомагистралям и шоссе. Есть карты максимально детализированные – вплоть до номеров домов.

При поездках на автомобиле навигационная программа предупреждает вас о предстоящих маневрах голосом, например: "Через 100 метров поверните направо". При поездках в незнакомый город карта поможет вам найти ближайшую гостиницу, поликлинику, кафе, почту или кинотеатр.

Современные карты получают через Интернет информацию о пробках и заторах на дорогах и в соответствии с ней составляют новый маршрут движения, позволяющий избегать долгого стояния на месте из-за пробок.

GPS - навигатор GARMIN

Навигатор Navitel NX5100

Спутниковый автомобильный навигатор

Спутниковая навигация применяется в самых различных видах современного транспорта – морском, авиационном, автомобильном и даже при пеших прогулках по лесу.