GPS - навигаторы

Работая заведующим отделом в одном из магазинов, торгующим снаряжением для охотников и рыболовов Санкт-Петербурга, мне часто приходится стоять за прилавком и консультировать покупателей. Очень многие «продвинутые» рыболовы и охотники не только не пользуются навигаторами, но даже не представляют, на каком принципе основана их работа. Все дело в том, что информации по навигаторам в печати очень мало, а та, что есть, носит, в основном, рекламный характер.

Принцип работы GPS навигации

Имея большой опыт общения с навигаторами, я попытаюсь наиболее доходчиво, не очень вдаваясь в сложные технические подробности, рассказать об их возможностях, наиболее популярных моделях, применении и системе GPS в целом.

Изобретение спутниковых систем навигации по своей значимости можно сравнить с изобретением мобильной связи, спутниковых телевидения и телефонии. Человек, который хоть один раз в жизни оказывался в незнакомой местности, вдали от дорог и других ориентиров, по достоинству оценит это величайшее изобретение 20 века.

Сегодня GPS - навигация становится чрезвычайно популярной среди любителей пешего, горного, водного и лыжного туризма, охотников и рыболовов, велосипедистов и многих других любителей активного отдыха. Тому, кому нужно знать, где он находится, откуда пришел, как ему добраться до нужного места, с какой скоростью он движется и когда доберется до цели - можно посоветовать воспользоваться преимуществами, предоставляемыми GPS.

Навигация, в современном своем виде, основана на таких дисциплинах, как астрономия, картография, геодезия. Работа штурмана требует множества специальных знаний, навыков работы с навигационными приборами, картами, справочниками. Недаром на судне штурман является вторым человеком после капитана. Ошибки штурмана нередко приводят к трагическим последствиям.

Основные задачи, решаемые навигацией - выбор безопасного и кратчайшего пути, определение места, скорости и направления движения, оценка точности этих определений. Со всеми этими задачами с легкостью справится грамотный пользователь спутникового навигатора, не обремененный тем огромным объемом знаний, необходимых профессиональному штурману в его работе.

Система GPS (Global Positioning System - всемирная система определения координат) является наиболее ярким примером конверсии, и была разработана по заказу Министерства обороны США в конце семидесятых годов 20-го столетия. В восьмидесятых годах систему GPS (официальное название - NAVSTAR - NAVigation System with Timing And Ranging - навигационная система определения времени и дальности) открыли для гражданского использования.

Система GPS работает при любых погодных условиях по всему миру 24 часа в сутки. С ее помощью можно с высокой степенью точности определять координаты и скорость подвижных объектов. За пользование услугами системы GPS не взимается ни абонентская плата, ни плата за подключение. Все, что нужно для пользования системой GPS - это приобрести GPS-приемник (спутниковый навигатор).

Система состоит из 24 спутников (на самом деле спутников больше, но некоторые из них находятся в резерве), вращающихся по 6 орбитам на высоте около 20 000 км с периодом обращения 12 часов, нескольких наземных станций слежения, систем связи и центрального пункта управления. Наклон орбит к земному экватору - 55 градусов, угол между плоскостями орбит - 60 градусов.

Каждый спутник весит меньше 1 т и имеет размер около 5 м (с раскрытыми солнечными батареями). Мощность радиопередатчика - не более 50 Вт. Спутники рассчитаны на работу примерно в течение 10 лет. Новые спутники изготавливаются и запускаются на орбиту по мере необходимости. Спутники GPS способны передвигаться по орбитам, заполняя бреши в системе (если один из них вышел из строя). Важным элементом спутника являются атомные часы, рубидиевые и цезиевые, по четыре на каждом.

Орбиты спутников располагаются примерно между 60 градусами северной и южной широты. Этим обеспечивается устойчивый прием сигнала от нескольких спутников повсеместно в любое время. "Увидеть" спутники можно даже на полюсах, правда, они не будут пролетать прямо над головой.

Наземная часть Системы GPS состоит из 4 станций слежения, расположенных на тропических островах. Они отслеживают видимые спутники и передают данные на Главную станцию управления и контроля на авиабазе в Колорадо-Спрингс для обработки на сложных компьютерных программных моделях. Эти наборы данных называются эфемеридами. Через наземные станции данные передаются обратно на спутники, а затем спутник передает их приемникам GPS.

Определение местоположения GPS-приемника основано на измерении задержки прохождения радиосигнала от нескольких спутников и вычисления на основе этих измерений географических координат и высоты над уровнем моря.

Сигнал каждого спутника содержит псевдослучайный код (PRN - Pseudo-Random Number code), эфемериды (ephimeris) и альманах (almanach).

Период повторения кода очень велик, а 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.

Одной из основных технических сложностей описанного выше метода является синхронизация часов на спутнике и в приемнике. Даже мизерная, по обычным меркам, погрешность может привести к огромной ошибке в определении расстояния. Каждый спутник несет на борту высокоточные атомные часы. Понятно, что устанавливать подобные часы в каждый приемник невозможно. Поэтому для коррекции ошибок в определении координат из-за погрешностей встроенных в приемник часов используется некоторая избыточность в данных, необходимых для однозначной привязки к местности.

Псевдослучайный код служит также для идентификации передающего спутника. Все спутники пронумерованы от 1 до 32, и этот номер показывается на экране GPS-приемника во время его работы. Количество номеров больше, чем число спутников. Это облегчает обслуживание GPS-сети: новый спутник может быть запущен, проверен и введен в эксплуатацию еще до того, как старый выйдет из строя. Такому спутнику просто будет присвоен новый номер (от 1 до 32).

Данные эфемерид, постоянно передаваемые каждым спутником, содержат важную информацию: точные параметры орбиты, текущую дату и точное время, прогноз задержки распространения радиосигнала в ионосфере (скорость света меняется при прохождении разных слоев атмосферы), а также сведения о работоспособности спутника.

Данные альманаха содержат служебную информацию о том, где в течение дня должны находиться все GPS-спутники и их состояние (рабочее или нерабочее).

Ваш GPS-приемник получает сообщение от спутника и запоминает эфемериды и данные альманаха для дальнейшего использования. Эта же информация используется для установки или коррекции часов приемника.

Для определения своего местоположения GPS-приемник сравнивает время отправки сигнала со спутника со временем его получения на Земле. Эта разница во времени говорит приемнику о расстоянии до конкретного спутника.

Основой идеи определения координат GPS-приемника является вычисление расстояния от него до нескольких спутников, расположение которых считается известным, (эти данные содержатся в принятом со спутника альманахе). В геодезии метод вычисления положения объекта по измерению его удаленности от точек с заданными координатами используется для триангуляции.

Если известно расстояние X1 до одного спутника, то координаты приемника определить нельзя (он может находиться в любой точке сферы радиусом X1, описанной вокруг спутника). Пусть известна удаленность X2 приемника от второго спутника. В этом случае определение координат также невозможно - объект находится где-то на окружности, которая является пересечением двух сфер с радиусами X1 и X2. Расстояние X3 до третьего спутника сокращает неопределенность в координатах до двух точек. Этого уже достаточно для однозначного определения координат - дело в том, что из двух возможных точек расположения приемника лишь одна находится на поверхности Земли (или в непосредственной близи от нее), а вторая, ложная, оказывается либо глубоко внутри Земли, либо очень высоко над ее поверхностью.

Таким образом, теоретически для трехмерной навигации достаточно знать три расстояния от приемника до трех спутников. Однако, в жизни все не так просто.

Приведенные выше рассуждения были сделаны для случая, когда расстояния от точки наблюдения до спутников известны с абсолютной точностью. Разумеется, как бы ни изощрялись инженеры, некоторая погрешность всегда имеет место (хотя бы из-за неточной синхронизации часов приемника и спутника, зависимости скорости света от состояния атмосферы и т.п.). Поэтому для определения трехмерных координат приемника привлекаются не три, а минимум четыре спутника.

Получив сигнал от четырех (или больше) спутников, приемник ищет точку пересечения соответствующих сфер. Если такой точки нет, процессор приемника начинает методом последовательных приближений корректировать свои часы до тех пор, пока не добьется пересечения всех сфер в одной точке.

Следует отметить, что точность определения координат связана не только с прецизионным расчетом расстояния от приемника до спутников, но и с величиной погрешности задания местоположения самих спутников. Для контроля орбит и координат спутников существуют четыре наземных станции слежения, системы связи и центр управления, подконтрольные Министерству Обороны США. Станции слежения постоянно ведут наблюдения за всеми спутниками системы и передают данные об их орбитах в центр управления, где вычисляются уточнённые элементы траекторий и поправки спутниковых часов.

Указанные параметры вносятся в альманах и передаются на спутники, а те, в свою очередь, отсылают эту информацию всем работающим приемникам. Кроме перечисленных, существует еще масса специальных систем, увеличивающих точность навигации. Отметим здесь, например, особые схемы обработки сигнала, которые снижают ошибки от интерференции (взаимодействия прямого спутникового сигнала с отраженным сигналом от зданий, сооружений и тому подобных объектов).

Каковы факторы, вносящие ошибку в определение местоположения, не позволяющие получить наилучшую точность?

Первым и наиболее существенным из них является т.н. “Режим Избирательного Доступа” (SA - Selective Availability). SA - это преднамеренное уменьшение точности гражданских GPS-навигаторов, осуществляемое Министерством обороны США. SA приводит к уменьшению точности максимум до 100 метров. Почему существует SA? Первоначально GPS была разработана и создана для военных целей. По мере ее внедрения стало ясно, что она может успешно применяться и для ряда гражданских задач. В начале 80-х годов в своей президентской речи Рональд Рейган заявил, что GPS будет доступна каждому - с тем только исключением, что наилучшая точность будет оставлена для военных. С этого времени начался регулярный запуск спутников с возможностью SA. Рациональное зерно в SA - не дать военному противнику или террористическим организациям использовать максимальную точность GPS. В 1996 г. Президент Клинтон подтвердил, что система, работающая на деньги американских налогоплательщиков, и в следующем столетии будет предоставлять свои услуги гражданским пользователям во всем мире.

В мае 2000 г. правительство Соединенных Штатов выключило режим SA, что существенно повысило точность гражданских GPS-приемников. (Сегодня все существующие GPS-спутники имеют возможность и все-таки применяют на практике режим SA, правда, не в том виде, в каком он существовал до мая 2000 года.) Президент США сохраняет за собой право снижать точность сигналов GPS в случае угрозы национальной безопасности.

Другим фактором, влияющим на точность GPS, является геометрия спутников. Простыми словами, понятие “геометрия спутников” означает то, как они расположены друг относительно друга и GPS-приемника. Идеальной является такая геометрия спутников, когда углы между направлениями на них - наибольшие. Плохой считают такую геометрию, когда спутники располагаются на одной линии или близко к ней.

Если, например, приемник “видит” четыре спутника и все четыре расположены в северном направлении, то спутниковая геометрия плохая - ошибка может доходить до 100 - 150 метров. Причем вплоть до того, что приемник вообще не сможет определить свое местоположение. Почему?

Потому что все расстояния, измеренные до спутников, будут лежать в одном глобальном направлении. Это означает, что триангуляция будет плохой и что область пересечения построенных прямых будет довольно большой (т.е. область вероятного положения будет занимать значительное пространство и точно указать координаты невозможно). В этом случае, даже если приемник выдает некоторые значения координат, их точность не будет достаточно хороша.

Если же эти четыре спутника будут находиться в разных направлениях, то точность значительно возрастет. Предположим, что они расположены равномерно по сторонам горизонта - на севере, востоке, юге и западе. Тогда, очевидно, геометрия будет очень хорошей. Область, ограниченная пересекающимися прямыми, соединяющими спутники, будет невелика, что обеспечивает уверенность в правильности рассчитанного местоположения. В этом случае точность может быть наивысшей.

Геометрия спутников становится особенно важной при использовании GPS-приемника в автомобиле, среди высоких зданий, в горах или в глубоких ущельях. Если сигналы от некоторых спутников оказываются экранированными, то точность определения местоположения будет зависеть от оставшихся "видимыми" спутников (а от их количества - возможность провести расчеты вообще).

Чем большая часть неба заслонена искусственными или естественными предметами, тем более сложно определить положение. Хорошие модели GPS-приемников показывают, и сколько спутников находится в зоне видимости, и где они расположены на небе (направление и высоту над горизонтом), чтобы можно было определить, не экранируется ли сигнал от данного спутника.

Другим источником ошибок является переотражение спутникового сигнала от различных объектов. (в быту мы встречаемся с этим явлением в виде появления раздвоенного изображения на экране телевизора.) В случае GPS переотражение возникает при взаимодействии сигнала со зданиями или рельефом местности до того, как он достигнет приемной антенны.

Такому сигналу требуется больше времени для достижения приемника, чем прямому. Увеличение времени заставляет приемник считать, что спутник находится на большем расстоянии, чем на самом деле, и это увеличивает ошибку при определении положения. Ошибки переотражения гораздо меньше 100 м, поскольку только близко расположенные предметы способны дать достаточно сильное эхо.

Существуют ли другие источники погрешностей? Конечно. Например, задержка прохождения сигнала из-за различных атмосферных явлений, так называемых ионосферных и тропосферных задержек. В космосе радиосигналы распространяются со скоростью света, однако при попадании их в ионизированные слои атмосферы Земли они существенно замедляются, причем неравномерно. Для сигналов от разных спутников задержка времени различна.

Ошибки распространения радиоволн зависят от состояния атмосферы и высоты спутника над горизонтом: чем ниже спутник, тем больший путь проходит его сигнал через атмосферу и тем больше искажение. Атмосферные помехи зависят от времени суток: после захода солнца плотность ионосферы и ее влияние на радиосигналы уменьшается (явление, хорошо знакомое радистам-коротковолновикам).

Система GPS использует встроенную модель, которая определяет среднюю величину задержки для частичной коррекции ошибок этого типа.

Бывают также ошибки хода часов приемника. Встроенные часы GPS-приемника уступают в точности атомным часам, находящимся на борту спутников. Это может стать причиной небольших ошибок в определении времени прохождения сигнала. Однако GPS-приемники и вся система в целом спроектированы так, чтобы, по возможности, компенсировать эти ошибки и, надо сказать, что решается эта задача вполне успешно.

Существуют также системные, так называемые орбитальные и эфемероидные ошибки, связанные с неточным определением координат спутников наземными станциями слежения.

После отмены описанного выше режима селективного доступа гражданские GPS-приемники «привязываются к местности» с погрешностью 3 - 5 метров (высота определяется с точностью около 10 метров). Приведенные цифры соответствуют одновременному приему сигнала с 6-8 спутников, (большинство современных аппаратов имеют 12 - канальный приемник, позволяющий одновременно обрабатывать информацию от 12 спутников).

Качественно уменьшить ошибку (до нескольких сантиметров) в измерении координат позволяет режим дифференциальной коррекции (DGPS - Differential GPS). Дифференциальный режим состоит в использовании двух приемников - один неподвижно находится в точке с известными координатами и называется «базовым», а второй, как и раньше, является мобильным. Данные, полученные базовым приемником, используются для коррекции информации, собранной передвижным аппаратом.

Основные функции GPS навигаторов

Описание основных функций навигатора и способов представления информации будем показывать на примере навигатора Garmin Etrex Vista. Дело в том, что на российском рынке представлены, в основном, навигаторы производства Garmin и Magellan. Способы управления и отображения информации (т.е. пользовательский интерфейс) у Гармина и Магеллана очень похожи, и каждый, разобравшись с какой-то одной моделью, легко сможет перейти на другую.

В статье будут рассмотрены общие принципы работы с навигаторами, а модель Vista выбрана, как одна из самых функциональных и популярных среди российских пользователей.

Прежде, чем мы начнем рассматривать различные режимы работы навигаторов, необходимо определиться с терминологией. В переводах описаний к навигаторам встречается разная терминология, но мы будем придерживаться общеизвестной.

Путевая точка (Waypoint) - точка со своим номером или названием, занесенная вами в память навигатора и хранящаяся там до того, пока вы ее принудительно не сотрете. Обычно в памяти современного навигатора можно хранить 250 - 500 путевых точек.

Путевую точку можно запомнить, непосредственно находясь на конкретном месте. Например, можно отметить место оставленной машины, палатку, найденные в водоеме с помощью эхолота яму, банку, свал и т.д.

Путевую точку можно экстраполировать, т.е. нанести на карту и отметить, как представляющую для нас какой-либо интерес. Этот случай хорошо использовать для определения расстояний и направлений до тех точек, в которых мы еще не были, но куда стремимся попасть. Данный режим в полной мере можно использовать только в тех навигаторах, в которых имеется возможность загрузки карт местности (здесь не рассматривается случай, когда у вас есть обычная «бумажная» карта с топографической сеткой). Пример работы в этом режиме рассмотрим в следующей статье. Там же, для пользователей самых простых навигаторов, покажем, как «привязать» точку, заданную навигатором, к обычной карте.

Ну и, наконец, путевую точку можно поставить, просто вводя ее географические координаты, т.е. широту и долготу. Этот режим наиболее часто используется во всевозможных соревнованиях типа спортивного ориентирования, которые проводятся с использованием спутникового навигатора.

Движение к выбранной путевой точке - это основной режим использования навигатора. Любой, даже самый простой и дешевый навигатор, способен предоставить вам возможность работать в этом режиме.

Путь (Track) - траектория вашего движения, тоже состоящая из точек, но ненумерованных и запоминаемых навигатором автоматически в то время, когда он включен, и когда сила сигналов от спутников достаточна для определения местоположения. В более простых моделях эти точки ставятся навигатором через постоянный промежуток времени (обычно через 1 секунду). Более совершенные модели позволяют программировать режим установки точек пути через выбранный вами промежуток времени или какое-либо пройденное расстояние (допустим, через каждые 10 метров). Вообще, режим установки точек пути через выбранное расстояние более удобен с точки зрения экономии памяти прибора. Дело в том, что под точки пути отводится вполне определенное место в памяти прибора. В простых моделях - это 1500-2000 точек, в более современных - 10000 и более. По мере заполнения памяти, отведенной под точки пути, координаты новых точек записываются на место старых, и информация о более ранних точках безвозвратно теряется.

При включении режима Инверсия пути (Track Back) можно очень точно пройти свой путь в обратном направлении. Этот режим иногда бывает очень полезен, например, когда нужно пройти в темноте по фарватеру.

Маршрут (Route) - серия связанных между собой путевых точек. Этот режим движения используется для перемещения от точки к точке. Основных способов использования этого режима движения - два. Первый, это передвижение по дорогам от перекрестка к перекрестку. Второй, преобразование режима Путь в режим Маршрут. Дело в том, что хранить траекторию вашего передвижения в режиме Путь не выгодно с точки зрения экономии памяти навигатора. Поэтому очень часто бывает разумно преобразовать Путь в Маршрут, расставив в характерных местах Путевые точки уже после окончания движения, и внести его в память под своим именем.

Так как навигатор предназначен для работы в разных режимах, вывод информации на дисплей организован в виде так называемых экранов или Страниц (Page).

Основных страниц (Main Page Basics) в навигаторе Vista всего шесть: Спутники, Карта, Навигация, Высотомер, Путевой компьютер и Главное меню. Обычно у всех моделей навигаторов имеется кнопка Page для переключения между основными страницами. Выбрав одну из Основных страниц, можно вызвать страницы нижних уровней, предназначенные для отображения информации в ином виде или для настройки основной страницы. Благодаря такой простой и логичной организации представления данных, разобраться в работе любой модели навигатора можно легко и быстро.

Страница «СПУТНИКИ» («SATELLITTE»)

Отсутствует только у самых примитивных навигаторов, предназначенных для детей и домохозяек. Очень важная страница.

Позволяет в условиях затенения (если вы находитесь в городе, в горах или в густом лесу) правильно сориентироваться и выбрать нужную позицию для улучшения приема. Показывает расположение спутников на небе в данный момент, силу сигнала от каждого, текущие координаты и точность их определения.

На рисунке: Название страницы; Готовность навигатора к работе; Точность определения координат; Карта неба со спутниками. Большой круг - уровень горизонта, малый - 45 градусов к горизонту, точка в центре - зенит. Сверху - север, справа - восток. Спутники, сигнал от которых принимается уверенно, закрашены черным; Относительный уровень сигнала от каждого спутника; Текущие координаты.

Еще раз напомним, что для определения координат приемник должен получить устойчивый сигнал минимум от трех спутников.

Страницы "Спутники" и "Карта"

Страница «КАРТА» («MAP»)

В том или ином виде присутствует в любом навигаторе. На ней отображаются ваши Путевые точки, Пути и Маршруты. Масштаб карты может меняться от сотен км/см до единиц м/ см. Для изменения масштаба существуют специальные кнопки. В навигаторах, имеющих возможность загрузки электронных карт, на странице Карта отображаются электронные карты местности. К сожалению, на электронных картах не все участки местности одинаково проработаны во всех масштабах. Очень часто встречаются «провалы». Целесообразно тщательно тестировать электронные карты в интересующих вас местах.

На рисунке: Курсор, показывающий вашу позицию и направление вашего движения; Линия вашего Пути; Путевая точка; Масштаб.

Страница «НАВИГАЦИЯ» («NAVIGATION»)

Основная страница при использовании прибора. Навигаторы бывают дорогие и дешевые, простые и сложные, но такой экран есть в каждом. Как уже говорилось, главный и наиболее часто используемый режим навигации - это движение к намеченной точке. Данный режим нагляднее всего реализуется на этой странице.

На рисунке: Точка назначения; Ожидаемое время движения до точки; Расстояние до точки назначения по прямой; Компас; Указатель направления.

Страницы "Навигация" и "Высотомер"

Страница «ВЫСОТОМЕР» («ALTIMETR»)

Высоту, правда, очень приблизительно, определяет любой навигатор, который «видит» не менее 4-х спутников. Высота вычисляется в соответствии с той моделью Земли, которая выбрана в начальных установках навигатора (подробнее - в третьей части статьи). Для точного измерения высоты служит Альтиметр (Барометрический высотомер).

Эта функция имеется не у всех навигаторов, только у дорогих моделей. Принцип работы - в определении атмосферного давления и пересчета его в высоту над уровнем моря или над уровнем поверхности земли. Понятно, что Высотомер нуждается в калибровке перед каждым его использованием. Если атмосферное давление меняется по каким-либо погодным причинам, в соответствии с изменением давления будут изменяться и показания Высотомера. Так как Высотомер по своей сути является барометром, то с его помощью полезно следить за изменением атмосферного давления для прогнозирования изменения погоды.

На рисунке: Текущая высота; Профиль высот; Масштаб по высоте; Масштаб по времени или по расстоянию.

Страница «ПУТЕВОЙ КОМПЬЮТЕР» («TRIP COMPUTER»)

Очень интересная и полезная навигационная функция. В самых простых приборах как отдельная страница отсутствует, но основные элементы имеются на странице Навигации.

Путевой компьютер определяет множество параметров вашего движения и выдает их на экран в удобном для вас виде. Этих параметров может быть очень много, и каждый может для себя выбрать те, которые ему нужны в данный момент. Перечислю некоторые из них: Пройденное расстояние, Время в движении, Время стоянок, Предполагаемое время прибытия в намеченную точку, Текущая скорость, Средняя скорость, Средняя скорость перемещения по всему маршруту с учетом стоянок, Максимальная скорость, Расстояние до текущей точки, Расстояние до конца маршрута, Курс, Отклонение от курса и т.д., и т.п.

Страницы "Путевой компьютер" и "Главное меню"

Страница «ГЛАВНОЕ МЕНЮ» («MAIN MENU»)

Как и страница Навигация, имеется в каждом GPS-приемнике. Из этой страницы можно вызвать любую функцию навигатора, там же сосредоточены основные настройки.

Подменю разделов Главного меню обозначены пиктограммами, которые во всех навигаторах выглядят примерно одинаково.

Отметить (Mark) - позволяет отмечать ваше местоположение в виде путевой точки. Каждой путевой точке автоматически присваивается трехзначный номер. Вы можете отредактировать название, заменив номер именем и назначив точке какой - либо значок в виде пиктограммок (дома, лагеря, отеля и т.д.).

Поиск (Find). Как уже было сказано, в памяти навигатора можно хранить несколько сотен путевых точек и этот режим помогает быстро ориентироваться во всем их обширном списке.

Маршруты (Routes). В этом режиме вы можете создавать и редактировать нужные вам маршруты из имеющихся в памяти вашего приемника путевых точек.

Пути (Tracks). Здесь вы сохраняете пути ваших перемещений, активизируете режим движения вдоль выбранного пути, осуществляете необходимые настройки.

Настройки (Setup). Все общие установки прибора находятся в этом подменю. Вы задаете единицы измерения навигационных параметров (расстояние, скорость, углы и т.д.), формат представления географических координат, устанавливается формат времени, настраиваете экран дисплея, делаете все системные установки.

Приложения (Accessories). Здесь могут быть собраны дополнительные функции прибора, непосредственно не связанные с навигацией. Например, у навигатора Garmin Ftrex Vista -это данные о расположении и движении Солнца и Луны (при активизации напоминает миниатюрный планетарий - очень интересно). К дополнительным функциям также относятся ежедневник-календарь, калькулятор, информатор о наиболее благоприятном времени для охоты и рыбалки в месте вашего расположения (очень сомнительная, по-моему, функция). Иногда в Приложения включают какие-либо игрушки и еще что-то, не имеющее существенного значения.

Некоторые навигаторы (обычно более дорогие модели, оснащенные барометрическим высотомером) снабжаются встроенным электронным компасом. Для чего он нужен? Дело в том, что если вы не двигаетесь, то навигатор может определить только ваше местоположение, но не направление на какую-либо точку. Для определения направления вы должны перемещаться, и чем выше скорость вашего перемещения, тем точнее прибор определяет выбранное направление. Электронный компас - полезная функция, но вместе с барометром, они значительно повышают общую стоимость прибора.

Необходимо сказать и о современной моде применения в навигаторах цветных дисплеев. Да, цветной дисплей очень красив и информативен, но он чуть ли не в полтора раза уменьшает время работы прибора от комплекта батарей.

По поводу питания. В основном, навигаторы питаются от двух батареек размера АА. Более ранним моделям требуется 4 таких батарейки. Существуют малогабаритные модели, питающиеся от двух батареек ААА. Ну и, наконец, есть навигаторы со встроенными литиевыми аккумуляторами. Если вы совершаете непродолжительные путешествия и каждый день возвращаетесь на базу, где есть источник электроэнергии, то вариант со встроенным аккумулятором вам может очень подойти. Для тех, кто отрывается от цивилизации на несколько дней, необходим навигатор с батарейками. В путешествие обычно берут еще фонарики, радиостанции, фотоаппараты и другую технику, и если все они работают на батарейках одного типа (это в идеале), то в критический момент найдется, чем запитать навигатор. Ко многим навигаторам продаются адаптеры для питания от автомобильного прикуривателя.

Практически все современные навигаторы имеют интерфейсный разъем для связи с компьютером. В компьютере вы можете хранить свои путевые точки и маршруты, загружать их в Навигатор по мере надобности, можете загружать из Интернета электронные карты местности (если такая возможность есть у вашего навигатора).

Чувствительность приемной части навигаторов можно повысить, подключив внешнюю антенну. Внешняя антенна полезна при использовании навигатора в автомобиле или на катере. Жаль только, что разъем для внешней антенны имеется только у самых «навороченных» и самых дорогих моделей.

Все представленные ниже навигаторы имеют водонепроницаемый корпус, позволяющий навигатору находиться в воде на глубине 1 м в течение 30 минут (стандарт IPX7). Максимальное ускорение, при котором возможна устойчивая работа прибора, - 6 g. В реальности это означает, что если ваш навигатор выпадет из рук и упадет в лужу или на землю (не на камни), то после этого он будет нормально функционировать. Диапазон рабочих температур от -15 до 70 градусов Цельсия. Этот диапазон касается только самого приемника, и он может превышать диапазон использования некоторых батарей. При высоких температурах алкалиновые батареи могут разрушаться, а при снижении температуры - теряют значительное количество заряда. В этом случае лучше применять литиевые батареи. И последнее, что касается всех навигаторов. При отрицательных температурах жидкокристаллический дисплей сильно тормозит, поэтому держать навигатор желательно под верхней одеждой, хотя в этом случае определять координаты он, скорее всего, не будет.

Навигаторы Garmin eTrex, eTrex Camo, eTrex Summit

Питание - 2 элемента АА, размер корпуса - 110х51х30 мм, размер ЧБ экрана - 53х28 мм, 128х64 пкс (пиксели), вес - 150 г с элементами питания.

Время работы от внутреннего источника питания eTrex, eTrex Camo - около 20 часов, eTrex Summit - около 12 часов (эти данные даются в расчете на использование стандартных алкалиновых батареек Duracell при температуре около 20 градусов и при условии минимального пользования подсветкой экрана).

Навигатор eTrex Summit имеет встроенный электронный компас и барометрический альтиметр.

eTrex Camo выполнен в цвете «камуфляж».

Навигаторы Garmin eTrex Venture, eTrex Legend, eTrex Vista

Это развитие предыдущей группы. Корпус остался тем же, но на лицевой панели добавлена кнопочка - джойстик, при помощи которой можно вызвать практически все функции прибора. Пользоваться ей очень удобно. Часто этим злоупотребляют, и иногда от чрезмерной нагрузки она выходит из строя. Экран остался черно - белым и того же размера, но имеет 4 градации серого, количество пикселей увеличено до 288x160.

Навигаторы этой группы имеют полноценный компьютерный интерфейс, (кабель входит в комплект поставки).

Объем памяти навигаторов eTrex Legend и eTrex Vista 8 и 24 МБ соответственно. Это позволяет загружать электронные карты. Время работы от стандартного комплекта батарей: eTrex Venture - 18 часов, eTrex Legend - 16 часов, eTrex Vista - 10 часов.

Так же, как и eTrex Summit, eTrex Vista снабжен компасом и барометром.

Эта группа навигаторов, по сравнению с предыдущей, имеет более развитое меню, в которое добавлены новые функции: мощный путевой компьютер, калькулятор, записная книжка с календарем, вычислитель площади земельных участков, и «планетарий» (динамика видимого движения Солнца и Луны).

Навигаторы Garmin eTrex Legend С, eTrex Vista С

У навигаторов этой группы немного изменен корпус (он стал более компактным) и установлен цветной жидкокристаллический дисплей (буква С в названии означает Color) 176х220 пкс, 256 цветов. Объем памяти увеличен до 24 МБ, время работы от встроенного источника питания - до 30 часов (паспортные данные). eTrex Vista C традиционно имеет компас и высотомер.

Навигаторы Garmin GPS 76, GPS MAP 76, GPS MAP 76S, GPS MAP 76CS

Эти навигаторы имеют большой, плавающий в воде корпус (157х68х35 мм), крупный экран (56х41 мм, 240х180 пкс, 4 уровня серого, у модели GPS MAP 76CS экран цветной, 56х38 мм, 240х160 пкс, 256 цветов) и большие удобные кнопки. Имеется разъем для подключения внешней антенны. Объем памяти GPS 76 - 1 МБ, GPS MAP 76 - 8 МБ, GPS MAP 76S - 24 МБ, GPS MAP 76CS - 115 МБ. Соответственно электронные карты можно загружать во все, кроме первого. Питание - 2 батареи АА. Время работы от внутреннего источника для GPS MAP 76CS - до 20 часов.

У навигаторов GPS MAP 76S и GPS MAP 76CS, как обычно, имеется барометрический альтиметр и электронный компас.

В корпусе имеется простенький приборчик GPS 72 с экраном 160х120 пкс. Он не имеет разъема для подключения внешней антенны, по своим параметрам и цене является аналогом самого простого навигатора eTrex.

Навигаторы Garmin GPS MAP 60, GPS MAP 60С, GPS MAP 76CS

Навигаторы этой группы являются наиболее продвинутыми в техническом плане. Имеют встроенную, выступающую за габариты корпуса антенну, разъем для подключения внешней антенны, USB-порт для связи с компьютером (у навигатора GPS MAP 76CS из предыдущей группы он также имеется).

Экран 56х30 мм, у цветных моделей - 240х160 пкс, 256 цветов, память - 56 МБ. У GPS MAP 76CS - компас и высотомер. Количество точек в маршрутах по сравнению с предыдущей группой увеличено с 125 до 250.

Навигаторы Garmin Geko 101, Geko 201, Geko 301

Линейка современных бюджетных навигаторов. Имеют компактный корпус (99х48х24 мм, вес - 96 г с батарейками), небольшой черно - белый экран (37х23 мм, 100x64 пкс). Питание - 2 компактные батареи размера ААА (тонкие пальчики). В Geko 301 - альтиметр и компас.

Навигаторы Garmin Forerunner 101, Forerunner 201, Foretrex 101, Foretrex 201

Эти навигаторы созданы на базе навигатора Geko, имеют такой же экран и миниатюрный корпус (83х43х16 мм, вес - 80 грамм), который можно носить на руке, как часы.

Навигаторы Forerunner снабжены калькулятором для подсчета потраченных при занятиях спортом калорий и предназначены, судя по названию, для бегунов.

Forerunner 101 и Foretrex 101 питаются от 2-х батареек ААА (10 часов автономной работы).

Forerunner 201, Foretrex 201 имеют встроенный Li-Ion аккумулятор (15 часов).

Навигаторы Magellan SportTrak и Meridian

Все они имеют сходные параметры: количество путевых точек - 500, количество точек в траекториях - 2000, маршрутов - 20, точек в маршруте - 30. Среди них есть модели с черно-белым и цветным дисплеем (в названии присутствует слово Color). Питаются они от 2-х батарей АА.

Отдельно нужно отметить, что все вышеперечисленные навигаторы русифицированы и имеют описания на русском языке, освоение их не представляет никаких затруднений. Практически все типы навигаторов за отдельную плату могут комплектоваться переходниками для питания от внешних источников питания (например, от автомобильного аккумулятора) и всевозможными креплениями для установки в автомобиле, в катере, на велосипеде и т.д.

Несколько слов о критериях выбора. Здесь я буду высказывать свое личное мнение, которое может не совпадать с мнением других пользователей навигаторов, но для человека, впервые приобретающего такой прибор, на него можно ориентироваться.

Как уже говорилось раньше, основное использование навигатора - это отмечать путевые тоски и запоминать свои перемещения в виде маршрутов. Для этих целей подходит практически любой навигатор, за исключением Geko 101 и Forerunner 101 и 201.

Барометрический альтиметр нужен, на мой взгляд, только для тех, кто занимается воздушными видами спорта и там, где высота меняется быстрее, чем может измениться атмосферное давление. Представляет интерес использование барометрического альтиметра в качестве обычного барометра для предсказания изменения погоды. Электронный компас также иногда может быть полезен.

По поводу электронных карт однозначно ничего сказать не могу. С одной стороны, приятно иметь в навигаторе карту с изменяемым масштабом, но, с другой, плотность заполнения этих карт при изменении масштаба различна, карты не всегда соответствуют действительности. В общем, для ответственных мероприятий намного надежнее пользоваться обычными бумажными крупномасштабными топографическими картами. Тем более, что сейчас имеется возможность за не очень большие деньги такие карты приобретать. В любом случае, всегда с вами должен быть обычный магнитный компас и карта местности, которыми вы должны уметь пользоваться. В экстремальных условиях электронике полностью доверять нельзя.

Применение внешней антенны существенно расширяет возможности навигатора и резко увеличивает его чувствительность.

Я намеренно ничего не пишу о ценах, так как., во-первых, цены на одни и те же модели в разных магазинах могут несколько отличаться, во-вторых, навигаторы, как и любая электроника, дешевеет.

С.Бояр