История развития системы GPS (Global Positioning System).

Навигационная система Global Positioning System (GPS) является частью комплекса NAVSTAR, который разработан, реализован и эксплуатируется Министерством обороны США. Разработка комплекса NAVSTAR (NAVigation Satellites providing Time And Range - навигационная система определения времени и дальности) была начата ещё в 1973 году, а уже 22 февраля 1978 года был произведён первый тестовый запуск комплекса, а в марте 1978 года комплекс NAVSTAR начали эксплуатировать. Первый тестовый спутник был выведен на орбиту 14 июля 1974 года, а последний из 24 необходимых спутников для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 году. Гражданский сегмент военной спутниковой сети NAVSTAR принято называть аббревиатурой GPS, коммерческая эксплуатация системы в сегодняшнем виде началась в 1995 году.

Спустя более 20-ти лет с момента тестового запуска системы GPS и 5-ти лет с момента начала коммерческой эксплуатации Глобальной системы позиционирования GPS, 1 мая 2000 года министерство обороны США отменило особые условия пользования системой GPS, существовавшие до тех пор. Американские военные выключили помеху (SA - selective availability), искусственно снижающую точность гражданских GPS приёмников, после чего точность определения координат с помощью бытовых навигаторов возросла как минимум в 5 раз. После отмены американцами режима селективного доступа точность определения координат с помощью простейшего гражданского GPS навигатора составляет от 5 до 20 метров (высота определяется с точностью до 10 метров) и зависит от условий приема сигналов в конкретной точке, количества видимых спутников и ряда других причин. Приведенные цифры соответствуют одновременному приему сигнала с 6-8 спутников. Большинство современных GPS приёмников имеют 12-канальный приемник, позволяющий одновременно обрабатывать информацию от 12 спутников. Военное применение навигации на базе NAVSTAR обеспечивает точность на порядок выше (до нескольких миллиметров) и обеспечивается зашифрованным P(Y) кодом.

Основой системы GPS являются навигационные спутники, движущиеся вокруг Земли по 6 круговым орбитальным траекториям (по 4 спутника в каждой), на высоте 20180 км. Спутники GPS обращаются вокруг Земли за 12 часов, их вес на орбите составляет около 840 кг. 24 спутника обеспечивают 100 % работоспособность системы навигации GPS в любой точке земного шара. Максимальное возможное число одновременно работающих спутников в системе NAVSTAR ограничено числом 37. В настоящий момент на орбите находится 32 спутника, 24 основных и 8 резервных на случай сбоев.

Основой идеи определения координат GPS-приемника является вычисление расстояния от него до нескольких спутников, расположение которых считается известным. Определение местоположения GPS-приёмника в пространстве осуществляется на базе алгоритма измерения расстояния от точки наблюдения до спутника. Дальнометрия основана на вычислении расстояния по временной задержке распространения радиосигнала от спутника к приемнику. Если знать время распространения радиосигнала, то пройденный им путь легко вычислить. Приёмники работают в пассивном режиме и вычисляют свои координаты, но это совсем не означает, что координаты GPS-приёмника будут известны кому либо, кроме его владельца. Каждый спутник системы GPS непрерывно генерирует радиоволны двух частот - L1=1575.42МГц и L2=1227.60МГц. Каждый GPS-приемник имеет собственный генератор, работающий на той же частоте и модулирующий сигнал по тому же закону, что и генератор спутника. Таким образом, по времени задержки между одинаковыми участками кода, принятого со спутника и сгенерированного самостоятельно, можно вычислить время распространения сигнала, а, следовательно, и расстояние до спутника.

Добавлено (11.11.2008, 16:13)
---------------------------------------------
Основная проблема при вычислении расстояния до спутника системы GPS связанна с синхронизацией часов на спутнике и в приемнике. Даже мизерная погрешность может привести к огромной ошибке в определении расстояния. Каждый спутник несет на борту высокоточные атомные часы, которые встроить в обычный GPS-приёмник невозможно. Чтобы скоррелировать временное рассогласование и избежать огромных ошибок в позиционировании, в систему GPS введен принцип избыточности для определения трехмерных координат на поверхности Земли. GPS-приёмник использует сигналы не трех, а как минимум четырех спутников и на основании вспомогательных сигналов вносит все необходимые коррективы в работу своих часов. Кроме навигационных сигналов, спутник непрерывно передает различную служебную информацию. GPS-приёмник получает, например, эфемериды (точные данные об орбите спутника), прогноз задержки распространения радиосигнала в ионосфере, а также сведения о работоспособности спутника (так называемых “альманах”, содержащий обновляемые каждые 12.5 минут сведения о состоянии и орбитах всех спутников). Эти данные передаются со скоростью 50 бит/с .

Существует так назаваемый сервис А-GPS. Обычно он заключается в возможности скачивания и периодического обновления специальных эфемерид-файлов, описывающих траектории движения спутников по орбите на ближайшие несколько дней. Наличие таких файлов обеспечивает более быстрый "холодный запуск" навигационных программ. Стоит отметить, что сервис A-GPS облегчает работу GPS-приёмника и ускоряет загрузку вспомогательных данных . Сама GPS навигация абсолютно бесплатна. Сервис A-GPS в большинстве случаев тоже бесплатен, но так как данные передаются через Интернет, то придётся платить за трафик. Использование A-GPS вовсе не обязательно и GPS навигация возможна и без использования сервиса A-GPS. Не стоит путать GPS навигацию и картографические сервисы. Система GPS отдаёт вам ваши точные координаты и только, а вот нанесение данных на карту и другие удобства это уже дело стороннего программного обеспечения. Программное обеспечение для GPS навигации и карты местности чаще всего стоят денег.

Сегодня область применения системы глобального позиционирования GPS достаточно обширна. Всё чаще GPS-приемники встраивают в мобильные телефоны и коммуникаторы, в автомобили, часы и даже в собачьи ошейники. Люди привыкают к такому благу как GPS навигация, и пройдёт совсем немного времени как они уже не смогут обойтись без неё. Именно поэтому стоит сказать пару слов о недостатках GPS.

Недостатками GPS навигации является то, что при определённых условиях сигнал может не доходить до GPS-приёмника, поэтому практически невозможно определить своё точное местонахождение в глубине квартиры внутри железобетонного здания, в подвале или в тоннеле. Рабочая частота GPS находится в дециметровом диапазоне радиоволн, поэтому уровень приёма сигнала от спутников может ухудшиться под плотной листвой деревьев, в районах с плотной городской застройкой или из-за большой облачности, а это скажется на точности позиционирования. Магнитные бури и наземные радиоисточники тоже способны помешать нормальному приёму сигналов GPS. Карты, предназначенные для GPS навигации, быстро устаревают и могут быть не точными, поэтому нужно верить не только данным GPS-приёмника, но и своим собственным глазам. Особенно стоит отметить, что работа глобальной системы навигации GPS полностью зависима от министерства обороны США и нельзя быть уверенным, что в любой момент времени США не включит помеху (SA - selective availability) или вообще полностью отключит гражданский сектор GPS как в отдельно взятом регионе, так и вообще. Прецеденты уже были. Благо, что у GPS есть альтернатива в виде навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и Galileo (ЕС), которые в перспективе должны получить широкое распространение. Также ведётся работа по разработке чипов навигации поддерживающих сразу три системы позиционирования GPS, Galileo и ГЛОНАСС.

* При подготовке статьи использован материал с сайта http://www.stariy.com/2008....navstar

От меня лично:
Ну и наконец, существенным недостатком, по опыту наших совместных путешествий являются кривые руки, особенно в сочетании с выключенной головой Поэтому, основываясь на нашем опыте, можно уверенно утверждать, что для 100% успешной эксплуатации GPS-навигации в незнакомой местности требуется предварительная проработка маршрута с помощью карты, ну и конечно умение правильно использовать возможности программного обеспечения. Главное - не забывать выключить режим "броды и переправы"

Вот уж совсем не факт и не всегда! Вспомни нашу поездку к Плитвицким озерам, когда мы умышленно избегали скоростных платных трасс.
Так что, все зависит от конкретной ситуации. Но об этом я подробно расскажу чуть позднее.

В общем, если интересно, скачивайте и пользуйтесь:
http://mobile.yandex.ru/maps/

Раз пошли такие полезные ссылки, то я открыл новый раздел на сайте "Каталог полезных сайтов". Эта ссылка там первая :-))

А эти выходные буду айгоу устанавливать.. так что жди вопросов. Вот первый из них.

У меня эта прога уже установлена была да глюкнула и не работает... ее нужно удалить? А как?

Одновременно с этим я нашел у себя прогу: компас+определение координат, скорости, высоты и т.д. И еще одну прогу которая отсылает СМС с моими GPS - координатами :-))

Представляю как теперь будет: "Ребята подъезжайте ко мне вгости, мои координаты............." :-)))))

И вообще в наше время (да еще в Москве :-) для того чтобы "просто стоять на месте" нужно бежать! А чтобы продвигаться вперед - нужно бежать ОЧЕНЬ быстро! :-))))

Навигатор просто инструмент, который позволяет чуть больше чем без него :-)) И этим нужно воспользоваться :-)))

А имея реальный "навигаторный" опыт путешествия в Хорватии мы теперь не питаем иллюзий, но знаем что как любым инструментом им нужно научиться хорошо пользоваться. А Геокешинг - это тот идеальный метод обучения "ученье с увлечением" :-))) игровыми методами :-)) Я кстати когда работал географом в школе, на уроках использовал компы и калькуляторы и мы с детьми искали "клады" или "снежного человека" одновременно с этим изучали как определять географические координаты, читали карту, овладевали методом прямой и обратной засечки и т.д. :-))) Жаль тогда не было такой техники :-((( Зато, сейчас можно развернуться :-))))

Тема по прежнему злободневная. Планировал к своему ДР сменить новигатор на тот который без тормозов будет и с возможностью загрузки любых карт.
КПК и коммуникатор тоже классно, но глюки и приторможенность раздражают :-(((

Яндекс пробками пользуемся постоянно... но часто тормознутость техники сводит усилия на нет :-))

Существуют ли (и возможны ли) аппараты, использующие параллельно и американскую и евро- и российскую навигационные группировки?

Что касается Вашего вопроса. Для начала короткая информация о том, чем А-GPS отличается от обычного GPS.
GPS, говоря просто, это технология определения координат посредством обработки сигналов, получаемого со специальных спутников связи, а именно вычисления времени поступления радиосигнала в некую точку А от нескольких объектов (спутников) с заранее известными координатами.

Что такое А-GPS ? Привожу цитату:
"A-GPS (Assisted GPS) – это технология, с использованием которой GPS-приемник получает часть навигационной информации не со спутников, а из внешних источников. Обычно, для этой цели используются сети операторов мобильной связи. Использование A-GPS позволяет ускорить процесс определения координат и сократить затраты энергии.
Развитие этой технологии во многом связано с требованиями Федеральной комиссии по связи США. Они заключаются в том, что диспетчер службы экстренной помощи должен иметь возможность определить месторасположение телефона, с которого совершается звонок. Хотя оператор мобильной связи может определить, в пределах какой соты совершается звонок, но этой точности в несколько километров явно недостаточно. Выходом из сложившейся ситуации стало использование A-GPS. Еще одной предпосылкой для внедрения этой услуги стал увеличенный интерес покупателей к GPS-навигации. Поэтому большинство разрабатываемых в настоящее время мобильных телефонов и коммуникаторов имеют навигационные функции."

В настоящее время целый ряд устройств используют как А-GPS так и обычный GPS. В частности столь любимый мной HTS Touch Diamond Как это работает? Включаем программу Яндекс-пробки, например. Первым практически мгновенно срабатывает А-GPS. Однако он рисует Ваше местонахождение в виде размытого пятна на карте размером с довольно большой городской квартал, т.е. он как бы говорит, что Вы где-то здесь, внутри пятна, но точнее он определить не может.
I-Phone , наоборот, хитрит и рисует вроде как точку на карте, но мы-то знаем, что полноценного GPS-модуля у него нет, и действительно, эта точка имеет весьма опосредованное отношение к тому, где Вы на самом деле находитесь в настоящий момент
Но вернемся к HTS. Минуты через 2 пятно на карте сменится четким красным треугольничком, который дальше с большой точностью (до 5м) будет указывать Ваше местонахождение. Это уже работает GPS - модуль.
Итак, A-GPS очень быстро включается, но работает не очень точно, а GPS -точно, но относительно долго загружается.

Отсюда ответ на Ваш второй вопрос: устройство с A-GPS превратить в GPS можно... только добавив к нему GPS-модуль Аппаратно, т.е. в буквальном смысле, подсоединив специальный приемник. Иначе никак.

И наконец, про российские и американские системы глобального позиционирования... Наши вояки , не будучи в состоянии смириться с тем, что координаты наших самолетов, ракет, вездеходов вычисляются на основе аппаратуры и технологии "потенциального противника", развели государство и налогоплательщиков на мегапроект с громким названием ГЛОНАСС. Вбухано туда бабла.... ой-ей. Спутников запущено то ли 22, то ли 25 (по разным источникам) но работают на настоящий момент всего 16 (!), а надо не меньше 18-ти И вот чтобы этот фееричный распил бюджетного бабла хоть как-то морально оправдать, придумывается миф о возможности гражданского использования этого ГЛОНАСС. Однако... кому же енто щастье надо? При работающем-то (и неплохо) GPS и низкой стоимости импортного надежного оборудования?
Ну дык ответ придуман уже давно: "НЕ ПУЩЩАТЬ!" И вот уже идут разговоры о высоких таможенных пошлинах на GPS-приемники, усложненной сертификации и т.д. и т .п. У людей опытных, естественно, это энтузиазма не прибавляет: кому ж охота за собственые кровные променять надежно работающее миниатюрное импортное устройство на адскую продукцию конверсионной российской промышленности? Ну да, как говорится, поживем-увидим... Однако, думаю, что никакой мирный альянс или даже сосуществование двух технологий в некоем одном устройстве навряд ли в ближайшем будущем возможен, хотя бы по причине удвоения стоимости, да и габариты...
С уважением,
Ваш Одис

"Мне ИГО 8 в Луганске предложил спыргнуть с моста в реку , проехать 200 м. по реке, взлететь на дамбу в несколько метров высотой, проехать по тропинке в парке, выпрыгнуть из парка, перелететь через ж/д пути с забором (переезда там нет лет 40, как минимум) и выехать на дорогу. После этого снес не раздумывая."

вот вам и режим "броды и переправы")