Ориентация на терена с помощта на сателитни навигационни устройства
Много от методите за ориентиране, описани по-горе, могат да се класифицират като рискови, тъй като съвременният човек, който рядко посещава гората, не притежава способностите за наблюдение, характерни за нашите предци. Но съвременните хора имат възможност да използват научните постижения, по-специално възможностите на сателитната навигация.
Как работи сателитната навигационна система.
G
От какво се състои GPS.
GPS се състои от 24 сателита, работещи в една мрежа, разположени в 6 орбити на височина около 17 000 км над повърхността на Земята. Сателитите се движат постоянно със скорост от около 3 km/s, като правят две пълни завъртания около планетата за по-малко от 24 часа.
Орбитите на спътниците са приблизително между 60 градуса северна и южна ширина. Това постига, че сигналът от поне някои сателити може да бъде получен навсякъде по всяко време. Дори на полюсите можете да "видите" сателити.
Какво е GPS приемник?
GPS приемник или GPS навигатор е устройство, което ви позволява да определите местоположението си навсякъде: на сушата, в морето и в околоземното пространство.
В зависимост от областта на приложение, чийто диапазон е доста широк, както и от цената, която може да варира от стотици до няколко хиляди долара, работата на GPS приемниците също е много разнообразна. Като цяло цялата гама от модели може да се раздели на четири големи групи: - Преносими GPS приемници за индивидуалниприложения.
Тези модели се характеризират с малки размери и широк набор от сервизни функции, от възможността за формиране и изчисляване на маршрута, до функцията за получаване и предаване на електронна поща. - Автомобилни GPS приемници, които са предназначени за монтиране във всякакви наземни превозни средства и имат възможност за свързване на външно приемо-предавателно оборудване за автоматично предаване на параметрите на трафика към контролни центрове. - Морски GPS приемници, оборудвани с ултразвуков ехолот, както и допълнителни сменяеми касети с картографска и хидрографска информация за определени крайбрежни зони. - Авиационни GPS приемници, използвани за пилотиране на самолети, включително търговска авиация.
Как GPS приемникът определя координатите?
За да определи GPS местоположение, приемникът сравнява времето, когато сигналът е изпратен от сателита, с времето, когато е получен на Земята. Тази времева разлика казва на приемника разстоянието до определен спътник. Ако добавите към тази информация за разстоянието, измерено до няколко други сателита, тогава можете да триангулирате местоположението си. Със сигнали от (поне) три спътника могат да се определят географска ширина и дължина - това се нарича 2D фиксиране. Ако има четири или повече сателита, тогава GPS приемникът може да определи позицията в 3-измерното пространство, т.е. посочете географската ширина, дължина и надморска височина. Чрез непрекъснато проследяване на вашето местоположение във времето, приемникът може също така да изчисли вашата скорост и посока.
Какво влияе върху точността на определяне на координатите?
Едно от най-важните предимства на GPS пред предишните наземни системи е възможността за работа при всякакви метеорологични условия. Независимо от целта, за коятоизползвате навигация, GPS приемникът е готов да покаже вашето местоположение - и точно когато имате нужда от него.
Точността на GPS се влияе от геометрията на сателитите. Концепцията за "геометрия на сателита" означава как те са разположени един спрямо друг и GPS приемника. Ако, например, приемникът "вижда" четири сателита и всичките четири са разположени в северна и западна посока, тогава геометрията на сателита е доста лоша. И до факта, че приемникът изобщо няма да може да определи местоположението. Защо? Тъй като всички разстояния, измерени до сателити, ще лежат в една и съща глобална посока. Това означава, че триангулацията ще бъде лоша и че зоната на пресичане на начертаните линии ще бъде доста голяма (т.е. зоната на вероятното положение ще заема значително пространство и е невъзможно да се уточнят точно координатите). В този случай, дори приемникът да даде някакви координатни стойности, тяхната точност няма да е достатъчно добра (може би 100 - 150 m). Ако тези четири сателита са в различни посоки, тогава точността ще се увеличи значително. Сателитната геометрия става особено важна, когато използвате GPS приемник в кола, сред високи сгради, в планини или в дълбоки клисури. Ако сигналите от някои сателити са екранирани, тогава точността на позицията ще зависи от останалите "видими" сателити.
Друг източник на грешки е отразяването на сателитния сигнал от различни обекти. (В ежедневието се сблъскваме с това явление под формата на появата на разделено изображение на телевизионния екран). В случай на GPS, многопътността възниква, когато сигналът взаимодейства със сгради или терен, преди да достигне приемащата антена. Такъв сигнал отнема повече време, за да достигне до приемника, отколкото директен. Товаувеличаването на времето кара приемника да вярва, че сателитът е по-далеч, отколкото е в действителност, и това увеличава грешката в позицията. Такива многолъчи, ако възникнат, могат да добавят около 5 m към общата грешка.
Ориентиране при спортно пътуване със сателитен навигатор.
При туристическо пътуване често има ситуации, когато наличието на GPS устройство в групата улеснява решаването на проблеми, свързани с ориентацията в района.
Определяне на разстоянието до желаната точка и посоката към нея.По правило целта например на еднодневно преминаване е да се стигне до определена точка от маршрута, която е извън видимостта и която не може да бъде достигната просто с пеленг. Ако навигирате само по картата, тогава има възможност да се заблудите.
Ако имате навигатор, можете да направите следното: Определяне на началната точка на картата, където се намираме в момента, и фиксиране на нейните координати на устройството (точка 1). След това измерваме на картата разстоянието и азимута до целта на нашия маршрут. Въведете разстоянието и азимута в GPS и създайте точка 2. и включете функцията за придвижване до дадена точка (Goto).Сега, колкото и да се отклоняваме от маршрута, устройството ще показва посоката към точка 2 и разстоянието до нея. В същото време винаги можете да отговорите на въпроса (особено за децата) „Колко остава да отидете?“.
Определяне на вашето местоположение на земята.Ситуациите, когато трябва да се „прикрепите“ към картата при липса на надеждни ориентири, са доста чести. Например, когато пътувате през тундрата или в гора, е трудно да определите недвусмислено точката, в която се намирате в момента. Трябва да определите местоположението си, за да продължите маршрута в правилната посока. ЗаЗа да направите това, трябва да направите четене на устройството в точката, в която се намираме в момента, и след това да измерите разстоянието и азимута до „надеждната“ точка, чиито координати бяха измерени по-рано. За по-точно местоположение можете да измервате разстояния и азимути на картата за до 2 -3 точки, измерени по-рано. В пресечната точка на сегментите, начертани на картата, ще бъде разположена желаната точка.
Връщане към началната точка по вашия маршрут.Доста често по време на преход трябва да се върнете до определена точка или да се върнете по същия път. Пример за такива ситуации може да бъде пътуването в планината, когато след изкачване на върха в условия на лоша видимост трябва да се върнете точно по пътя на изкачване. В този случай, като създадете следа по време на изкачване, можете точно да се върнете по изминатия път с помощта на GPS.
Ориентиране с подготвена хартиена карта.Има два варианта за използване на GPS по време на преход: 1) с помощта на изготвена хартиена карта, 2) с помощта на електронна карта, въведена в паметта на устройството.
Обикновено за пътуване се използват топографски карти, които имат решетка от координати (в градуси и минути), но можете сами да калибрирате почти всяка карта. Карти на популярни туристически зони могат да бъдат закупени в магазини, които продават GPS.
С помощта на картата можете да планирате маршрут предварително и да въведете координатите на отделните точки по маршрута в устройството. В този случай пътят винаги ще следва "нишката" на маршрута.
С помощта на GPS можете периодично да измервате координатите на района и да ги проверявате с картата. Случва се да ходите по тундрата през зимата, няма ориентири, просто държите посоката според компаса. Минаха примерно два часа, определиха се координатите, постави точка на картата и продължаваш. Важно е само картата да има координатна мрежа иинструментът е калибриран
Ориентация на електронната карта
Някои GPS модели (Garmin eTrex Legend, Vista, eMap, GPSMap и т.н.) ви позволяват да изтеглите векторни карти от вашия компютър на устройството. Днес можете да получите карти, подготвени за GPS, много области на пътуване. Ако имате такова устройство и добра електронна карта, тогава освен обичайната стрелка на GPS екрана ще се показват и околните обекти - реки, пътища, мостове и др.
GPS картата е удобна за къси разстояния. Пример: вървим по магистрала, от която в продължение на километър се разклоняват няколко странични селски пътища. Задачата е да не направите грешка и да не завиете по грешен път. GPS-ът ще покаже точно къде се намираме в момента. Устройството обаче е по-ниско от обикновената карта по отношение на видимостта: малкият GPS екран не ви позволява стратегически да оцените маршрута
Пътуване с кола със сателитна навигация.
За пътуване с кола обикновено се използва GPS, вграден в PDA или комуникатор. Тези устройства ви позволяват да "изтеглите" в тях пътна карта на всеки регион. Специална програма "рутер" ви позволява да изберете най-добрия маршрут между маркираната начална и крайна точка на маршрута. В този случай самото устройство ще посочи пътя на движение на картата и ще информира водача за всички завои и кръстовища по пътя.
Съвременните космически технологии позволяват да се "види" от космоса всяка част от земната повърхност. Специални компютърни програми като Google Earth, комбинирани с Интернет, позволяват онлайн обработката на космически снимки и получаването на изображения с висока разделителна способност. Това е много обещаващо направление за получаване на точни карти на района във всякакъв мащаб. Космическите снимки дават истинскототриизмерно изображение на района. Ако имате определени умения за четене на такива карти, е удобно да ги използвате при туристически пътувания. Интерпретацията на космически изображения и създаването на карти въз основа на тях се извършва от специалисти с помощта на специални компютърни програми.