Світова історія автомобілебудування



Популярне:




Дата : 13-10-2014, 19:28 | Категория: Автоелектрика

«GPS-навігатор» і «GPS-приймач» - структура пристрою

GPS-навігатор і GPS-приймач 8212 структура пристрою

GPS-навігатор і GPS-приймач 8212 структура пристрою

Часто зустрічаються дві назви «GPS-навігатор» і «GPS-приймач». У чому різниця цих двох понять? Зазвичай під навігатором розуміється більш складний пристрій, що володіє якісним екраном і великою кількістю навігаційних функцій, тоді як приймач може тільки обчислювати координати і передавати їх за допомогою зв'язку.

GPS-приймач

Для визначення місця розташування об'єкта та напрямки його руху використовується система супутникової навігації. Найбільшого поширення отримала американська система NAVSTAR, вона дозволяє визначити місце розташування з точністю 35 м. Для того, щоб її використовувати, необхідно придбати GPS-приймач, який обробляє сигнали з супутників і тим самим обчислює координати. Засобом обробки і відображення прийнятої GPS-приймачем інформації буде комп'ютер. Точніше сказати, програмне забезпечення з картою місцевості, встановлене на ньому. Приймачі сигналу GPS підрозділяються на мультиплексні і паралельні.

Як відомо, приймач необхідний для прийому сигналів з супутників. При цьому мультиплексний приймач має тільки один канал. У кожен момент часу він приймає сигнали тільки від одного супутника, і для засічки координат йому доводиться послідовно перемикатися між супутниками. Найменше відхилення сигналу за рахунок зустрічі з перешкодою призводить до того, що приймач втрачає даний супутник, і всі операції йому доводитися повторювати знову. Такі приймачі якісно працюють тільки на великих відкритих просторах і вже практично не використовуються. Подальший розвиток технологій в області електроніки призвело до створення паралельного приймача. Він має кілька незалежних каналів (зазвичай - 8 або 12), за допомогою яких може одночасно приймати інформацію від декількох супутників, забезпечуючи можливість вибору найбільш підходящих для роботи супутників, підвищуючи точність вимірювань і краще «тримаючи» їх. Для використання GPS в місті, в горах, у великих лісових масивах найбільш придатними є саме паралельні приймачі. Для виконання високоточних робіт з використанням фазових вимірювань необхідно мати, принаймні, 4-х або 8-и канальний GPS-приймач.

Особливу увагу слід звернути на те, яким чипом комплектується GPS-пристрій, так як від алгоритму обчислення координат у великій мірі залежить якість роботи приладу. Одним із свідчень гарного чіпа є наявність великої кількості каналів, що дозволяє приймати інформацію одночасно з декількох супутників. На даний момент більшість хороших приймачів мають 12 каналів, однак є пристрої і з 20 каналами прийому. Від потужності вбудованого процесора залежить швидкість прокрутки і масштабування карти, якщо це GPS-навігатор. Наступним елементом, що впливає на точність вимірювань, є антена.

GPS-пристрої можуть комплектуватися двома видами антен: зовнішньої і внутрішньої. Зовнішня антена являє собою спіральну котушку в пластиковому корпусі (тип «четирехзаходная спіраль») і винесена з корпусу приймача. Ця антена краще пристосована для прийому сигналів від супутників, що знаходяться у горизонту, дещо гірше приймає сигнали від супутників, що знаходяться зверху. Зазвичай така антена буває знімною, і замість неї можна підключити виносну антену, розташувавши її на даху автомобіля для забезпечення більш якісного прийому. Далеко не у всіх приймачів є така опція. Для використання в автомобілі це особливо важливо, оскільки метал гасить радіохвилі, і всередині машини робота пристрою утруднена. Крім того, при всіх рівних умовах навігатор з виносної антеною (виступаючої за корпус приладу) працює якісніше свого побратима з вбудованою в корпус антеною.

Внутрішня антена (патч-антена) вбудована в корпус приймача і призначена для прийому сигналів супутників, розташованих зверху, і гірше приймає сигнали від знаходяться у горизонту. Як нам відомо, комп'ютер GPS-пристрої вибирає супутники, що знаходяться під найбільшим кутом до горизонту, тобто зверху, тому плоска патч-антена забезпечує достатню якість прийому сигналів від спутніков.Немаловажним елементом GPS приймачів є система харчування.

Більшість GPS-пристроїв працюють від батарей (акумуляторів), саме це і забезпечує їх компактність. При покупці навігатора необхідно звернути особливу увагу на тривалість роботи навігатора від батарей, їх тип і кількість. Дуже важливою є можливість підключення GPS-пристроїв до зовнішніх джерел живлення. Зокрема, в автомобілях, GPS-пристрої підключаються до бортової мережі автомобіля (зазвичай навігатор під'єднується через прикурювач). Авіаційні, морські, що знаходяться на панелі приладів, також підключаються до зовнішніх джерел живлення. Як правило, для захисту від ударів, вологи, а також інших впливів навколишнього середовища, GPS-приймач поміщають в щільні і герметичні корпуса, що захищають його.

GPS-навігатори

Якщо говорити про GPS-навігаторах, то вони, як правило, на відміну від GPS-приймачів, всю інформацію, що отримується від супутників, а також генерируемую власним комп'ютером, відображають на дисплеї. Дисплей GPS-навігатора представляє собою матрицю, що має два (чорний і білий) або чотири кольори (градації сірого). Зараз стали з'являтися також і кольорові дисплеї. На них набагато краще читаються карти, але вони мають ще й важливі недоліки: вони не тільки дороги, але і споживають набагато більше електроенергії, батарейки у таких навігаторів сідають значно бистрее.Собственная пам'ять навігатора невелика і не дозволяє зберігати велику кількість інформації. Особливу увагу при виборі навігатора слід звернути на те, чи є пам'ять енергонезалежною, і не загубиться чи вся інформація при простої заміни батарейок. Для збільшення обсягу пам'яті в деяких моделях навігаторів використовуються флеш-карти [1].

Перед покупкою GPS-навігатора необхідно визначитися, який вид карт підходить Вам найбільше, і переконається, що обраний приймач підтримує ці карти. Багато GPS приймачі вже містять загальну карту світу (базова карта), але на ній відображені тільки великі міста, дороги і ділянки води. Деякі навігатори можуть зберігати в пам'яті більш якісні карти або дозволяють завантажувати необхідні карти. Деякі навігатори дозволяють використовувати спеціальні картриджі (флеш-карти), з більш детальними картами районів. Деякі GPS приймачі дозволяють завантажувати собі на згадку векторні карти з комп'ютера. У пам'яті навігатора можна зберігати деяку кількість (500 і більше) шляхових точок, на ходу або задаючи їх координати по карті, і складати з них маршрути. При цьому GPS-навігатор зможе провести користувача уздовж цього маршруту від точки до точки. Також можна спланувати маршрути по паперовій карті, зберегти всю інформацію в навігаторі і ходити на місцевості по складеним маршрутом. GPS-навігатори з такою функцією можуть записувати трек (шлях), по якому рухається користувач. Ця функція необхідна, якщо користувач заблукав або хоче зберегти пройдений трек, щоб пройти його ще раз. Також по треку можна визначити, на скільки далеко користувач пройшов за маршрутом.

Одним із шляхів побачити своє становище на детальній карті місцевості є підключення навігатора до комп'ютера (настільного, портативного або КПК). Роз'єм даних дозволяє сполучати GPS з великою кількістю програмного забезпечення. У зв'язку з обмеженістю пам'яті приймача ця функція може бути дуже корисна, тому що дозволяє зберегти на ПК практично необмежений обсяг даних (точки, треки, маршрути).

Деякі GPS-навігатори можуть відображати час сходу / заходу Сонця в будь заданій точці. Це дозволяє планувати маршрут так, щоб не пересуватися в темряві. Корисно для скелелазів, моряків, пілотів і т.п.

Більшість GPS-навігаторів можуть показувати швидкість руху. Це корисно знати для розрахунку тривалості шляху при поточній швидкості. Приймачі, які мають спідометр, можуть видати вам такі параметри як ETA (Estimated Time of Arrival - приблизний час, що залишився до прибуття в задану точку) і ETE (Estimated Time Enroute - приблизне час доби, після прибуття в задану точку). Багато GPS-пристрої можуть попереджати про що погіршилася точності визначення координат. Це може відбуватися внаслідок поганого прийому сигналів супутників або несправності приладу. Деякі GPS-навігатори мають можливість повороту зображення на своєму екрані. Ця функція може бути корисна при одночасному використанні GPS в автомобілі / літаку (горизонтальне положення) і в руках (вертикальне положення).

P.S. На сьогоднішній день основні навігаційні можливості та експлуатаційні характеристики майже у всіх пристроїв однакові: дванадцять паралельних каналів прийому радіосигналів з супутника, приблизно однаковий час «холодного» (45 с) і «теплого» (1015 с) старту, одна і та ж точність визначення координат - 30 м. Практично всі моделі можуть підключатися до комп'ютера. Основна відмінність GPS-пристроїв - це функціональні можливості і, відповідно, вартість.