Еще несколько лет назад объективными ориентирами для заядлого путешественника могли быть компас в руках да звездное небо над головой. Но прогресс не стоит на месте, и сейчас уже трудно представить настоящих любителей дальних странствий без спутникового устройства навигации в кармане. А между тем многие даже не подозревают о подобных системах, которые, к слову сказать, абсолютно бесплатны и доступны для всех.

Изображение 1. GPS-система прошлого :)

GPS - это просто
В настоящее время в мире существуют две независимые спутниковые группировки, обеспечивающие точное ориентирование на Земле: американская Navstar ( она же GPS ) и российская Глонасс. Конечно, есть еще амбициозные планы под названием Galileo у европейцев, но их первые космические аппараты появятся на орбите лишь в 2007 году и то лишь при условии тесного сотрудничества с американскими специалистами. Так что пока стоит вести разговор о GPS ( Global Positioning System ) и Глонасс ( ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система ).
В извечном споре двух локомотивов технических инноваций первыми оказались североамериканцы, которые запустили свой испытательный GPS-спутник в феврале 1978 года, в то время как наш аналогичный сателлит послал свои первые служебные радиосигналы только в октябре 1982 года. Трудно сказать, кто у кого "списывал", но в итоге обе навигационные системы оказались очень похожими не только по назначению ( военные цели ), но и в физико-технических деталях. Правда, не стоит забывать, что законы астрономии и физики едины для всех и все характерные параметры были подобраны не случайно.
Не секрет, что над нашими головами в шести орбитальных плоскостях в определенных точках находятся 24 американских спутника ( чем больше тем лучше :), которые регулярно посылают радиосигналы определенного протокола в двух частотных диапазонах: L1( 1575.42МГц ) и L2( 1227.60МГц ). Каждая серия служебного послания с орбиты ( около 17000 км ) содержит код спутника, его пространственные координаты, точное бортовое время и некоторые другие данные. Частотное дублирование одной и той же информации необходимо, чтобы разделять гражданское и военное применение полученных данных, для чего в эту информацию на частоте L1 закладывают искусственные погрешности точности, а радиосигнал L2 кодируется от несанкционированного использования.
В идеале, на Земле полученные данные ( координаты сателлита и точное время послания ) от двух спутников можно использовать для вычислений удаленности от этих спутников и местоположения приемника с учетом того, что скорость распространения радиосигнала равна скорости света ( по крайней мере, в космосе :). Но основным условием такого минимума оптимального функционирования является абсолютно синхронизированное время на дорогих атомных часах спутников и на дешевом кварцевом хронометре приемника. Разумеется, этого очень сложно добиться по разным причинам, поэтому на практике необходим радиосигнал с третьего спутника, который дает достаточно точные координаты приемника на Земле, используя результаты решения небольшой системы уравнений, - без учета установленного в GPS-ресивере времени. Более того, полезный сигнал от четвертого спутника позволит уточнить не только координаты GPS-приемника на плоскости, но и вычислить его высоту над уровнем моря ( наряду с широтой и долготой устройства ).
Забегая вперед, заметим, что в наших испытаниях GPS-приборов мы легко улавливали сигналы от трех-четырех навигационных спутников группировки Navstar даже на самых узких и высоких улочках Москвы, а точность определения нашего местоположения составляла не менее 5-10 м. Такое тонкое вычисление координат реально лишь в глобальной системе GPS и только с мая 2000 года, когда мудрость американского президента позволила остановить искусственное завышение погрешностей на частоте L1. Что касается отечественной навигационной системы Глонасс, то здесь по-прежнему существует ограничение на вычисление наземных координат с точностью не менее 50 м ( по высоте - не менее 70 м ) и именно поэтому во всем мире популярна лишь одна навигационная система Navstar.
Но не стоит думать, что наше детище, состоящее из 24 спутников в 3-х орбитальных плоскостях высотой 19100 км и работающее на частотах L1 ( 1600 МГц ) и L2 ( 1200 МГц ), хуже американского. Например, полноценный анализ информации, снятой с частоты L2 ( для военных целей ), позволил бы вычислить местоположение объекта с поддержкой GPS с точностью до нескольких десятков сантиметров ( ! ). А более высокая орбита всей группировки сателлитов и ее оптимальный угол наклона дает лучшую вероятность уверенного приема радиосигналов на местности со сложным рельефом ( например, в ущельях или на улицах высотных городов ). Тем не менее подавляющее большинство бытовых GPS-решений ориентировано на работу с системой Navstar и ее спутниками и все наше дальнейшее повествование будет связано с ней.

Изображение 2. Схема расположения спутниковой группировки Navstar

Изображение 3. Вот так выглядит GPS-спутник

Аппаратная часть
Очевидно, что в реальной жизни знание координат собственного местоположения GPS-приемника важно лишь в привязке к карте местности. И здесь существует ряд различных связок типа УСТРОЙСТВО GPS + ПРОГРАММНАЯ КАРТА. Не учитывая категорию специализированных устройств ( маршрутные компьютеры ), которые имеют встроенный модуль GPS и интегрированную низкокачественную карту мира, можно назвать наиболее универсальными и полезными решения на базе ноутбука или карманного компьютера ( КПК ), причем особо интересными выглядят варианты именно на базе последнего. Судите сами:

Как видите, неоспоримые преимущества "наладонников" на лицо. Жаль только, что и в их аппаратном лагере существует свое глобальное раздвоение на альтернативные платформы: Pocket PC, функционирующую на операционной системе Windows Mobile, и Palm, использующую операционку Palm OS. Разумеется, для обеих платформ существуют отличные картографические программы, имеющие GPS-расширения. Но в России абсолютным и единоличным лидером является карманный компьютер Pocket PC из-за доступного ПО, любви населения к компании Microsoft и поддержки режима многозадачности. И в самую первую очередь мы рассмотрим практические реализации построения навигационных систем на основе КПК Pocket PC.
Мобильные компьютеры в основном различаются мощностью процессора, объемом оперативной памяти, объемом встроенной памяти, на которую можно записать нужную программу, слотами расширения для разных флэш-карточек и факультативными возможностями. Из всего потрясающего многообразия карманных конфигураций на основе ОС Windows Mobile для любителей автопробегов выгодно выделяется КПК Mitac Mio 168: интегрированный приемник GPS-сигналов, удобный автомобильный держатель для лобового стекла, адаптер питания, совместимый с разъемом прикуривателя в салоне машины. Дизайн модели Mio 168 выполнен в стандартной серебристой гамме. Расположение четырех управляющих кнопок и навигационного джойстика представляется удобным в работе. GPS-антенна КПК упрятана на задней стенке корпуса и раскрывается в необходимые моменты подобно раскладушке. А вот слабый процессор и небольшой объем ПЗУ видятся нам не самым разумным инженерным решением, тем более что стоимость КПК Mitac Mio 168 довольно высока. Конечно, сравнительно малый размер встроенной памяти компенсируется наличием слота SD/MMC флэш-карточек, а вот скромные возможности процессора скажутся на "резвости" ПО ( например, выполнение картографических программ ).

Изображение 4. КПК Mitac Mio 168

Изображение 5. GPS-модуль для слотов CompactFlash или PCMCIA

В отличие от устройства Mitac Mio 168, отечественная модель RoverPC S1 не имеет встроенного GPS-ресивера, но имеет расширение для карточек SD/MMC в которое можно подключить факультативный GPS адаптер. Хотя стоимость такого решения будет несколько высокой, стоит учитывать, что S1 имеет в себе интегрированный телефон GSM ( 900/1800/1900 ), что может быть очень полезным в дальних путешествиях. И хотя RoverPC S1 имеет классические габариты КПК, его съемная панель-клавиатура придает устройству очертания телефона.
Вот только аккумулятор такого гибридного аппарата очень быстро разряжается ( смотри таблицу №2 ). Более того, вторая резервная батарея с частотой в пять минут звонко напоминает о своей приближающейся кончине, хотя продолжает работать и работать. Мы даже меняли экземпляры КПК, но проблема со второй резервной батареей была везде. Только представьте себе, Вы даже входящей звонок не сможете принять, пока не нажмете кнопку ОК на информационном сообщении о мнимой проблеме. Очень раздражает..
Еще одним недостатком КПК RoverPC S1 можно назвать отсутствие джойстика управления, что не позволяет играть в большинство современных игр для PocketPC, хотя высокая производительность процессора Intel XScale PXA255, 400МГц просто создана для развлекательного ПО. Тем не менее, простые офисные приложения, включая GPS-карты, прекрасно адаптированы к такому КПК.

Изображение 6. КПК RoverPC S1

Изображение 7. КПК ASUS MyPal A620BT

Все перечисленные недостатки теряют актуальность в модели ASUS MyPal A620BT, однако функций в виде интегрированного GPS или GSM не предусмотрено. Все необходимые опции придется выстраивать в виде дополнительных аксессуаров. Например, адаптер MaxSelect GPS CompactFlash ( Рис. 6 ) совместим с КПК ASUS A620BT, стоит лишних 100 долл. и дарит кучу антенных проводов. Но эту же модель можно использовать для GPS-навигации на базе простого ноутбука, так что есть в таком решении и плюсы с точки зрения универсальности. При этом не стоит забывать, что модель MyPal A620BT обладает интегрированным радиоконтроллером Bluetooth, а значит, любой GPS-модуль с поддержкой этого стандарта ( например, MaxSelect Bluetooth GPS ) будет совместим с этим КПК. Разумеется, тот же GPS-адаптер легко может быть использован как с ноутбуком, так и с обычным настольным компьютером.
Если внимательно изучить наши данные, приведенные в таблицах, выгодным вариантом для GPS-ориентирования является связка КПК ASUS MyPal A620BT + Адаптер GPS. Да, в том, что касается производительности, универсальности и функциональности, это именно так. Но если вы "далеки" от компьютеров, а GPS-функция часто необходима, то советуем присмотреться к компьютеру Mitac Mio 168. Он медленнее "подгружает" карты, но простота его настройки будет регулярно вас радовать, тем более что в качестве компромиссного бонуса пользователь получит свободный слот для флэш-карточек, а это лишние мегабайты для дополнительных программ в дороге.

Изображение 8. GPS-модуль стандарта Bluetooth

Изображение 9. Bluetooth-адаптер для порта USB

Таблица 1. Сравнение технических характеристик КПК для GPS-навигации ( * )

Модель КПК	Ориентировочная стоимость, долл.	Тип процессора	Объем ОЗУ, Мбайт	Объем ПЗУ, Мбайт	Слоты расширения	Тип аккумулятора	Размеры ДхШхВ, мм	Вес, г	Коммуникационные интерфейсы	Необходимые дополнительные GPS-адаптеры
Mitac Mio 168	390	Intel XScale PXA255, 300МГц	64	32	SD/MMC	Li-Ion 1350 мА/ч	112x69,6x13,3	120	Встроенный GPS, IrDA, USB	не надо
RoverPC S1	495	Intel XScale PXA255, 400МГц	64	64	SD/MMC	Li-Ion 900 мА/ч	112x69,6x13,3	120	Трех диапазонный GSM, IrDA, USB	Адаптер GPS для слота SD
ASUS MyPal A620BT	380	Intel XScale PXA255, 400	64	64	CompactFlash Type II	Li-Ion 1300 мА/ч	125x76,8x13,3	140	Bluetooth, IrDA, USB	Адаптер GPS для слота CF

( * ) - Характеристики ЖК-дисплеев одинаковы для всех КПК: сенсорная TFT панель, диагональ - 3,5 дюйма, разрешение 320х240 пикселов, 65 тысяч цветов

Таблица 2. Результаты производительности КПК по тесту SiSoft Sandra 2004 Pro SP1

Модель КПК	Арифметический тест процессора, баллы	Мультимедийный тест процессора, баллы	Тест пропускной способности памяти, баллы	Тест файловой системы, баллы	Продолжительность автономной работы КПК, мин
Mitac Mio 168	283	974	98	1375	287
RoverPC S1	372	1280	101	1419	194
ASUS MyPal A620BT	380	1306	150	2009	233

Программное обеспечение
Если проанализировать все вышесказанное, можно легко выбрать удобное для вас конфигурационное решение или его рыночный аналог, который может быть ничуть не хуже рассмотренного варианта. Но ведь КПК без программы - это всего лишь удобная записная книжка и стоит внимательно подойти к выбору ПО.
Бесспорным мировым лидером среди программ GPS-навигации является условно бесплатное приложение OziExplorerCE ( www.oziexplorer.com ). Этот старейший продукт имеет ряд карт любой точки Земного шара, в т.ч. территории России. К сожалению, кроме Европы и США, большинство карт не отличается высокой детализацией и создано обычными энтузиастами путем простого импортирования растровых заготовок. Прямо с сайта OziExplorer можно скачать как саму программу, так и все имеющиеся карты. Там же даны ссылки на карты из других источников.
Программа OziExplorerCE при работе с векторными картами умеет менять масштаб, прокладывать маршрут движения, ставить закладные флажки в нужных местах. Кроме того, она следит за скоростью перемещения владельца и делает звуковые предупреждения в случае ее превышения.
Хотя программа стоит всего 30 долл., мы были полностью удовлетворены и возможностями бесплатной версии. Она лишь рисовала лишние водяные знаки на картах и позволяла работать с собой сессиями по 20 мин.
Правда, OziExplorerCE вскоре может решиться статуса популярнейшего навигатора, поскольку компания Microsoft встроила поддержку GPS-маршрутизации в свою новую версию глобального атласа MS AutoRoute ( www.microsoft.com/mappoint/pocketstreets ) для платформы PocketPC ( теперь от называется Pocket Streets For Pocket PC и даже Pocket Streets for Smartphone ) и сильно наступает на пятки вчерашнему монополисту. Вот только Российские регионы в MS AutoRoute представлены линиями только самых крупных трасс, шоссе и улиц.
Существенным недостатком программ Pocket Streets и OziExplorerCE для жителя РФ является их англоязычный интерфейс. Но и это неудобство - не катастрофа, тем более что схема управления картографическим приложением OziExplorerCE стала классикой и используется у всех отечественных конкурентов.
Например, российский продукт ПалмГИСGPS v3.0 ( www.kiberso.com ) компании "КИБЕРСО" ( КИБЕРнетика Среды Обитания ) является лучшим навигатором по нашему отечеству. Эта программа позволяет отображать на экране карту города в различных масштабах; получать справочную информацию об объектах на карте, расставлять на ней флажки-закладки в нужных местах; искать объекты по адресу, названию или закладке; прокладывать кратчайший маршрут движения на автомобиле с учетом всех дорожных знаков ГАИ и возможных пробок, при условии подключения КПК к каналу радиопробок SmiLink ( www.smilink.ru ). Кроме того, ПалмГИСGPS умеет отслеживать ваше передвижение по карте города и подавать голосовые подсказки в соответствии с заложенным маршрутом.
Заметим, что программа "заточена" для удобного ориентирования в Москве и Московской области. На карте схематично даны точные очертания каждого дома и всех достопримечательностей региона. Такие же детализированные векторные карты существуют для Украины ( www.gpsnavigator.net ) и ОАЭ. А на сайте производителя имеется информация об амбициозных планах охвата всех российских областей и возможности загрузки растровых карт любой местности. Кстати, последняя функция легко реализуема и, осуществив ее, можно пользоваться всеми преимуществами GPS-навигации ( после стандартной координатной привязки ).
Теперь о недостатках. Программа ПалмГИСGPS стоит 70 долл. и не имеет бесплатной версии. Хотя сложная система активации приложения надежно защищает её, в Интернете легко доступна OEM-версия второй редакции, которая поставлялась компанией "КИБЕРСО" для КПК производства Rover Computers. Этой версией можно пользоваться, но по интерфейсу и функциональности она сильно уступает новому варианту ПалмГИСGPS v3.0.

Изображение 10. Снимки с экрана программы ПалмГИСGPS v3.0. Сверху: экраны настройки программы, снизу: рабочие моменты

Как принято на рынках цивилизованных стран, в России тоже имеется альтернативное решение для GPS-ориентирования - программа PocketGPS PRO Moscow v2.0 ( www.pocketgps.ru ) компании "МакЦентр". На первый взгляд, PocketGPS и ПалмГИСGPS близнецы-братья и мало чем отличаются друг от друга, но все же после близкого знакомства разница становится очевидной:

Однако у программы компании "МакЦентр" есть и ряд бесспорных плюсов:

Таким образом, если вы плохо знаете столичные транспортные артерии и не собираетесь пересекать на автомобиле границы Московской области, то программа PocketGPS PRO Moscow v2.0 может стать для вас отличным выбором. Тем более что компания "МакЦентр" предлагает к продаже готовые и настроенные комплекты Mitac Mio 168 + PocketGPS PRO Moscow v2.0, что без сомнения будет хорошим подарком для автолюбителей.

Изображение 11. Рабочие моменты с программой PocketGPS PRO Moscow v2.0

Заключение
К завершению комплексного обзора доступных GPS-решений, нам хочется заметить, что американская программа спутниковой навигации для всех жителей планеты контролируется Министерством Обороны США ( US Department of Defense ) и она уже профинансирована до 2007 года. И, конечно, этот спутниковый проект будет своевременно пролонгирован, а значит присоединиться к нему никогда не поздно. Помните, что GPS-приемники не излучают сигналов, а значит, сделать GPS-услуги платными в будущем не представляется возможным даже в моменты приступа жадности у некоторых коммерсантов.
В тоже время прогресс не стоит на месте и в недрах Министерства Обороны США ученые разрабатывают новую навигационную систему GPS-2. Ей будут не нужны дорогостоящие спутниковые группировки, а в качестве служебных маяков навигационных радиосигналов будут выступать далекие пульсары, обладающие ренгеновским излучением. Но эта интересная тема будет освещена в наших следующих материалах.

>> НАВЕРХ СТРАНИЦЫ <<