GPS - наш рулевой. По долинам и по взгорьям. Часть 2

- Может, здесь и замечательно, - возразил Драйвер Модемович, - но смею обратить ваше внимание, что мы собирались в поход, а это подразумевает передвижение непосредственно с помощью своих ног. А не просто катание на вертолёте и поглощение бабушкиных пирожков на свежем воздухе.
- Какой ты нудный, - вздохнул Иван Иванович. - Чего там твой GPS кажет, куда пойдём-то?



Драйвер Модемович извлёк из-за пазухи карту и разложил на коленях.

- Некоторые ошибочно считают, что GPS-приёмник способен заменить привычные топографические карты. Это не совсем так.

Во-первых, детальных электронных карт для большой части России попросту не существует. А те, которые есть, недостаточно точны и довольно дорогостоящие. Во-вторых, аппараты, которые поддерживают закачку карт, менее распространены. И, в-третьих, обычные карты более наглядны и удобны для навигации.

Через полминуты Драйвер Модемович уверенно ткнул пальцем в карту:

- Согласно координатам, полученным с GPS-приёмника, мы находимся здесь.

Заинтересованные спутники приблизились.

- А что тут, слева?
- Небольшое озеро, - ответил Драйвер. - Туда мы и отправимся.
- Будем купаться! - обрадовался Антон.
- Обязательно.
- Тогда пойдем быстрее, - мальчик схватил рюкзак и устремился в лес.
- Погоди, Антон, - остановил его Драйвер Модемович. – Может, до озера ты и дойдёшь, а как будешь возвращаться?
- Так карта же и GPS!
- Ну, положим ни того, ни другого у тебя нет. Поэтому заруби себе на носу главное правило туриста - не отделяться от группы.
- Понятно, - вздохнул мальчик и поплёлся обратно.
- Ты не подумал, где нас заберёт вертолёт? Нам надо будет вернуться сюда послезавтра в это же самое время, иначе придётся добираться домой пешком.
- Чего-то мне не хочется никуда идти, - пробормотал Иван Иванович.
- Не беспокойся, в нашем GPS-приёмнике есть возможность отметить точку возврата. Благодаря ей можно с лёгкостью вернуться, забредя в любые дебри.
- Надеюсь, в дебри мы забредать не собираемся.



- Нет, конечно. Кстати, в этом нам тоже поможет GPS-приёмник. С его помощью можно определять расстояние до точки назначения и направление на неё. Делается это следующим образом: с помощью карты определяем расстояние и азимут от того места, где мы сейчас находимся. Вводим эту информацию в наш GPS и создаём точку. Называем её, к примеру, "Озеро" и включаем функцию движения - Goto. Теперь на сколько мы ни отклонимся от маршрута, GPS-приёмник всегда будет показывать направление и расстояние до цели путешествия.
- Гораздо удобнее, чем компас - хмыкнул Незнайкин. - Не надо каждые полчаса сверяться с картой и определять направление.



Небольшая лекция о спутниках, времени и расстояниях.

- В основе работы системы GPS лежит идея определения координат местоположения по расстояниям до спутников. - Начал Драйвер Модемович очередное объяснение, когда туристы двинулись вдоль широкого лога.
- Это уже ясно. Непонятно только, зачем их так много? - Удивился Иван Иванович.
- Чтобы с любой точки планеты обеспечить приём сигналов как минимум четырёх спутников.
- Почему именно четырёх?
- Всё очень просто. К примеру, мы определили, что первый спутник от нас на расстоянии 8000 км. Это значит, что мы находимся где-то на сфере радиусом 8000 км с центром, совпадающим с местонахождением спутника.

Расстояние до второго спутника тоже даст сферу. Пересечение этих двух сфер - круг, состоящий из точек возможных местонахождений. Использование третьего спутника сократит количество точек до двух (точки пересечения трёх сфер). При этом одна из точек исключается логическим путём.

- Для чего тогда четвёртый спутник?
- Дело в том, что измерение необходимого расстояния происходит с помощью известной со школьной программы формулы: расстояние=скорость*время, где скорость это скорость распространения электромагнитной волны - 300000 км в секунду, она неизменна. Остаётся только измерить время, но именно в этом и заключается главная трудность. Ошибка в сотые доли секунды вызывает погрешность в тысячи километров.
- Ничего себе! - присвистнул Антон. Внезапно камень под его ногой заскользил, и он вместе с рюкзаком загремел в ручей.

Когда незадачливого туриста извлекли из воды, а намокшую одежду развесили над костром, Драйвер как ни в чём не бывало продолжил.



- На GPS-спутниках устанавливают атомные часы, которые обеспечивают синхронизацию передаваемого сигнала по времени. Пользовательские GPS-приёмники не способны обеспечить такую точность. Поэтому и нужен четвёртый спутник. Его сигнал позволяет получить с помощью тригонометрических вычислений достаточно точные координаты.



Ещё немного теории.

- Чего я не пойму, как можно брать за точку отсчёта что-то летящее на высоте более 10000 км со скоростью несколько километров в секунду? - спросил Антон, когда они снова двинулись в путь.
- На самом деле высокая траектория - большой плюс для GPS-спутников. Она позволяет им транслировать свой сигнал на большую площадь земной поверхности.
- А ещё, если вспомнить физику, - подал голос идущий сзади Иван Иванович, довольный, что ему, наконец, представилась возможность проявить свою эрудицию. - Большое значение имеет отсутствие на таком расстоянии от Земли атмосферы. В случае, когда сопротивление воздуха не влияет на спутник, его орбита становится стабильна, а движение описывается несложными формулами.

Драйвер Модемович с уважением посмотрел на друга и добавил:

- К тому же спутник находится под постоянным контролем наземной станции слежения. Два раза в сутки с неё передаётся информация, уточняющая траекторию спутника. Потом она вместе с дальномерным сигналом ретранслируется дальше.
- Подумаешь, - буркнул Незнайкин, недовольный, что его перебили. – Ты, если такой умный, объясни, что это за дальномерный сигнал?
- С радостью, если, конечно, Антон пообещает больше не заслушиваться и не падать в ручьи.
- А чего сразу Антон! - взвился мальчик. - Это всё камень.
- Ладно, ладно, - Драйвер примирительно поднял руки. - Верю. Насчет сигнала... Это всего лишь набор коротких импульсов. Но точно такой же набор генерируется и в GPS-приёмнике. Оба сигнала синхронизированы по времени и, сравнивая их, приёмник вычисляет временную задержку, с которой приходит код от спутника.



- Па-аня-ятно, - протянул Антон, который на самом деле мало что понял. - А я вот слышал, что для покупки GPS-приёмника нужно какое-то разрешение.
- Для покупки нет, а вот для использования, по идее, необходимо разрешение Госсвязьнадзора.
- Вот те раз, зачем это? - Иван Иванович остановился.
- Вроде как для борьбы с просачивающимися через границу шпиёнами.
- Смешно.
- Смешно-то смешно, но любой представитель правоохранительных органов может изъять незарегистрированный GPS-приёмник.
- Поэтому вы его постоянно прячете в чехол и убираете в кармашек.
- В том числе, - усмехнулся Драйвер Модемович, - но главным образом, чтобы не потерять. К тому же, влагонепроницаемый чехол не помешает любой электронике, в том числе водонепроницаемой.

Так, за непринуждённым разговором путешественники добрались до озера. До самого вечера они плескались, загорали и ловили рыбу, а на следующее утро они двинулись в обратную дорогу.


© Андрей Мочков, Mobiset.ru
Дата публикации статьи - 27 марта 2009 г.

Твитнуть

Наша группа ВКонтакте - присоединяйся!

Оперативная и эксклюзивная информация - в 140 знаках! Подписывайтесь на наш канал:
Читать @Mobiset

comments powered by Disqus

Смотрите также:

GPS – часть 5. Зачем GPS в автомобиле?

GPS – Часть 4. Почему люди не летают, как птицы?

GPS - наш рулевой. По долинам и по взгорьям. Часть 3

Что такое GPS, или большая прогулка. Часть 1