Типы антенн

Какую антенну лучше выбрать? Это один из часто задаваемых вопросов, на кото­рый нет однозначного ответа. И вот почему. В навигаторах применяются всего лишь две конструкции антенн: плоская (Patch) и спиралевидная (Helix). Первый тип антенн имеют все навигаторы серии еТгех и некоторые другие. Эти антенны встроены внутрь корпуса навигатора. Антенна типа Helix используется в навига­торах GPSmap 60С/Сх и GPSmap 76С/Сх. Увидев впервые навигатор 60 серии, сразу обращаешь внимание на выступающий из корпуса «рог». Это и есть антенна Helix. Она представляет собой цилиндр из диэлектрика, на который навита спираль.

Существует мнение, что антенна Helix более предпочтительна при использо­вании в лесу. Как утверждает администратор хорошо известного американского сайта Джо Мегафей, это не совсем верно |4]. Наблюдается лишь небольшое раз­личие между этими двумя антеннами, если они имеют одинаковую диаграмму направленности. Чувствительность навигатора определяется помимо всего прочего усилением антенны и ее диаграммой направленности. А эти параметры в свою очередь зависят от размеров антенны. Из-за небольшой антенны навигаторы серии еТгех менее чувствительны (примерно на 2 децибелла), чем более крупные аналоги. Отметим, что когда специалисты компании «Навиком» поехали на сборы в Астрахань

в 2006 г. GPSMAP 76С с антенной Patch прекрасно «видел» спутники в зарослях камыша и перелесках, в отличие от GPSMAP 60С с антенной Helix.

Как сообщает Джо Мегафей, антенна Helix вблизи металлической поверхнос­ти расстраивается, что приводит к снижению ее чувствительности. Отчасти на­блюдается расстройка, если навигатор помещается в карман или располагается рядом с человеческим телом!. Навигаторы с антенной Patch при помещении их в карман работают намного лучше, чем Helix.

Встроенные антенны предусмотрены у всех портативных GPS-приемников. Эксплуатация ряда таких устройств показала, что они хорошо работают и в авто­мобиле без дополнительной внешней антенны. Поэтому приобретать навигатор с возможностью подключения внешней антенны целесообразно лишь в случае его установки во внутреннем помещении яхты или катера, а также для автомобиля с металлическими примесями в лобовом стекле. Конечно, внешняя антенна в авто­мобиле расширит обзор неба и потому повысит точность определения координат в результате выбора «лучших» спутников. Также она поможет в лесу под кронами деревьев или в ущелье. Однако в пеших походах перемещаться с внешней антен­ной крайне неудобно. Поэтому ее можно рассматривать как резервный способ определения координат в плохих условиях.

Popularity: 67%

Принципы работы GPS-навигатора

В системе спутниковой навигации можно выделить три составляющие: орбитальную группировку космических аппаратов, наземный комплекс управления и приемную аппаратуру пользователей. Космическая часть - это 24 спутника, вращающиеся по 6 орбитам. Наклон орбит к земному экватору - 55°, угол между плоскостями орбит — 60°. Высота орбит — 20180 км, период обращения — 12 часов (значит, каждый спутник в одно и то же время дня пролетает над одним и тем же местом). Излучение передатчиков спутников создает для принимающих их сигналы пользователей

практически сплошное радионавигационное поле, которое позволяет им опреде¬лить свое местонахождение, где бы они ни находились [1, 2J.
Наземная часть GPS состоит из четырех станций слежения, расположенных на тропических островах. Они отслеживают видимые спутники и передают данные на Главную станцию (MCS) управления и контроля на авиабазе «Falcon» («Сокол») в Колорадо-Спрингс (Калифорния) для обработки траекторий спутников на сложных компьютерных программных моделях. Таким образом достигается определение и прогноз параметров орбит движения спутников, наборов координат и их произ¬водных, которые составляют эфемеридную информацию. Через наземные станции вычисленные эфемеридные данные передаются на спутники, а затем спутник передает их приемникам GPS, где полученные данные используются для расчета координат места.
Режимы 2D и 3D определения координат. Определение местоположения в GPS-навигаторах основано на приеме сигналов от спутников и вычислении до них псевдодальностей, однозначно связанных со временем распространения сигналов. Для того чтобы рассчитать географические координаты, приемник должен одно¬временно принять сигналы как минимум от трех спутников (режим двумерного определения, 2D) и от четырех спутников, чтобы дополнительно кроме широты и долготы еще определить и высоту места (режим 3D). При перемещении по местно¬сти с навигатором часть спутников становится невидимой, зато появляются новые. Информация от новых спутников должна накапливаться в течение некоторого времени. Чтобы иметь непрерывное определение места, приемники выполнены многоканальными (стандартное число каналов — 12). В конкретный момент време¬ни информация от части этих каналов используется для определения координат. В других же каналах идет сбор и накопление новых данных. Часто одновременно наблюдаются 7—9 спутников, что позволяет навигатору выбрать из принимаемых сигналов наилучшие для повышения точности определения координат. Наиболее важным для получения достоверных измерений является геометрическое распо¬ложение спутников, так называемый геометрический фактор — PDOP (Position Dilution Of Precision). Он показывает степень увеличения ошибки из-за плохой геометрии расположения спутников. Идеальной позиции спутников соответствует PDOP = 1, когда они распределены вокруг наблюдателя и не лежат вблизи горизон¬та. Большие его значения говорят о плохой спутниковой геометрии. Пригодными для навигации считаются значения PDOP < 6.0. Фактор PDOP используется для расчета суммарной ожидаемой ошибки. Если все причины ошибок (задержки сигнала в тропосфере, ошибки бортовых часов и т.п.) составляют, например, 15 м, a PDOP равен 1,5, то расчетная суммарная ошибка будет составлять 15х 1,5 = 22,5 ч.

Popularity: 41%

Экран навигатора

Многие современные навигаторы оснащены цветным дисплеем, что особо ценно для навигаторов с картографической поддержкой. Можно сказать, что настоящая карта обязательно должна быть изображена в цвете, позволяющем наглядно представить

области суши и моря. Новые цветные экраны, выполненные по трансрефлексив­ной технологии - TFT (серии 60 и 76 и др.), имеют низкое энергопотребление и отлично читаются на ярком солнце. Из-за невысокого разрешения экрана пор­тативные навигаторы имеют стилизованный текст и изображения. Невысокое их качество определяется крупными размерами пикселя.

Разрешение экрана у приборов еТгех равно 60 пикселей на дюйм, что вызывает нарекания по качеству графики. Опытные пользователи считают разрешение свыше 100 пикселей на дюйм вполне приемлемым. Рекордсменом по этому параметру является полустационарный навигатор GPSmap 276 С с разрешением 152 пиксе­ля/дюйм.

Для использования на катере, на яхте или автомобиле, где навигатор устанав­ливается на удалении от пользователя, очень важны размеры экрана. Если для персональной навигации в пешем походе достаточно иметь навигатор с площадью экрана всего лишь 15-20 см2, то для применения на катере или морском судне желателен экран с площадью 25-40 см2 (или с диагональю 7-9 дюймов).

Popularity: 13%

Графический интерфейс навигаторов

GPS-приемники обеспечивают пользователя полной навигационной информацией, представляя ее в наглядной графической и текстовой форме. В результате навигация с их помощью становится исключительно эффективной, надежной, максимально безопасной, и, что не менее важно, комфортной, доставляя пользователю немалое удовольствие. Можно только удивляться, насколько быстро навигационные прибо­ры совершенствовались, превратившись за десять лет в надежных и незаменимых помощников путешественника, туриста и мореплавателя. Кроме главной задачи -определения текущих географических координат места, навигаторы оснащены мощной интеллектуальной вычислительной системой, избавляющей пользователя от рутинной и трудоемкой работы по выбору оптимального маршрута, регистрации пройденного пути и расчета путевых параметров.

Оперативный доступ к навигационной информации осуществляется через 4-7 основных экранных страниц (Карта, Компас, Магистраль, Путевой компьютер, Спутники), снабженных опционными меню. Кроме того, уточняющую информацию предоставляют дополнительные страницы Главного меню. Интерфейс навигатора очень гибок и удобен. В набор основных страниц можно включить любую допол­нительную или, наоборот, уменьшить их число, поместив часть из них в Главное меню. Предусмотренные в навигаторах настройки позволяют изменить порядок следования основных страниц, чтобы индикация наиболее востребованной проис­ходила по первому нажатию кнопки PAGE (Страница). Ниже мы кратко рассмотрим графический интерфейс навигаторов, дающий пользователю наглядное представ­ление о выполнении ими основных функций. Как выполняются эти функции, подробно рассмотрим в следующих главах.

Popularity: 15%