Применение GNSS в геодезии

Сегодня самый простой GPS приёмник стоит $100, и преградой  для получения радиосигнала могут  стать горы, густые леса и прочие плотные "помехи". Самый современный  стоит $30 тысяч, и, соответственно, возможности  его куда более впечатляющие. Читайте также о том, как правильно выбрать GPS-ресивер.

А в целом, GPS сейчас встраивают во всё, что только можно — от телефона (здесь особенно силён Benefon), плеера до бортового компьютера автомобиля.

  Еще в 1983 г. президент США официально заявил, что GPS-система должна быть доступна каждому. Крайне важным для развития GPS-приложений стало и решение президента США об отмене с 1 мая 2000 г. режима «селективного доступа». Теперь каждый любительский GPS-терминал может определять координаты с точностью в несколько метров (а не несколько десятков метров, как раньше).

   После отмены режима «селективного доступа» гражданские приемники «привязываются к местности» с погрешностью 3-5 м (высота определяется с точностью около 10 м). Данные цифры соответствуют одновременному приему сигнала с 6-8 GPS-спутников (большинство современных аппаратов имеют 12-канальный приемник, позволяющий одновременно обрабатывать информацию от 12 спутников).  
GPS - cистема используется во всем мире для решения как военных, так и гражданских навигационных задач. С ее помощью контролируются транспортные и грузовые перевозки, отслеживается местонахождение потерянных или угнанных транспортных средств, ведется поиск людей в чрезвычайных ситуациях, проводятся исследования миграции животных и др.

   GPS-приемники  встраивают в автомобили, сотовые  телефоны и даже наручные часы! Все морские суда оборудованы GPS-приемниками. Созданы и чипы, совмещающие в себе миниатюрный GPS-приемник и модуль GSM — устройствами на его базе предлагается оснащать собачьи ошейники, чтобы хозяин мог без труда обнаружить потерявшегося пса. Например, американская компания AVID Identification Systems разработала идентификационный GPS-микрочип (размером с рисовое зернышко), который вживляется собаке в холку. Каждому микрочипу присваивается уникальный номер. С помощью такого микрочипа можно быстро найти потерявшуюся собаку.

   В свою очередь, компания US Wireless разработала GPS-систему RadioCamera, предназначенную для оперативного сбора информации о ситуации на дорогах путем анализа сигналов сотовых телефонов. Радиосигналы сотовых телефонов поступают в центральный компьютер, определяющий местоположение разговаривающих абонентов с целью расчета расстояния между ними и определения изменения скорости движения автомобилей. Пеленгуя каждый отдельный мобильный телефон, оператор системы может определять место, скорость и направление движение автомобиля (в котором находится данный телефон). Благодаря системе RadioCamera возможно прогнозировать дорожные пробки за час до их возникновения. Кроме того, если телефон долго находится на одном месте без движения, то возможно, там произошла авария. Информация о всевозможных пробках поступает на электронные доски объявлений, а водителям предлагаются альтернативные маршруты движения. В настоящее время компания US Wireless разрабатывает также систему автоматического расчета оптимальных маршрутов движения, гибко реагирующую на любое критическое изменение ситуации.

   Следует также  упомянуть технологию GlobalTrax разработки американской компании GeoSpatial Technologies, предназначенную  для слежения за перемещениями автомобилей. С ее помощью можно отследить  перемещения автомобиля в любое время суток и в любом месте. В технологии GlobalTrax применяются GPS-система и геоинформационные системы. Их совместное использование позволяет определить местонахождение любого автомобиля со встроенным GPS-приемником с точностью до 3 м. Данные можно получать при помощи портативного компьютера, подключенного к Интернет. В этом случае точные координаты сопровождаются указанием на карте. Можно использовать и мобильный телефон (поступает только текстовая информация с координатами). Графическое изображение местности обновляется с частотой 1 раз в секунду.

   Компания Qualcomm использует ПО локализации сотовых телефонов разработки своей дочерней фирмы SnapTrack в системе глобального позиционирования gpsOne, задачей которой является отслеживание местоположения владельцев мобильных телефонов при чрезвычайных ситуациях (например, определение местонахождения владельца сотового телефона, позвонившего по 911). Это значительно упрощает работу спасательных служб.  
Кроме того, компании Phone.com (разработчик решений мобильного доступа в Интернет) и SnapTrack совместно создают технологию определения местонахождения мобильного абонента на основе платформы Mobile Location Server (MLS) от компании Phone.com. Платформа MLS и ПО SnapSmart компании SnapTrack обеспечивают точное определение координат (с точностью от 3 до 20 м) в условиях, когда стандартные методы GPS-технологии не всегда работают (например, внутри зданий, на городских улицах и т. д.).

   Благодаря появлению недорогих GPS-приемников процедура определения координат на местности стала простой и доступной, что дало своеобразный импульс и к развитию систем электронной картографии. Например, компания Microsoft предлагает ПО бизнес - картографирования MS MapPoint 2001, входящее в комплект приложений MS Office. С помощью данного ПО можно визуализировать бизнес-данные на основе интеграции электронных карт и демографической информации с документами, созданными средствами MS Office. В MapPoint хранится большой объем демографических сведений (240 категорий данных по США и Канаде и более 40 категорий данных по другим данным).

   Кроме того, поддерживается глобальное позиционирование (пользователи MapPoint могут отслеживать  свое местонахождение на карте во время движения). Компания Garmin предлагает любителям путешествий (туристам, альпинистам, мореплавателям) навигационный прибор eTrex Summit. Он объединяет GPS-приемник, альтиметр (высотометр), электронный компас и весит около 150 г. У компании Garmin есть и более ранняя модель GPS-навигатора Garmin GPS II+, на примере которой можно рассмотреть, как используются подобные устройства.

   Вес GPS-навигатора Garmin GPS II+255 г, а размеры — 59х127х41 мм (дисплей — 56х38 мм). Он питается от 4 пальчиковых батареек АА (ресурс — 24 часа непрерывной работы) или внешнего источника. При включении Garmin GPS II+ начинается процесс сбора информации со спутников, а на экране появляется мультипликация (вращающийся земной шар). После первоначальной инициализации на дисплее возникает примитивная карта неба с номерами видимых спутников, а рядом — гистограмма, свидетельствующая об уровне сигнала от каждого спутника. Кроме того, указывается погрешность навигации (в метрах) — чем больше спутников видит GPS-приемник, тем, разумеется, точнее будет определение координат.

   Интерфейс GPS II+ построен по принципу «перелистываемых» страниц (для этого есть специальная кнопка PAGE). Есть также «страница навигации», «карта», «страница возврата», «страница меню» и ряд других. На странице навигации отображаются: абсолютные географические координаты, пройденный путь, мгновенная и средняя скорости движения, высота над уровнем моря, время движения и, в верхней части экрана, электронный компас. Пройденный путь отображается на «карте». Масштаб карты меняется от десятков метров до сотен километров. В памяти прибора есть координаты основных населенных пунктов всего мира. Для определения направления движения к пункту назначения необходимо найти его в памяти GPS-навигатора, нажать кнопку GO TO, и на экране появится локальное направление движения: глобальное направление; количество километров (по прямой), оставшееся до точки назначения; средняя скорость и расчетное время прибытия. Не менее полезной является и так называемая функция возврата. В память устройства можно записывать ключевые точки (waypoints), которые пользователь может называть по своему усмотрению. Кроме того, предусмотрены различные пиктограммы для отображения информации на дисплее. Можно также включить функцию возврата к точке (любой из ранее записанных). Кроме движения к записанной метке по прямой в Garmin реализована функция TrackBack — возврат по своему пути. Иначе говоря, кривая движения аппроксимируется рядом прямолинейных участков, а в точках излома ставятся метки. На каждом прямолинейном участке GPS-навигатор ведет пользователя к ближайшей метке, по достижении же ее осуществляется автоматическое переключение на следующую метку. Реализована и функция смены ориентации дисплея — можно использовать аппарат как в горизонтальном (автомобильном), так и в вертикальном (пешеходном) положении.

Заключение

        Количество разрабатываемых систем позиционирования мобильных абонентов постоянно растет. Все ведущие телекоммуникационные компании тратят огромные средства на реализацию проектов создания таких систем. В то же время, не следует забывать, что у технологий позиционирования двойное назначение. С их помощью можно проследить местонахождение любого владельца мобильного устройства вне зависимости от его желания. Характерный пример этому турецкий мятежник Оджалан был запеленгован и пойман, когда разговаривал по мобильному телефону стандарта GSM. Вспомним и до конца еще невыясненную историю с гибелью Джохара Дудаева, когда, якобы, ракета, уничтожившая его, наводилась по сигналу с его мобильного телефона. Вследствие озабоченности пользователей по поводу возможного отслеживания их перемещений некоторые компании уже ввели в предлагаемые ими решения опцию отключения системы по желанию клиента (CPS, Cellpoint Systems и др.). И все же, несмотря на все эти вполне обоснованные опасения пользователей, системы позиционирования, безусловно, нужны, и их ждет большое будущее.  
 
 
 
 
 
 

Список используемых сайтов:

http://www.membrana.ru/articles/simply/

http://www.masters.donntu.edu.ua/2001/ggeo/dzekanyuk/projects/

http://www.trimblegnss.ru/

http://www.ci.ru/inform23_00/p098gps.htm