Навигационная автомобильная система: Штатные навигационные системы 10 автомобилей — тест — журнал За рулем – Навигационные системы автомобиля (GPS)

Содержание

Навигационные системы автомобиля (GPS)

Общие сведения

Система навигации рассчитывает правильный путь к выбранной цели и ведет автомобиль посредством соответствующих рекомендаций относительно направления движения.

Для реализации этой задачи еще в конце 70-х годов были начаты поиски решений. Но только в середине 90-х годов на рынке появились первые пригодные для использования, системы навигации, чьи рекомендации по движению были четкими, надежными и поддерживались хорошей картографией. Количество систем навигации с тех пор заметно возросло. При этом их ассортимент включает как простые приборы, которые объединяют в себе радиофункции и навигацию по стрелке в одном корпусе, так и системы, которые полностью встроены в функции автомобиля и наряду с указаниями относительно направления движения, предлагают детальную картографию и обширную дополнительную информацию, различные функции телематики, например, передачу координат местоположения при автоматическом экстренном вызове, или могут управляться посредством голосовых команд.

Навигационная система автомобиля

Определение местоположения и расчет маршрута

Основным условием для расчета маршрута движения и ведения к цели, прежде всего, является определение собственного местоположения. Это осуществляется посредством глобальной системы позиционирования (GPS = Global Positioning System). При этом речь идет о 24 спутниках, которые на расстоянии прибл. 20200 км от Земли вращаются вокруг нее по шести орбитам. Орбиты расположены относительно друг друга под углом 60 градусов (6 х 60° = 360°).

Орбиты GPS-спутников

Рисунок. Орбиты GPS-спутников

На каждой орбите расположено по 4 спутника с одинаковым расстоянием друг от друга. Все спутники вращаются по своим орбитам под углом 55 градусов к экватору, и для полного оборота им требуется 12 часов. Благодаря шести различным орбитам и равномерному распределению всех спутников с любой обитаемой точки Земли обеспечивается видимость, по меньшей мере, 4 спутников. В большинстве случаев прием сигналов идет с большего количества спутников (максимум восьми). Все спутники через равные промежутки времени 50 раз в секунду на двух частотах передают сигналы идентификации, местоположения и времени. Для точного определения местоположения одновременно должны приниматься, по меньшей мере, 3 спутника. Определение местоположения основывается на разном времени распространения сигнала от отдельных спутников к приемнику. На основании этих сигналов может быть рассчитано местоположение. Вся система GPS основывается на точных сигналах времени и, тем самым, на точных часах.

Для использования в гражданских целях (системы GPS, которая первоначально использовалась только в военных целях) точность составляла сначала прибл. 100 м по горизонтальной оси, прибл. 150 м по вертикальной оси и прибл. 0,3 миллисекунды отклонения по времени. Сегодня (с 5/2000) и для применения в гражданских целях используются сигналы, которые обеспечивают точность ±10 м.

На основании данных о собственном местоположении и введенной водителем цели навигационный компьютер рассчитывает маршрут движения. При этом компьютер использует CD-ROM или все чаще DVD и жесткий диск, на котором в цифровой форме сохранены карты дорог и много дополнительной информации. Координаты местоположения преобразуются в положение на карте, а затем по векторам суммируются разные дороги, пока не будет достигнута необходимая цель поездки. Расчет выполняется за несколько секунд. После этого система может выдавать соответствующие рекомендации относительно направления движения для ведения до цели назначения.

Прием сигналов со спутников GP5 иногда может нарушаться в долинах, туннелях или из-за высоких зданий. Однако для обеспечения дальнейшей навигации система получает другие входные сигналы, такие как сигнал скорости/участка пути, а для изменения направления сигнал датчика угловой скорости рыскания автомобиля, который также называется гирометром, гироскопом или G-датчиком. При помощи таких сигналов и оцифрованных дорожных карт навигационный компьютер может продолжать определение местоположения и ведение до цели поездки. Это называется еще навигацией счислением пути или «dead reckoning» (dead reckoning = англ. приблизительный расчет, калькуляция). На основании этих входных сигналов с дорожными картами дополнительно сравниваются и корректируются возникающие неточности или незначительные отклонения от текущего местоположения.

Самонаведение по карте

Рисунок. Самонаведение по карте

Так называемое самонаведение по карте (Map-Matching: тар = англ. географическая карта; matching = англ. согласовывать, подгонять) наглядно представлено на рисунке а — с После первого грубого расчета местоположения системой GPS через несколько метров выполняется распознавание дороги, по которой в данное время движется автомобиль. При повороте, который фиксируется гирометром, может быть определено точное местоположение. На сегодняшний день благодаря постоянному взаимодействию и расчетам всех входных сигналов возможны точное определение местоположения и ведение по маршруту к цели назначения.

Компоненты и техника в автомобиле

Системам навигации требуется GPS-приемник, антенна, навигационный компьютер, панель управления и дисплей, гироскоп/датчик угловой скорости рыскания автомобиля, CD/DVD и сигнал скорости/участка пути. Зачастую в современных автомобилях встраивается ТМС-приемник (Traffic Message Channel = англ. канал передачи сообщений о маршрутах движения), в результате чего используемый в первых системах навигации датчик геомагнитного поля сегодня больше не нужен. Существуют различные варианты и комбинации отдельных упомянутых выше компонентов навигационной системы.

Основным элементом системы навигации является навигационный компьютер, который обрабатывает различные входные сигналы, рассчитывает соответствующий маршрут до пункта назначения, а затем выдает необходимые рекомендации относительно направления движения. В него всегда встроен GPS-приемник, который обрабатывает сигналы антенн.

Навигационный компьютер может быть выполнен в виде отдельного блока, в этом случае он размещается в багажнике или в области вещевого ящика в салоне.

Особенно в системах радионавигации со стрелочным представлением без карты маршрута навигационный компьютер, GPS-приемник и радио образуют один единый блок. Панель управления и индикации также встроена в такой блок, а сам блок находится в шахте для радио.

Однако уже существуют новые системы, в которых навигационный компьютер вместе с GPS-приемником, радио и головным блоком шинной системы MOST с межсетевым интерфейсом образуют единый блок, размещенный в средней консоли.

Панели индикации и правления при этом разделены. Это касается, в частности, автомобилей с информационно-развлекательными системами, которые наряду с графическими и голосовыми подсказками относительно направления движения предлагают подробную картографическую информацию. Для выполнения расчетов и возможности считывания электронных карт с CD-ROM, DVD или жесткого диска все навигационные приборы требуют наличия программного обеспечения. Программное обеспечение, в большинстве случаев отличается в зависимости от производителя и подлежит постоянной доработке/актуализации. На это следует обратить особое внимание в связи с использованием CD-ROM/DVD. CD-ROM/DVD должны подходить для автомобиля и соответствующего уровня программного обеспечения, в противном случае, работа навигационной системы обеспеченна не будет.

Ha CD-ROM или DVD сохранены все дорожные карты в электронном, цифровом виде. В первых навигационных системах на CD-ROM были записаны только автомагистрали, дороги федерального значения и основные соединительные дороги. На сегоднлшний день (по состоянию на 2005 г.) среднеевропейские страны Германия, Австрия, Швеция, Бельгия, Люксембург и Нидерланды оцифрованы на 100%, то есть на картах представлены все дороги. Все остальные европейские страны имеют еще незначительную степень оцифровывания, но с каждым годом доля оцифрованной информации увеличивается. По причине ограниченной емкости памяти на CD-ROM для разных стран и регионов существуют разные CD, которые необходимо менять в случае, если навигационная система используется в другой стране или регионе. Намного больший объем памяти DVD позволяет сохранить на одном DVD карты нескольких стран и регионов. DVD в качестве носителя инфор-

мации пришел на смену CD-ROM и в навигационных системах. В современных навигационных системах все данные сохранены на жестком диске. Наряду с сетью автомобильных дорог на CD- ROM и еще больше на DVD отображены и другие так называемые полезные объекты (Points of Interest) и особые цели. При этом речь может идти о заправках, стоянках, гостиницах и ресторанах, достопримечательностях и, например, о дилерах/сервисных центрах производителя. Поскольку сеть дорог и полезные объекты постоянно меняются, до 10% ежегодно, то CD-ROM/DVD постоянно теряет свою актуальность.

Другим важным компонентом навигационной системы для счисления пути наряду с CD-ROM/DVD является датчик угловой скорости рыскания автомобиля, также называемый датчиком угла поворота, гирометром или гироскоп. Датчик угловой скорости рыскания автомобиля регистрирует вращение автомобиля вокруг вертикальной оси при прохождении поворотов и предоставляет важный сигнал для постоянного самонаведения по карте. Датчик угловой скорости рыскания автомобиля всегда установлен в навигационном компьютере.

Пьезодатчик угловой скорости рыскания автомобиля

Рисунок. Пьезодатчик угловой скорости рыскания автомобиля

  • а Отклонение при движении по прямой
  • b Отклонение при движении на повороте
  1. Получающееся направление колебания камертона при движении на повороте
  2. Направление вращения автомобиля
  3. Получающееся направление колебания камертона при движении по прямой
  4. Сила Кориолиса
  5. Верхние пьезоэлементы (распознавание)
  6. Нижние пьезоэлементы (привод)
  7. Возбуждающее направление колебаний

Вторым важным входным сигналом для самонаведения по карте является сигнал скорости/участка пути. В современных системах почти всех производителей он передается через шинную систему к навигационному компьютеру в виде датаграммы. Для дооснащаемых радионавигационных приборов достаточным будет сигнал скорости, предоставляемый для радио.

Но чтобы, определить местоположение, требуются входные сигналы GPS-антенны. GPS-антенна должна иметь «визуальный контакт» с GPS-спутниками во избежание потерь при приеме из-за экранирования. Поэтому в большинстве случаев она находится на крыше автомобиля или крышке багажника. Однако возможными местами установки GPS-антенны могут быть также пространство между спинкой заднего сиденья и задним стеклом кузова или место для хранения на панели приборов.

GPS-антенна все чаще вместе с другими антеннами для радиоприема и телефона встраивается в комбинированные антенны.

Навигационная антенна для GPS-приема

Рисунок. Навигационная антенна для GPS-приема

Навигационная патч-антенна

Рисунок. Навигационная патч-антенна

  1. Сверхгибкий, защищенный от разрыва стержень
  2. Диплексер
  3. АМ-ЯМ-усилитель
  4. GPS-патч и усилитель
  5. Стандартный крепеж

Комбинированная антенна для GPS-, GSM- и радиоприема со встроенным активным антенным разветвителем

Рисунок. Комбинированная антенна для GPS-, GSM- и радиоприема со встроенным активным антенным разветвителем

  1. Комбинированная антенна
  2. GPS-прием со спутников
  3. Мобильный GMS-телефон
  4. Авторадио с фантомным 12-В-питанием

Возможные функции

Условием навигации к намеченной цели после определения местоположения системой навигации является ввод цели водителем. Выполняется это, как правило, посредством функции пишущей машинки.

Для этого в меню навигации выбирается пункт «Ввод цели» и затем, в основном, посредством поворотно-нажимного переключателя вводится цель. Ввод посредством сенсорного дисплея (монитора) не используется. В большинстве систем с каждым вводом возможные цели ограничиваются. Условием ввода цели является возможность доступа системы навигации к соответствующему CD/DVD, на котором находится цель. Ввод цели может выполняться также посредством перекрестия на карте с изменяющимся масштабом.

Кроме того, ввод цели может выполняться посредством указания информации о пункте назначения, отдельных целей (POI), сохраненных адресов, возврата к исходному пункту назначения и т.д.

После ввода цели и подтверждения происходит расчет маршрута, который в зависимости от расстояния и мощности компьютера может длиться от нескольких секунд до одной минуты. Расчет маршрута происходит на основе выбранного водителем маршрута. Критерии маршрута для расчетов будут изменены только тогда, когда водитель сделает новый выбор маршрута.

После того, как маршрут до пункта назначения был рассчитан, выполняется сопровождение до цели с голосовыми подсказками, стрелками и, если предусмотрено, дополнительно при помощи отображения карт. При отображении карты можно изменять масштаб и направление карты (на север или по направлению движения). Маршрут показывается на карте и может быть вызван также из списка маршрутов.

Как правило, при активном сопровождении по маршруту также выдается информация об оставшемся участке пути до цели и ориентировочном времени прибытия. При отклонениях от рассчитанного участка пути выполняется новый расчет.

На основании сообщений о ситуации на дорогах может понадобиться новый расчет, если система навигации оснащена так называемым динамическим сопровождением по маршруту. Условием динамического сопровождения по маршруту является прием сообщений о ситуации на дорогах посредством FM-приемника с RDS-декодером или кодированной SMS-радиосвязью (радиослужба оповещения о ситуации на автомобильных дорогах) через телефон и, конечно, активация этой функции. В системе передачи данных по радио (RDS) наряду с именами радиостанций, альтернативными частотами передатчика и т.п. передаются ТМС-коды. При этом речь идет о стандартных сообщениях о ситуации на дорогах, которые передаются постоянно и по возможности актуально по цифровому каналу данных. Навигационная система постоянно оценивает сигналы ТМС или кодированные SMS и проверяет их влияние на рассчитанный маршрут движения. Если помехи движению касаются рассчитанного маршрута, то водитель информируется о месте возникновения помех, продолжительности и ориентировочном времени задержки.

В этом случае водитель может принять решение о расчете объездного маршрута и следовании по новому маршруту. Однако существуют навигационные системы, которые не оставляют выбора водителю и автоматически изменяют маршрут, выдают соответствующие указания по маршруту, если было выбрано динамическое сопровождение до цели. Динамическое сопровождение по маршруту обеспечивает, как правило, объезд дорожных пробок, поскольку информация о заторах учитывается заблаговременно, и расчет альтернативного маршрута может быть выполнен соответствующим образом. Таким образом, обеспечивается, что при объезде пробки вы не попадете в пробку на другом маршруте. При этом учет и актуализация данных о ситуации на дорогах в отдельных случаях является еще слабым местом системы динамического сопровождения по маршруту.

Объезды или альтернативные маршруты в некоторых навигационных системах могут быть введены самим водителем, когда знаешь, что на определенном участке пути ведется стройка или на определенном месте всегда возникает затор и т.п. Следующей функцией навигационной системы может быть отправка сообщения о текущем местоположении автомобиля в случае аварии. Для этого, однако, потребуется подключение навигационной системы к телефону и другим системам автомобиля.

Возможные сбои и их причины

В навигационных системах при поиске неисправностей в первую очередь следует считывать память ошибок и следовать предоставленным там указаниям. Существуют также некоторые мнимые неисправности, которые система не распознает как таковые.

В целом, задача навигационной системы заключается в сопровождении пользователя, не знакомого с данной местностью, до указанной цели, при этом система рассчитывает благоприятный маршрут на основании введенных критериев. Если человек, знающий местность, может указать более быстрый или короткий путь, чем рассчитывает навигационная система, то это не является ошибкой. Навигационная система может опираться только на имеющиеся программы, цифровой картографический материал и другие входные данные. Объезд уже отсутствующей дорожной пробки при динамическом сопровождении по маршруту также не является ошибкой навигационной системы.

Другие частые рекламации касаются функций CD/DVD. Как говорилось ранее, данные на CD/DVD теряют свою актуальность ежегодно прибл. на 10%. Это часто приводит к ошибкам в сопровождении по маршруту. Устаревший или поврежденный CD/DVD также может стать причиной сбоя системы, особенно если такие сбои появляются при вводе цели или изменении маршрута. Если при вставленном CD/DVD навигационная система требует установку CD/DVD, то причиной этого, чаще всего, является поврежденный CD/DVD. То же самое касается сообщений о том, что CD/DVD загрязнен, поцарапан или неправильно установлен, если он на самом деле установлен правильно. Несовместимые CD/DVD, в том числе с несоответствующей версией программного обеспечения, также могут вызывать уже упомянутые выше сообщения о неисправностях и ошибках. Устаревшие данные также могут привести к тому, что невозможно будет ввести цели, во время сопровождения по маршруту перед поворотами не будет указаний или сопровождение по маршруту будет неточным. Перед тем как использовать CD/DVD с новыми данными, при необходимости следует загрузить новое программное обеспечение на навигационный компьютер. Более детальную и точную информацию можно получить только в документации производителя.

Помехи при GPS-приеме или отсутствие GPS-приема вследствие постоянного самонаведения по карте проявляются не сразу. Только при отсутствии приема GPS-сигналов в течение длительного времени сопровождение по маршруту и особенно голосовые подсказки будут неточными. Невозможно будет запросить точное местоположение. Отсутствие GPS-сигналов опознается по тому, что надпись GPS или логотип GPS на дисплее не виден. Причиной кратковременного отсутствия GPS-приема могут быть экранирование из-за зданий, туннелей или атмосферных явлений и т.п. Помехи в GPS-приеме могут возникнуть также вследствие установленного дополнительного оборудования в зависимости от места установки GPS-антенны. Они могут быть вызваны, например, багажником на крыше при установке GPS-антенны на крыше или предметами между спинкой заднего сиденья и задним стеклом, если GPS-антенна установлена в этом месте. Разумеется, причина может крыться в неисправности GPS-антенны, порванных проводах, штекерных контактах и помехах при неблагоприятном размещении или проводке проводов.

Неточное сопровождение по маршруту с несовпадающими подсказками относительно направления движения могут быть также вызваны неверным сигналом участка пути. Причиной может быть использование неправильных размеров колес или ошибки программного обеспечения.

Если навигационная система полностью вышла из строя, причиной этому может быть неисправность навигационного компьютера. Перед заменой компьютера всегда следует проверить классические источники неисправностей, например, провода, штекеры, подачу напряжения и предохранители. После отсоединения навигационной системы от источника питания, например, после замены батареи или отсоединения аккумуляторной батареи автомобиля, потребуется несколько минут, пока система снова будет готова к работе.

Если автомобиль перевозили на длинное расстояние, то также потребуется несколько минут до приведения навигационной системы в состояние готовности. В экстремальных случаях может потребоваться прохождение длинного участка пути (макс, до 50 км), пока система сопровождения по маршруту полностью не восстановится.

В навигационных системах, которые являются частями интегрированных информационных систем для водителя, причиной сбоев могут быть также соседние системы. Поэтому при поиске неисправностей и считывании памяти ошибок также следует учитывать взаимосвязи систем.

Более старые навигационные системы, которые оснащены еще датчиком геомагнитного поля, чувствительны к статическим зарядам автомобиля, которые нарушают работу датчика. Накоплению статического заряда могут способствовать сильное солнечное излучение и неблагоприятные погодные условия, а также колеса с традиционной сегодня силикатной смесью. В этом случае автомобиль должен размагничиваться. Проще всего, однако, снять датчик геомагнитного поля и установить в навигационную систему новое программное обеспечение. Благодаря более точным GPS-сигналам, новым версиям программного обеспечения и использованию CD/DVD функция датчика больше не нужна.

Системы навигации автомобиля (GPS) | Автомобильное

Навигационные системы (глобальная позиционирующая сис­тема или GPS — Global Positioning System) находят все более широкое применение в странах Западной Европы, США, Японии. Начинается применение этих систем и в странах бывших странах Советского Союза, однако развитие систем навигации сдерживается главным образом из-за отсутствия карт местности.

Автомобильная навигационная система

Главными задачами система навигации являются:

  • определение нахождения автомобиля в текущий момент
  • ввод пункта назначения с определением оптимального маршрута

При выборе маршрута предлагается 3 варианта – быстрый, нормальный и короткий. Кроме этого указывается где находятся платные дороги и особенности движения по каждому маршруту.

Для того чтобы пользовать­ся GPS-навигацией, нужен как минимум GPS-приемник. Но само по себе он не более чем спутниковый компас, знающий свои точные координаты. Чтобы связать эти координаты с конкретной цифровой картой местности, нужно более сложное устрой­ство, например, GPS-навига­тор со встроенным GPS-приемником.

Навигатор

Рис. Навигатор

Что такое навигатор?

GPS-навигаторы – устройства со сравнительно простой про­граммной оболочкой, ориен­тированные преимущественно на решение навигационных задач и способные работать только с одним предусмотрен­ным производителем типом карт.

Вычисление положения GPS-приемника осуществляется на основе заранее известных координат спутников систе­мы. Физически это выража­ется в том, что исходными данными для решения задачи позиционирования являются расстояния от объекта до всех видимых им в данный момент спутников. Для упрощения допустим, что все видимые спутники находятся на своих орбитах в неподвижном со­стоянии.

Обратимся к геометрии

Ис­комый объект находится на поверхности сферы, описан­ной вокруг точки местополо­жения сателлита и имеющей радиус, равный расстоянию до объекта. Для определе­ния местоположения контакта с одним спутником недоста­точно. Пересечение сфер от двух спутников дает окруж­ность — задача из трехмерной превратилась в двухмерную. Теперь известно, что прием­ник находится где-то на полу­ченной окружности. Сфера, очерченная вокруг третьего видимого спутника, пере­секает окружность в двух точ­ках, одна из которых является паразитной, так как находится либо в недрах земного шара, либо в верхних слоях атмосферы.

Обнаружение объекта спутниками

Рис. Обнаружение объекта спутниками:
а – сфера от одного спутника; б – пересечение сфер от двух спутников; в – пересечение сфер от трех спутников

Оставшаяся точка и харак­теризует координаты прием­ника. Расстояния до спутников (радиусы описанных сфер) вы­числяются просто – на основе фиксации времени прохожде­ния сигнала до объекта и его скорости.

Для определения поло­жение спутников на орбите помимо совокупности спутников, рассредоточенных по стационарным орбитам, су­ществует наземный комплекс управления. В его состав вхо­дят станции слежения, под­держивающие постоянный контакт с элементами орби­тальной группировки. По по­лученным данным в центре управления вычисляются точ­ные координаты искусствен­ных спутников и через станции связи передаются на летатель­ные аппараты. При расчетах принято, что ско­рость распространения сигна­ла равна скорости света. По­этому необходимо учесть еще точность и синхронизацию ра­боты часовых механизмов, ко­торыми оснащены спутник и приемник, а также искажения, вызванные различными препятствиями на пути прохожде­ния информационной волны. Для устранения ошибок в ком­пьютере приемника использу­ются специальные алгоритмы, которые корректируют время до тех пор, пока местополо­жение приемника не будет определено с заранее задан­ной погрешностью. Алгоритм также учитывает данные, по­ступившие от четвертого, пя­того и др. сателлитов, которые находятся в «зоне видимости» приемника.

Отметим, что полноценная группировка, которая обе­спечит покрытие всей поверх­ности земного шара, должна включать 24 орбитальных объекта, то есть максималь­ное количество видимых при­емником спутников в любой точке земли — 12 единиц. Од­нако на сегодняшний день количество действующих ап­паратов систем навигации уже составляет 30 единиц.

На рисунке показана структура навигационной системы. Система может осу­ществлять навигационное счисление, определять положение автомобиля на карте местности по конфигурации пройденного пути, определять абсолютные коорди­наты с помощью спутниковой системы GPS. С помощью навигационного счисле­ния определяют относительное положение автомобиля и направление движения по информации, полученной с датчиков скорости вращения колес и азимута.

Конфигурация участка пройденного пути, полученная с помощью навигацион­ного счисления, сравнивается с конфигурацией дорог, нанесенных на карту. Определив дорогу, по которой движется автомобиль, система находит и его теку­щие координаты. Более точное определение координат автомобиля на карте про­изводится с помощью GPS по широте и долготе. Считается, что для практических целей достаточно знать координаты автомобиля с точностью до размера половины квартала, т. е. ±100 метров.

Автомобильная навигационная система должна иметь в своем составе датчики пройденного пути и направления движения.

Датчик пройденного пути

Датчик пройденного пути — это та или иная конструкция электронного одо­метра, информация в который поступает с датчиков скорости вращения колес ABS. Одометрам присущ ряд систематических погрешностей, которые необходимо корректировать. К ним относятся:

  1. Разница в диаметрах новой и изношенной покрышки дает погрешность в определении пройденной дистанции до 3%.
  2. За счет увеличения диаметра покрышки от центробежной силы на каждые 40 км/час скорости автомобиля погрешность в определении пройденной дистан­ции увеличивается на 0,1…0,7%.
  3. Изменение давления в шинах на 689 кПа увеличивает погрешность на 0,25…1,1%.

Для определения направления движения автомобиля обычно используются датчик азимута, датчики скорости вращения колес, гироскопы.

Структура навигационной системы

Рис. Структура навигационной системы

Датчик азимута

Датчик азимута (компас) использует магнитное поле Земли и представляет собой коль­цевой сердечник 2 из ферромагнетика, на который намотаны обмотка возбуждения 1и перпендикулярно друг другу две выходные обмотки 3 и 4. К обмотке возбуждения приложено синусои­дальное напряжение. При отсутствии внешнего магнитного поля в выходных обмотках наводит­ся ЭДС взаимоиндукции, также синусоидальная, с нулевым средним значением. При наличии по­стоянного внешнего магнитного поля (магнитного поля Земли) происхо­дит искажение синусоидальной формы магнит­ного потока в сердечнике за счет наложения постоянной составляющей и напряжений вы­ходных обмоток.

Геомагнитный датчик азимута

Рис. Геомагнитный датчик азимута:
1 – обмотка возбуждения; 2 – коль­цевой сердечник из ферромагнетика; 3 – выходная обмотка с координатой X; 4 – выходная обмотка с координатой Y

Датчики скорости вращения колес

В системах GPS используются датчики скорости вращения передних колес, применяемые для ABS. Угол поворота автомобиля определяется по разности путей, проходимых при повороте левым и правым колесом.

Гироскоп

При использовании гироскопа определяется угловая скорость автомобиля на повороте и интегрируется для определения угла поворота. В навигационных сис­темах используются различные типы гироскопов. Ниже в качестве примера рассматривается примене­ние газового гироскопа.

Гироскоп работает следующим образом. Насос создает поток газа (гелия) 2 с заданной скоростью истечения и направляет его через сопло 1на две нагретые проволочки датчика w1 и w2 (рис.). Угловая скорость автомобиля определяется по изменению сопротивлений проволочек датчика. Когда поток гелия выходит из сопла насоса, он постепенно расширяется.

Измерительная система гироскопа

Рис. Измерительная система гироскопа (расположение потока газа при повороте)

Когда автомобиль движется пря­мо, распределение скоростей сим­метрично относительно проволочек, они охлаждаются одинаково и на выходе мостовой схемы, частью ко­торой являются проволочки, пулевое напряжение. При поворо­те возникает сила Кориолиса, сме­щающая газовый поток, проволочки охлаждаются неравномерно, их со­противления электрическому току различны, на выходе мостовой схемы появляется напряжение, пропорциональное угловой скорости автомобиля на повороте.

Навигационное счисление – это метод определения координат движущегося объекта (автомобиля, самолета, судна и т. д.) по отношению к стартовой точке. Используется сумма векторов пройденных расстояний, информация о направле­ниях поступает с датчика азимута или датчика скорости вращения колес. На рисунке показано применение навигационного счисления к определению коор­динат объекта (автомобиля).

Определение координат автомобиля методом навигационного счисления

Рис. Определение координат автомобиля методом навигационного счисления:
X0, Y0 – начальные координаты; Δi – приращение текущего положения; θi – угловое положение; X, Y – координаты нахождения автомобиля

Корпус автомобиля выполнен из металла и других магнитных материалов и способен намагничиваться внешними полями (напри­мер, в магнитном поле, создаваемом электродвигателями электровоза па железно­дорожном переезде и т. д.). В этом случае возникает систематическая погрешность в определении направления движения автомобиля. Паразитное магнитное поле компенсируется дополнительными магнитами вблизи компаса.

Магнитное поле также искажается в тоннелях, на металлических мостах, при движении вдоль автопоездов. Применение датчиков скорости вращения колес на­ряду с компасом часто решает эту проблему. Датчики скорости вращения колес не чувствительны к таким искажениям, на практике датчики азимута и скорости вра­щения колес дополняют друг друга при определении направления движения авто­мобиля.

Навигационное счисление дает низкую точность определения текущих коорди­нат объекта. Для автомобиля приходится корректировать координаты, определен­ные методом навигационного счисления каждые 10…15 км. Корректировка будет корректной если автомоби­ли передвигаются по дорогам, которые нанесены на электронную карту.

Электронные карты

В некоторых навигационных системах картографическая информация хранится централизованно и передается на автомобиль по радиоканалу, но в большинстве случаев навигационная система предполагает наличие необходимой базы данных на борту автомобиля.

CD-ROM используется для хранения картографической и дорожной информа­ции с целью сравнения конфигураций дорог и пройденного пути, поиска оптима­льного маршрута, вывода карты местности на дисплей.

В матричном формате каждому элементу карты (пикселю) соответствуют свои значения декартовых координат X-Y. Матричные карты требуют много места в памяти компьютера или па носителе информации и неудобны для математических операций при прокладке и слежении за маршрутом.

В векторном формате дороги, улицы представляются последовательностями от­резков прямых, описанных аналитически, пересечения – узлами. Узлы идентифицируют координатами – долготой и широтой. Если дорога (улица) не прямая, в точке излома также помещается узел. Таким образом, дороги (улицы) любой конфигурации аппроксимируются набором векторов и узлов.

Улицы и узлы на векторной карте

Рис. Улицы и узлы на векторной карте

Имеющиеся карты или изображения местности, полученные с самолетов и спутников, сканируются. Затем специальное программное обеспечение трансфор­мирует изображение сначала в матричный, а затем в векторный формат.

Электронная карта несет такую информацию, как номера дорог, названия улиц, номера домов между перекрестками, одностороннее или двухстороннее дви­жение на улице, названия отелей, ресторанов и т. д.

Сенсорный переключатель на экране позволяет менять режим вывода изображения, выбирая раздельный или полный экран со стрелочными указателями поворотов, список поворотов или информацию о съездах с автострады.

Указатели поворотов

Рис. Указатели поворотов

Ориентирование на карте местности по конфигурации пройденного пути

Сначала навигационная система определяет, какие из близлежащих дорог мо­гут соответствовать координатам автомобиля, определенным навигационным счислением. Затем делается сравнение, выбирается наиболее подходящая дорога и корректи­руются координаты автомобиля по карте. Когда автомобиль достигает перекрест­ка, выбор дороги определяется направлением движения. Если дороги на перекрестке выглядят примерно одинаково, навигационный компьютер прослеживает их по карте вперед и определяет коэффициент корре­ляции для каждой из дорог по отношению к требуемому маршруту. Выбирается дорога с наибольшим коэффициентом корреляции.

Навигационные системы позволяют получать информацию голосовым управлением, что позволяет получать необходимые сведения не отрываясь от дороги. В общей сложности современные системы распознают до 1500 слов.

Для подробного рассмотрения выбранного участка можно его приблизить или удалить для охвата более обширной зоны. На дисплей можно одновременно выводить две карты, одна из которых показывает более детальный ряд, а другая дает более широкий охват. В случае необходимости имеется возможность найти ближайший отель, ресторан, заправку, СТО, место парковки и т.д.

Разделение экрана

Рис. Разделение экрана

Для изучения маршрута следования водитель может выполнить предварительный просмотр маршрута.

За 500 метров до приближающегося перекрестка на экран автоматически выводится увеличенная схема развязок. По мере приближения к перекрестку будет звучать голосовое сообщение, напоминающее водителю о предстоящих действиях. Если водитель пропустил нужный поворот, система сама скорректирует маршрут.

В случае недостаточной информации о местонахождении пункта назначения система навигации может производить поиск по адресу, почтовому индексу, по географической широте и долготе, по карте, по перекресткам и въездам-съездам с автострады. В память системы может вводится информация о местах, которые водитель желает посетить снова.

При возникновении автомобильных пробок или затрудненном дорожном движении на пути следования выбранного маршрута, система рассчитывает и предлагает альтернативный маршрут.

Выбор оптимального маршрута

Кроме определения текущих координат автомобиля, навигационная система также может выдавать информацию, облегчающую выбор оптимального пути сле­дования к месту назначения. Для этого навигационный компьютер рассматривает дорожную сеть между исходным пунктом и пунктом назначения и выбирает крат­чайший маршрут. Примером метода определения кратчайшего пути по карте яв­ляется алгоритм Дейкстра (Dijkstra algorithm).

В алгоритме Дейкстра производится определение всех пересечений дорог от стартовой точки и вычисляются кратчайшие пути до каждой точки пересечения. Например, если имеется дорожная сеть, как на рисунке, поиск пересечений начнется от начальной точки А. Сначала будут рас­смотрены пересечения В и С. Расстояния от точки А до каждого из пересечений указаны внутри кружочков. Затем рассматриваются пересечения Е и F, соединяю­щиеся с точкой С, для этих пересечений указано расстояние от стартовой точки А. В-третьих, рассматриваются пересечения D и Е, соединенные с точкой В, на рисунке б указаны расстояния от стартовой точки А до D и Е. При этом расстояние до точки Е указано через точку С, т. к. оно меньше, чем че­рез D (было бы 8). Точка D связана с точкой Е, и маршрут через Е оказывается короче. Кратчайшим путем до D оказывается маршрут A-C-E-D.

Использование этого алгоритма позволяет определить кратчайший маршрут к месту назначения. Располагая современной навигационной системой, водитель может не опасаться сбиться с пути.

Алгоритм Дейкстра

Рис. Алгоритм Дейкстра

Дальнейшее развитие GPS получило в развитии интеллектуальных транспортных систем (ITS — Intelligent Transportation Systems).

Подобную систему Extended Floating Car Data-System (XFCD) представила компания BMW.

Испытание проводилось на специальной тестовой трассе в SBC Park и было призвано продемонстрировать возможности системы. Например, автомобиль попадает на скользкую дорогу. За считанные секунды система обрабатывает информацию и предупреждает в режиме реального времени следующий за ним автомобиль. Та же информация в то же самое время передается стационарным службам движения, которые статистически обрабатывают поступающие данные и рассылают их обратно другим участникам движения.

Система определения дорожной ситуации XFCD станет в будущем усовершенствованным последователем существующей системы Floating Car Data, что переводится как «данные с движущегося автомобиля». Уже сегодня с помощью FCD автомобили посылают свои данные о местонахождении в определенный момент времени на центральный пульт движения, который сопоставляет получаемые сообщения с сообщениями других автомобилей, оснащенных FCD, с целью распознавания дорожных и внештатных ситуаций. Система XFCD способна сама распознавать дорожную ситуацию, анализировать все имеющиеся данные в автомобиле и передавать обработанные данные на центральный пульт движения. Параллельно система способна через систему-коммуникатор «Авто-Авто» предупреждать другие автомобили в зоне действия передатчика.

XFCD функционирует на базе имеющейся навигационной системы, и ее ввод в эксплуатацию заключается лишь в загрузке программы. Введение бортовой сети позволяет синхронно задействовать целый спектр возможностей. В устроенном таким образом современном автомобиле система получает доступ и совмещение с множеством других информационных блоков управления. Это ближний и дальний свет, противотуманное освещение, термометр внешней среды и кондиционер, тормоза и навигационная система, сенсор дождя и омыватель стекла, а также прочие не менее важные мелочи. Все эти механизмы функционируют в зависимости от дорожной ситуации. Так, на понижение температуры окружающей среды, лед или даже неожиданное появление масла на участке дороги автомобиль тут же отреагирует регулированием системы стабилизационного контроля (DSC) и скорости движения.

Еще одно неоспоримое преимущество системы XFCD заключается в возможности передачи сообщений напрямую другим автомобилям. Информация передается посредством Ad-hoc-сети всем автомобилям в ближайших окрестностях. Каждый автомобиль, в зависимости от ситуации, выполняет роль или отправителя, или получателя, или передатчика. Преимущество зарекомендовавшей себя технологии Multi-Hopping неоспоримо: Ad-hoc-сеть организуется автономно, обладает необходимой дальностью радиуса действия и не требует создания специальной инфраструктуры.

Пять лучших автомобильных навигационных систем

ТОП-5 лучших GPS/Глонасс навигаторов.

Пять лучших автомобильных навигационных систем 

Многие из нас, в том числе и автомобилисты, каждый день пользуются различными устройствами спутниковой навигации, которые помогают нам найти оптимальный пункт до места назначения. Они приходят нам на помощь даже в том случае, если мы потерялись в незнакомой местности. Как правило в городских условиях большинство таких навигационных систем хорошо справляются со своей работой. Но бывает и так, если мы хотим отправиться в путешествие или загород в незнакомую нам местность, то нам подойдут не все устройства.

 

А что самое важное друзья в автомобильных навигаторах? Не знаете? На первом месте это конечно же качество связи, далее качество и достоверность карт, а также точность определения координат расположения автомобиля на местности. К нашему сожалению не все устройства в наши дни готовы прокладывать маршруты с тем качеством, которое мы от них ожидаем. Наше интернет издание предлагает своим читателям 5 (пять) лучших автомобильных навигационных систем, которые мы гарантируем не подведут Вас.  

 

Каждый из нас естественно предпочитает разные GPS устройства, начиная от навигационного программного обеспечения встроенного в мобильный телефон и заканчивая сложными и многофункциональными устройствами спутниковых навигаторов встроенных на самом автозаводе. У них у всех принцип работы одинаков, но не каждый автомобильный навигатор претендует на роль лучшего. 

 

1) Навигаторы серии «Garmin Nuvi»

Пять лучших автомобильных навигационных систем 

Навигационные устройства серии «Garmin Nuvi» были разработаны специально для автомобильной промышленности. Они отличаются от остальных стильным дизайном и минимальными размерами (в том числе и толщина), что позволяет использовать их без вреда уменьшения пространства в большинстве автомашинах. Стоит сразу отметить, что для использования такого навигатора в машине в дороге не потребуется мобильная связь и передача мобильных данных. Такое устройство работает в автономном режиме. Карты навигатора выполнены на высоком уровне. Названия улиц и адреса домов на карте показываются полностью. Данный «Nuvi» имеет голосовое управление. Так же в навигаторе использована и уникальная активная функция подсказок перестроения. Так например, подъезжая к выезду с автошоссе программное обеспечение навигационного оборудования заранее предупредит Вас о необходимости перестроиться в другую (нужную) полосу движения, чтобы вы не пропустили съезд или нужный поворот.

Таким образом Вы не проедите мимо нужный вам поворот и не будете гадать «на кофейной гуще», куда необходимо ехать на перекрестке. 

 

К тому же этот «Garmin Nuvi» отображает в 3-D сам макет развилки или эстакады, показывая тем самым Вам нужный маршрут. Примечательно вот еще что, навигаторы «Garmin Nuvi» предоставляются вдобавок с бесплатной вечной картой. Все изменения на карте и также обновления будут доступны Вам для скачивания бесплатно. Также, многие модели навигаторов умеют еще показывать и пробки на дороге, что позволяет водителю выбирать маршруты объезда. Как заявляет сам производитель навигаторов, такие данные о пробках транслируются с задержкой всего в 30 секунд. В том числе, Вы можете легко сделать сопряжение самого устройства с тем же мобильным телефоном или с компьютером и все с помощью Bluetooth, чтобы добиться обновления программного обеспечения через интернет. Цены на такие устройства варьируются в зависимости от моделей. Каждый может выбрать для себя оптимальную модель, именно по своим финансовым возможностям и по потребностям.

 

 

2) Навигатор «Tom Tom Go»

Пять лучших автомобильных навигационных систем

Не смотря, что навигационное программное обеспечение этой компании стало достаточно популярным сегодня на смартфонах и тех же планшетах, специальные автомобильные навигаторы «Tom Tom Go» тоже не отстают, они также заслуживают своего особого внимания. Многие автолюбители приобретя данные модели навигаторов, отмечают их отличное качество работы даже вдали от крупных городов. Такие устройства не нуждаются в подключении к интернету. Данный навигатор имеет грамотное и достаточно качественное голосовое управление. Стоит здесь сразу отметить 5-ти дюймовые сенсорные HD экраны, которые отображают картинку в высоком качестве. 

 

Программное обеспечение навигационного устройства предусматривает активное управление маршрутом, которое предупреждает водителя о необходимом направлении движения. Вам не нужно больше высматривать название улиц и номера домов, чтобы приехать по необходимому адресу. Достаточно ввести конечный пункт своего назначения и программа приведет Вас в нужный адрес. Для этого всего лишь нужно слушать команды навигатора.

 

3) Навигаторы «Magellan RoadMate»

Пять лучших автомобильных навигационных систем

Серия навигационных устройств «Magellan RoadMate» известна многим на рынке давно, зарекомендовавшая себя с положительной стороны. Но некоторые ее новые модели впечатляют многих своими удивительными характеристиками, такими например, как: -предупреждение о камерах фото и видео фиксации скорости, подробное руководство по ориентированию на местности (к примеру навигатор произносит: «Поверните налево через 300 метров в сторону заправки «Лукойл», а не просто «Поверните налево через 300 метров»), автоматическое обновление при подключение к компьютеру и т.д. и т.п. характеристики.

 

Встроенная система Bluetooth позволяет использовать автомобильную функцию громкой связи для управления голосом. Также устройство может быть подключено к телефону с выходом в интернет при помощи которого Вы можете узнавать подробности о тех местах, где Вы в данный момент проезжаете.

Приобретя себе данное устройство Вы получаете стандартный набор функций доступных сегодня в современных навигаторах. Помимо активных подсказок во время движения на машине и точных названий улиц и домов, Вы получаете еще и подсказки о ближайших парковках и предупреждения о знаках ограничения скорости. Но главная особенность навигационного оборудования это интеграция навигатора с камерой заднего вида Вашего автомобиля. 

 

4) Встроенное GPS устройство в автомобиле

Пять лучших автомобильных навигационных систем

Какие бы устройства спутниковой навигации не были доступны сегодня на рынке, наибольший интерес представляют естественно навигационные системы спутниковой навигации, которые встроены уже на заводе в новый автомобиль. Также в качестве опции и это как правило, любой автомобильный дилер предложит вам за дополнительную плату установить на машину заводскую навигацию. Конечно в отличие от встороннего оборудования эта заводская навигация значительно дороже своих аналогов, но тем не менее, многие из автомобильных заводских навигаторов являются наилучшим решением для поездок в незнакомую Вам местность. 

 

Конечно же в этих устройствах есть свои плюсы и минусы. В большинстве встроенных автомобильных навигаторах часто могут быть не доступны свежие обновления карт. К тому же в некоторых автомобилях имеются определенные сложности с их обновлениями. Интерфейс многих автомобильных устройств сегодня оставляет желать лучшего.

Тем не менее, не все сегодня автопроизводители автомобилей оснащают их неудобными навигаторами. Многие премиальные автомобильные марки машин имеют у себя отличную спутниковую навигацию, которая доступна на экране информационно-развлекательной системы. В некоторых моделях поисковая форма адреса выполнена еще гораздо круче (лучше), чем во многих сторонних устройствах доступных сегодня на рынке. 

 

5) Ваш смартфон

Пять лучших автомобильных навигационных систем

Многие из Вас автомобилистов отдают предпочтения своим смартфонам в качестве основной навигационной системы в автомобиле. И это не смотря на наличие в машине уже встроенной навигационной системы. Многие из Вас (нас) считают, что время автономных дополнительных навигационных систем постепенно уходит. Ведь совсем уже скоро все мобильные телефоны будут полностью интегрироваться с программным обеспечением информационно-развлекательных систем автомобиля. То есть, подключая такой смартфон к машине на экране центральной консоли водитель сможет с легкостью пользоваться мобильной картой навигационного приложения самого телефона. 

Другие также считают, что в приобретени дополнительных навигационных устройств больше не будет необходимости. Достаточно всего иметь под рукой свой личный смартфон, чтобы проложить себе маршрут в любую точку мира.

 

Плюс ко всему, последние версии навигационных карт стали сегодня доступны на мобильных устройствах в режиме офлайн, что на много упростило задачу для качественной навигации в дороге. Ведь теперь карты доступны без подключения к самой сети интернет. Предварительно скачав карту Вы без помощи мобильной связи сможете пользоваться картой для поездок в незнакомую вам местность. 

В том числе, такое преимущество мобильных устройств связано с большим количеством различных бесплатных навигационных приложений многие из которых в несколько раз превосходят само программное обеспечение встроенных на заводе навигаторов. 

 

В завершение статьи мы бы хотели следующее, чтобы каждый из читающих на основании нашего обзора проголосовал, указал бы со своей стороны, какое навигационное устройство по его мнению является сегодня самым лучшим в автомобильной навигации.(?) 

 

Наш данный рейтинг «Топ-5» самых лучших автомобильных навигаторов основан на мнениях наших постоянных читателей, которые присылают свои отзывы о тех или иных электронных устройствах. Если Вам друзья есть что сказать или чем поделиться, то мы будем очень рады видеть Ваши отзывы на страницах нашего издания, по основаниям которых в дальнейшем мы обязательно опубликуем следующий новый рейтинг электронных устройств. Всего вам доброго друзья и удачи!

Спутниковый навигатор — Википедия

GPS-навигатор — устройство, которое получает сигналы глобальной системы позиционирования с целью определения текущего местоположения устройства на Земле. Устройства GPS обеспечивают информацию о широте и долготе, а некоторые могут вычислить и высоту.

GPS-навигатор Oysters GPS-ГЛОНАСС НАП 14Ц822 «Грот-М» военного назначения, 2003 г.
Аппаратная часть

В GPS-навигаторе присутствуют несколько важных компонентов, от которых во многом зависит точность и качество работы прибора:

  • GPS-чипсет — набор микросхем, в котором процессор — самая важная часть. Процессор обеспечивает работу всего устройства, а также обрабатывает спутниковый сигнал, поступающий от GPS-модуля, вычисляя координаты.
  • GPS-антенна настроена на частоты, на которых передаются данные навигационных спутников.
  • Дисплей для отображения информации.
  • Оперативная память обеспечивает быстродействие навигатора.
  • Память BIOS обеспечивает связь аппаратной и программной части.
  • Встроенная Flash-память используется для хранения операционной системы, ПО и пользовательских данных.
  • Другие элементы платы — GPRS-модуль, Bluetooth-модуль, радиоприёмник и т. д. Наличие этих элементов зависит от архитектуры конкретной модели навигатора.
  • Разъёмы (внешние интерфейсы) — разъём внешнего питания, гнездо для подключения наушников, слоты для карт памяти и SIM-карт. Набор разъёмов зависит от особенностей конкретной модели навигатора.
Программная часть

В общем случае программная часть состоит из BIOS, операционной системы, программной оболочки, навигационных программ и дополнительных приложений.

  • BIOS — микропрограмма, обеспечивающая операционной системе доступ API к аппаратуре навигатора.
  • Операционная система — собственная ОС (как правило, на базе существующих) или ОС стороннего производителя. Наиболее популярная ОС стороннего производителя — Windows CE.
  • Программная оболочка, обеспечивающая удобную работу с программным обеспечением навигатора и содержащая необходимые библиотеки для корректной работы программ.
  • Навигационная программа — собственная разработка или ПО стороннего производителя. Наиболее популярные навигационные программы сторонних производителей — CityGuide, Навител Навигатор, Автоспутник, ПроГород и другие.
  • Дополнительные приложения — мультимедийные приложения, игры и другие программы, как правило, предустановленные производителем.

В навигаторах некоторых производителей отдельные элементы программной части могут быть объединены. Например, функции программной оболочки может выполнять операционная система, а дополнительные приложения входить состав навигационной системы.

Современные автомобильные навигаторы способны прокладывать маршрут с учётом организации дорожного движения и осуществлять адресный поиск. Они могут обладать обширной базой объектов инфраструктуры, которая служит для быстрого поиска пунктов общественного питания, автозаправочных станций, мест для стоянок и отдыха. Некоторые модели способны принимать и учитывать при прокладке маршрута информацию о ситуации на дорогах, по возможности избегая серьёзных транспортных заторов. Данные о пробках могут быть получены навигатором посредством мобильной связи (по протоколу GPRS), или из радиоэфира по каналам RDS диапазона FM.

Помимо GPS-навигаторов в продаже есть устройства, способные одновременно работать и с GPS, и с ГЛОНАСС. Массовое производство двухсистемных навигаторов началось в мае 2010-го года: в продаже одновременно появились навигаторы Lexand SG-555 и Explay GN-510. Сегодня модели с поддержкой ГЛОНАСС и GPS есть в продуктовых линейках Explay, Lexand, Prestigio, Prology и некоторых других торговых марок. Доля таких устройств в общем годовом объеме продаж навигаторов достигает 6,6 %.

Газета «Ведомости» проводила сравнение односистемных и двухсистемных навигаторов:[1]

Тест показал, что для поездок по Москве можно обойтись и односистемным навигатором. Но то, что навигаторы «Глонасс/GPS» работают точнее и надёжнее, подтвердилось на практике. Превосходящие характеристики двухсистемных устройств актуальны и в повседневной жизни — например, если вы хотите вовремя перестроиться для поворота на нужную полосу дороги.

Туристический навигатор Garmin eTrex Legend HCx

Портативные туристические навигаторы предназначены для туризма (водного, горного, пешего) и активного отдыха. Как правило, такие навигаторы имеют противоударный и водонепроницаемый (по стандарту IPX7) корпус, способны работать и принимать спутниковый сигнал в самых сложных условиях густого леса и горной местности. Многие модели имеют возможность использования карт местности. Кроме того, они могут оснащаться дополнительными возможностями, которые могут пригодиться в дальнем походе, среди которых магнитный компас и барометрический высотомер.

Навигатор Garmin Forerunner 310 XT

Используются на тренировках и во время соревнований спортсменами, занимающимися циклическими видами спорта на открытом воздухе (бег, лыжные гонки, велосипед). Обеспечивают совместную регистрацию параметров состояния организма спортсмена (частота сердечных сокращений) совместно с параметрами движения (траектория, скорость, пройденный путь, набор высоты). Исполнение — влагонепроницаемое, ударозащищённое, с минимальными габаритами и весом. Выполняются в корпусе наручных часов для ношения на руке, в прямоугольном корпусе для крепления на руль велосипеда. Оснащаются внешними датчиками (контактный датчик сердечных сокращений, датчик оборота педалей велосипеда, датчик шагов), которые обмениваются данными с основным прибором по радиоканалу. Могут оснащаться встроенным барометрическим альтиметром. Сообщают спортсмену требуемую информацию с помощью собственного дисплея, звуковыми и вибросигналами. Получают заранее подготовленное задание на тренировку (дистанция, темп движения, заданное направление движения, частота сердечных сокращений) из персонального компьютера. Записывают данные в собственную энергонезависимую память для последующей передачи в персональный компьютер для анализа тренировки или выступления и ведения спортивного дневника.

Навигационная программа с открытым исходным кодом для велосипедистов — Gosmore, использует открытые картографические данные из OpenStreetMap.

Наличие карты существенно улучшает пользовательские характеристики навигатора. Навигаторы с картами показывают положение не только самого приёмника, но и объектов вокруг него.

Все электронные GPS-карты можно поделить на два основных типа — векторные и растровые.

Растровые карты — это самый простой и доступный тип карт. Фактически это изображение местности, к которому привязываются географические координаты. Масштаб растровой карты напрямую зависит от исходного варианта; или это фотография со спутника, или отсканированная бумажная карта. В России лучше всего представлены растровые карты крупных городов, для других районов карты найти проблематично. Также есть проблема привязки координат карты к координатам, выдаваемым приёмником (проблема датума). На платформах Windows и Windows Mobile для использования растровых карт доступна популярная программа OziExplorer. Так же огромный массив растровых (фотографических и растеризованных векторных) карт и средства работы с ними, включая поддержку работы с GPS-приёмниками, предоставляют такие интернет-сервисы, как Карты Google, Яндекс.Карты, OpenStreetMap и др.

Векторные карты представляют собой базу данных, где хранится информация об объектах, их характеристиках и взаимном месторасположении, географических координатах и прочем. В картах могут храниться разнообразные характеристики местности: горы, реки, озера, впадины, дороги, мосты, уровни антропогенных загрязнений, типы растительности, расположение ЛЭП. Также многие подробные карты хранят множество таких объектов, как заправки, гостиницы, кафе и рестораны, стоянки, посты дорожной полиции, запрещённые к проезду зоны, достопримечательности и памятники, культурные артефакты, больницы.

Поскольку в них не содержится объёмных графических изображений, места в памяти они занимают гораздо меньше, чем растровые, но работают медленнее. Безусловным преимуществом векторных карт является возможность осуществлять адресный поиск, а также поиск ближайших к заданной точке объектов инфраструктуры. Кроме того, векторные карты позволяют показывать разную детализацию объектов при отображении карты в разных масштабах.

Существуют навигационные системы, позволяющие пользователю дополнять карты навигатора своими собственными объектами.

В специализированных автомобильных GPS-навигаторах существует возможность прокладывать маршруты по векторной навигационной карте — с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже дорожных пробок.

При подготовке туристических походов в ряде случаев разумным является рисование собственных карт района будущего путешествия. Такая карта рисуется с помощью специализированного векторного графического редактора — и может быть сохранена в векторном формате, пригодном для загрузки в GPS-приемник. Таким образом, количество и качество туристических карт для GPS также со временем растёт. Наиболее современные модели навигаторов позволяют загружать карты в растровых форматах (Garmin Oregon, Dakota и т. п.).

Автомобильная навигация | Автомобильный справочник

 

Автомобильная навигация — это прежде всего, определение места автомобиля. Навигационная система, главным об­разом, опирается на систему GPS (система глобального позиционирования). Автомобильная навигация сравнивает вычисленную позицию с цифровой картой и использует эту карту для расчета маршрута к нужной точке.

 

Содержание

 

 

Автомобильная навигация

 

Навигационное оборудование может уста­навливаться на транспортное средство на заводе-изготовителе (рис. «Навигационная система» ). Также широко используются мобильные навигационные си­стемы. По сравнению с портативными систе­мами постоянно установленные устройства обеспечивают лучшее качество позициониро­вания, и, значит, улучшенную навигацию, по­скольку можно получать данные от дополни­тельных датчиков расстояния и направления (скорость и направление), и антенну можно установить в более благоприятном месте для приема спутникового сигнала. В каче­стве опции для стационарного оборудования широко используются сетевые возможности, т.е. возможна сетевая интеграция системы. Голосовые сообщения могут озвучиваться через динамики и заглушаться при разговоре по телефону. Информация по выбору марш­рута может отображаться в комбинации при­боров или на мониторе, или отражаться на ветровом стекле, и быть доступной в рамках основного поля зрения водителя.

 

 

Функции автомобильной навигации 

 

Позиционирование

 

Система глобального позиционирования (GPS)

 

Система GPS основана на сети из 24 воен­ных спутников США, которые используются для глобального позиционирования (рис. «GPS — система глобального позиционирования» ). Они летают вокруг Земли по шести раз­личным орбитам на высоте приблизительно 20 000 км с интервалом в 12 часов. Они рас­положены таким образом, что с каждой точки на поверхности Земли видны, как минимум, четыре (обычно до восьми) спутников выше линии горизонта.

Эти спутники 50 раз в секунду передают специальные сигналы положения, идентифи­кации и времени на несущей частоте 1,57542 ГГц. Каждый спутник имеет на борту двое цезиевых и двое рубидиевых атомных часов с отклонением менее 20-30 нс для высоко­точного определения времени для сигналов.

 

 

Определение положения

 

Сигналы от спутников приходят на GPS — приемник автомобиля не одновременно из-за различия расстояний. Положение приемника рассчитывается методом радиогеодезиче­ских измерений. При получении сигналов, как минимум, от трех спутников, навигационное устройство рассчитывает свое географиче­ское положение в двух измерениях (долгота и широта). Имеется только одна точка, соот­ветствующая условиям дальности (времени прибытия сигналов). При получении сигналов, как минимум, от четырех спутников, мо­жет быть рассчитано положение приемника в трех измерениях (с учетом высоты над уровнем моря). На рис. «Определение положения системой GPS» показан этот про­цесс в упрощенной форме (только в двух измерениях).

Точность позиционирования в навигации

 

Достижимая точность зависит от положе­ния спутников, сигнал от которых может быть принят, относительно автомобиля. Чем больше пространственный угол спутника от­носительно автомобиля, тем лучше условия определения положения. Достижимая точ­ность в плане — приблизительно 3-5 м, а по высоте — приблизительно 10-20 м.

В зонах высотной застройки спутниковые сигналы могут быть приняты только, если спутники расположены, в значительной мере, на одной линии, т.е. в направлении улицы. Однако, в этом случае пространствен­ный угол между направлениями на спутники очень мал, и определение положения неточ­ное.

Ошибки в определении положения могут возникать в результате отражения спутнико­вых сигналов, например, от железобетонных стен зданий.

 

 

Определение направления движения

 

Направление движения можно легко опре­делить по разнице частот принятых сигна­лов, вызванной эффектом Допплера. Когда автомобиль движется по направлению к спутнику, GPS-приемник получает сигнал увеличенной частоты. С обратной стороны спутника приходит сигнал уменьшенной ча­стоты. Начиная со скорости приблизительно 30 км/ч, этот эффект достаточно заметен при определении направления.

Навигационное счисление

 

Навигационное счисление позволяет опре­делять положение даже, если сигналы GPS не принимаются, например, в туннеле. При этом добавляются циклически записывае­мые элементы по дальности в виде век­тора по величине и направлению. Сигнал от спидометра передается через шину CAN для измерения пройденного расстояния. Изменения направления движения считы­ваются датчиком курса. Таким образом, рассчитывается направление движения, начиная с последнего абсолютного определения направления, по последним полу­ченным сигналам GPS на основе эффекта Допплера.

Корреляционное определение по карте

 

Процедура, именуемая «корреляционное определение по карте», состоит в посто­янном сравнении расчетного положения с маршрутом, проложенным на цифровой карте. Таким образом, точное положение автомобиля может быть показано на карте даже, если расчетное положение неточное (неточность может быть вызвана, например, отсутствием сигнала GPS и ошибками в на­вигационном счислении). Таким образом, рекомендации по выбору маршрута могут быть поданы в наиболее удобной форме. Кроме того, можно скомпенсировать ошибки датчиков и накапливаемые ошибки навигационного счисления.

Ввод пункта назначения

 

Пункт назначения можно задать, например, через кнопочную панель устройства навига­ции, прямо через сенсорный экран или при помощи голосовой команды. Пользователь вводит все необходимые данные через меню или в ответ на запросы голосовой системы коммуникации.

Цифровая карта дорожной сети содержит справочник маршрутов, позволяющий вво­дить в систему адрес пункта назначения. Для этого нужно иметь список всех известных названий. В свою очередь, эти списки содер­жат также названия дорог и улиц. Чтобы за­дать адрес более точно, пользователь может указать конкретный перекресток или номер дома.

Пункт назначения можно быстро ввести из памяти, где хранятся прежние пункты назначения, которые можно вызвать снова (например, пункт назначения, записанный в категории «избранное»).

Аэропорты, вокзалы, заправки, много­этажные парковки и т.д. записаны в тема­тических списках (POI, интересные места). При помощи этих списков можно, например, найти близлежащую заправку или многоэ­тажную парковку (рис. «Пример показа карты с указанием POI» ).

Во многих навигационных системах пункт назначения можно отметить на дисплее по карте (например, при помощи сенсорного экрана).

 

 

Расчет маршрута

 

Стандартный расчет маршрута

 

Начиная с текущей позиции, навигационное устройство рассчитывает маршрут к задан­ному пункту назначения. Способ расчета может выбираться в соответствии с предпо­чтениями пользователя. Можно задать раз­личные опции, такие как, например, оптими­зация маршрута:

  • На основе времени поездки;
  • На основе критерия экономичности вре­мени и расстояния поездки;
  • На основе заданного минимального рас­хода топлива;
  • В обход шоссейных дорог, паромных пере­прав или платных дорог.

 

Рекомендации по выбору маршрута вы­даются в течение нескольких секунд после введения пункта назначения. Рассчитывается также сценарий, если водитель отклоняется от рекомендованного маршрута. Новые ре­комендации выдаются до того, как водитель доедет до следующего перекрестка.

Динамический выбор маршрута

 

Многие радиостанции передают сообщения о дорожной ситуации не только в виде речевых сообщений, но и в форме кода. Для этой цели существует стандарт «ALERT-С» для канала транспортной информации (ТМС). Информа­ция ТМС передается по системе радиоданных (RDS) в диапазоне FM.

В кодированных сообщениях, кроме прочего, содержатся указания на места автомобиль­ных пробок, их серьезность, фактическую длину и причины. Система навигации может получить такое кодированное сообщение и определить, не находится ли пробка на вы­бранном маршруте.

Если так, то маршрут рассчитывается заново, с поправкой на боль­шее время прохождения участка с пробкой. Можно выбрать обходной маршрут (рис. «Динамическая маршрутизация» ). По новому маршруту будут новые рекомен­дации.

Кодированные сообщения системы ТМС передаются только для главных трасс.

 

Проведение по маршруту

 

Рекомендации по маршруту

 

Маршрутизация выполняется путем сравне­ния текущего местоположения автомобиля с вычисленным маршрутом. Рекомендации по маршруту обычно даются в звуковой (го­лосовой) форме. Это позволяет водителю не отвлекаться от дороги. Одновременно с этим в комбинации приборов — в главном поле зре­ния водителя — должны отображаться про­стые графики для оказания помощи в пони­мании направления движения. Эти графики могут быть в виде простых стрелок или в виде полноценной карты в нужном мас­штабе (рис. «Пример показа карты с указанием POI» ).

 

 

Цифровая карта

 

Дисплей карты

 

В зависимости от системы, карта на цветном дисплее может показываться в масштабе приблизительно 1:2 000 в 2D, перспективном 2D (псевдо 3D) или истинном 3D. В таком виде удобнее оценить весь маршрут или его участок. Дополнительная информация, такая как, например, реки или озера, железные до­роги или леса, облегчает ориентирование.

Оцифровка

 

Карты и аэрокосмические фотографии высо­кого разрешения являются основой создания цифровых изображений. Если эти изображе­ния устарели или недостаточно точны, про­водятся полевые исследования. Оцифровка ведется вручную на основе картографиче­ского материала и аэрокосмических снимков. Затем в базы данных добавляются названия и классификация объектов (например, улицы, водные пространства, границы).

По улицам движутся специальные автомо­били, записывающие характеристики, свя­занные с дорожным движением (например, односторонние дороги, ограничения про­езда, мосты и туннели, запреты на поворот на перекрестках): затем данные оцифровки проверяются на месте. Данные, собранные таким способом, добавляются в базы данных и используются в цифровых картах.

Память данных

 

Диски DVD благодаря их большей в семь раз емкости, в настоящее время вытеснили диски CD в роли носителя цифровых карт. С другой стороны, новые системы теперь используют жесткие диски или SD-карты (последние явно преобладают для портативных систем). Эти средства записи информации предоставляют дополнительные возможности оптимизации навигационных систем в соответствии с пред­почтениями пользователей.

В следующей статье я расскажу о гидростатике.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

какие бывают системы, параметры и функции / Promwad corporate blog / Habr

В этой статье мы расскажем про глобальные системы позиционирования, разработанные в США, России, ЕС и Китае; объясним, как поддержка технологий глобальной спутниковой навигации реализована в электронных устройствах, а также опишем ключевые и дополнительные функции современных навигационных приемников.

GPS

Система GPS (Global Positioning System) создавалась для применения в военных целях. Она начала работать в конце 80-х — начале 90-х годов, однако до 2000 года искусственные ограничения на определение местоположения существенно сдерживали ее возможности использования в гражданских целях.


 
После отмены ограничений на точность определения координат ошибка снизилась со 100 до 20 м (в последних поколениях GPS-приёмников при идеальных условиях ошибка не превышает 2 м). Такие условия позволили использовать систему для широкого круга общих  и специальных задач:
  • Определение точного местоположения
  • Навигация, движение по маршруту с привязкой к карте на основании реального местоположения
  • Синхронизация времени

Орбиты спутников системы GPS. Пример видимости спутников из одной из точек на поверхности Земли. Visible sat — это число спутников, видимых над горизонтом наблюдателя в идеальных условиях (чистое поле).
 

ГЛОНАСС

Российский аналог GPS — ГЛОНАСС (глобальная навигационная спутниковая система) — была развёрнута в 1995 году, но в связи с недостаточным финансированием и малым сроком службы спутников она не получила широкого распространения. Вторым рождением системы можно считать 2001 год, когда была принята целевая программа ее развития, благодаря которой ГЛОНАСС возобновил полноценную работу в 2010 году.
 
Сегодня на орбите работают 24 спутника ГЛОНАСС, они охватывают навигационным сигналом весь земной шар.
Новейшие потребительские устройства используют GPS и ГЛОНАСС как взаимодополняющие системы, подключаясь к ближайшим найденным спутникам, это значительно увеличивает скорость и точность их работы.
 

Пример: aвтомобильное GPS/ГЛОНАСС-навигационно-связное устройство на базе ОС Android, разработанное командой Promwad по заказу российского конструкторского бюро. Реализована поддержка GSM/GPRS/3G. Устройство автоматически обновляет информацию о дорожной обстановке в режиме реального времени и предлагает водителю оптимальный маршрут с учётом загруженности дорог.


 
Сейчас на стадии разработки находятся еще две спутниковые системы: европейская Galileo и китайская Compass.
 
Galileo

Галилео — совместный проект Европейского союза и Европейского космического агентства, анонсированный в 2002 году. Изначально рассчитывали, что уже в 2010 году в рамках этой системы на средней околоземной орбите будут работать 30 спутников. Но этот план не был реализован. Сейчас  предположительной датой начала эксплуатации Galileo считается 2014 год. Однако ожидается, что полнофункциональное использование системы начнется не ранее 2020 года.
 

Compass

Это следующая ступень развития китайской региональной навигационной системы Beidou, которая была введена в эксплуатацию после запуска 10 спутников в конце 2011 года. Сейчас она обеспечивает покрытие в границах Азии и Тихоокеанского региона, но, как ожидается, к 2020 году система станет глобальной.
 

Сравнение орбит спутниковых навигационных систем GPS, ГЛОНАСС, Galileo и Compass (средняя околоземная орбита — MEO) с орбитами Международной космической станции (МКС), телескопа Хаббл и серии спутников Иридиум (Iridium) на низкой орбите, а также геостационарной орбиты и номинального размера Земли.
 

Поддержка ГНСС

Поддержка технологи глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в электронных устройствах реализуется на базе навигационных приемников, которые могут быть выполнены в различных вариантах:
  • Smart Antenna — модуль, состоящий из керамической антенны и навигационного приемника. Преимущества: компактность, не требует согласования, удешевляет разработку за счет сокращения сроков.
  • MCM (Multi Chip Module) — чип, включающий все компоненты навигационного приемника.
  • OEM — экранированная плата, включающая ВЧ интерфейсный процессор и процессор частот основной полосы (RF-frontend + baseband), SAW-фильтры и обвязку. Это наиболее популярное решение на данный момент.

Навигационный модуль подключается к микроконтроллеру или системе на кристалле по интерфейсу UART/RS-232 или USB.
 
Ключевые параметры навигационных приемников

Прежде чем навигационный приемник сможет выдавать информацию о местоположении, он должен обладать тремя наборами данных:
  1. Сигналы от спутников
  2. Альманах — информация о приблизительных параметрах орбит всех спутников, а также данные для калибровки часов и характеристики ионосферы
  3. Эфемериды — точные параметров орбит и часов каждого спутника

Характеристика TTFF показывает сколько времени требуется приемнику на поиск сигналов от спутников и определение местоположения. Если приёмник новый, или был выключен на протяжении длительного периода, или был перевезен на большое расстояние с момента последнего включения, время до получения набора необходимых данных и определения места увеличивается.
 
Производители приемников используют различные методы уменьшения TTFF, включая скачивание и сохранения альманаха и эфемерид по беспроводным сетям передачи данных (т.н. метод Assisted GPS или A-GPS), это быстрее чем извлечение этих данных из сигналов ГНСС.
 
Холодный старт описывает ситуацию, когда приемнику нужно получение всей информации для определения места. Это может занять до 12 минут.
 
Теплый старт описывает ситуацию, когда у приемника есть почти вся необходимая информация в памяти, и он определит место в течении минуты.
 
Одним из ключевых параметров навигационных модулей в мобильных устройствах является энергопотребление. В зависимости от режима работы модуль потребляет различное количество энергии. Фаза поиска спутников (TTFF) характеризуется большим, а слежение меньшим энергопотреблением. Также производители реализуют различные схемы уменьшения энергопотребления, например, путем периодического перевода модуля в режим сна.
 
Как правило, все модули выдают данные по текстовому протоколу NMEA-0183, но кроме указанного текстового протокола каждый производитель имеет свой собственный двоичный протокол (Binary), который позволяет изменять конфигурацию модуля под конкретное использование либо получать доступ к дополнительному функционалу, а также доступ к сырым измерениям. Двоичный протокол удобен для использования на микроконтроллерах, т.к. при этом нет необходимости выполнять преобразование из текста в двоичные данные, тем самым экономя программную память путем исключения библиотеки работы со строками и времени на преобразование.
 
Стандарт NMEA-2000 — это развитие протокола NMEA-0183. В качестве физического уровня в NMEA-2000 используется CAN-шина, которая была выбрана в виду большей защищенности по сравнению с RS-232. С точки зрения протокола передачи данныхNMEA-2000 существенно отличается от своего предшественника, т.к. использует двоичный протокол, базирующийся на стандарте SAE J1939.
 
Частота обновления данных о местоположении и скорости всех модулей составляет 1 Гц, но при необходимости ее можно поднять до 5 или 10 Гц.
 
В зависимости от области применения модуль можно  сконфигурировать под определенные динамические характеристики, которые он должен отслеживать (например, максимальное ускорение объекта). Это позволяет использовать оптимальный алгоритм и улучшать качество измерений.
 
Для выполнения навигационной задачи модуль должен одновременно принимать сигналы от нескольких спутников, т.е. иметь несколько приемных каналов. На сегодняшний день это число лежит в диапазоне от 12 до 88.
 
Точность определения местоположения по GPS составляет в среднем 15 м, она обусловлена используемым неточным сигналом, влиянием атмосферы на распространение радиосигнала, качеством кварцевых генераторов в приемниках и пр. Но с помощью корректирующих методов возможно улучшить точность определения местоположения. Эта технология называется Differential GPS. Существует два метода коррекции: наземный и спутниковый DGPS.
 
В наземных методах коррекции наземные станции дифференциальных поправок постоянно сверяют свое заведомо известное местоположение и сигналы от навигационных спутников. На базе этой информации вычисляются корректирующие величины, которые могут быть переданы с помощью УКВ- или ДВ-передатчика на мобильные DGPS-приемники в формате RTCM. На основании полученной информации потребитель может корректировать процесс определения собственного местоположения. Точность этого метода составляет 1—3 метра и зависит от расстояния до передатчика корректирующей информации и качества сигнала.
 
Спутниковые методы, такие как система WAAS (Wide Area Augmentation System), доступная в Северной Америке, и система EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay System), доступная в Европе, шлют корректирующие данные с геостационарных спутников, таким образом достигается большая область приема, чем при наземных методах.
 

Спутниковые системы дифференциальной коррекции (SBAS — Space Based Augmentation Systems) позволяют улучшить точность, надежность и доступность навигационной системы за счет интеграции внешних данных в процессе расчета
 

Демонстрация принципа работы системы WAAS (Wide Area Augmentation System) на территории США
 
Одним из основных параметров, влияющих на точность определения местоположения и стабильность приема является чувствительность. Она, как правило, определяется качеством малошумящего усилителя на входе приемника и сложностью реализованных алгоритмов цифровой обработки. Типовые значения современных приемников лежат в диапазоне 143 дБм для поиска и 160 дБм для слежения.
 
Кроме определения местоположения ГНСС предоставляют информацию о точном времени. Как правило, все приемники имеют выход PPS (pulse per second, импульсов в секунду) — секундная метка (1 Гц), которая точно синхронизирована с временной шкалой UTC.
 

Дополнительные функции навигационных устройств

Счисление пути. На основе информации о направлении движения и пройденном пути (предоставляется дополнительными датчиками) приемник может рассчитывать свои координаты при отсутствии сигналов от спутников (например, в туннелях, на подземных стоянках и в плотной городской застройке).
 
Некоторые модули имеют возможность напрямую подключать флэш-память (например, по SPI) к модулю для записи трека c необходимой периодичностью. Эта функция позволяет отказаться от использования отдельного микроконтроллера, либо она может быть полезной для минимизации энергопотребления (т.е. система на кристалле может находиться в состоянии сна).
 
На этом поверхностный обзор технологий глобальной спутниковой навигации завершен. Спасибо за внимание. Примеры реализованных проектов на базе этих ГЛОНАСС и GPS можно посмотреть на странице разработок компании Promwad.

Первая автомобильная навигационная система

Автомобильная система навигации доступна с 1981 года.

Первая автомобильная навигационная система 

Глобальная автомобильная система определения местоположения с помощью спутников оказывает водителю не заменимую помощь на дороге. Если Вы потерялись в незнакомой местности, GPS/Глонасс навигатор укажет Вам ваше нахождение на местности и подскажет дорогу. Вопреки распространённому мнению, что автомобильная навигация стала появляться на машинах в начале 90-х годов, первые навигационные приборы стали доступны с 1981 года.

 

Первый коммерческий автомобильный навигатор назывался Honda Electro Gyro-Cator. Правда стоит отметить, что навигатор не использовал сигнал со спутников, чтобы определить местоположение автомобиля. Система навигации основана на похожей инерциальной системе навигации, которую использовали летчики истребителей во время холодной войны.

 

Инерциальная навигационная система основана на довольно простом принципе. Если Вы знаете, с какого места Вы начали движение, если Вы знаете, как долго Вы были в пути и Вы знаете в каком направление Вы ехали, то достаточно не сложно определить Ваше местоположение без спутников. Если обрабатывать эти сведения в постоянном режиме, то мы получим реальный навигационный прибор, который может определять Ваше местоположение без использования спутников.

 

Задача подобного прибора, чтобы быть точным, даже на длинных маршрутах. Самое сложное это определить маршрут с отправной точки и в течение всей поездки до конечного маршрута отслеживать маршрут.

 

Чтобы сделать прибор точным компания Honda совместно с компаниями Alpine и Stanley Electric разработали систему, которая была подключена к коробке передач, чтобы знать, когда автомобиль тронулся и когда остановился. Аналоговый компьютер обрабатывал поступающую информацию. Чтобы знать в каком направлении движется автомобиль, система опиралась на данные поступающие из специального прибора, в котором находился газообразный гелий, на который подавалось электричество. По направлению струи гелия система определяла направление транспортного средства. По сути это своеобразный гироскоп.

Первая автомобильная навигационная система 

Как же в данной системе определялось местоположение? Все очень просто. К каждому навигационному прибору поставлялись различные карты, нанесенные на специальные пластиковые прозрачные пленки. Садясь в машину, Вы должны были отметить на ней начальную точку маршрута (Ваше текущее местоположение) и вставить карту в навигационный прибор.

 

Конечно, эта система не предлагала Вам маршруты объезда, и не подсказывала на каком повороте Вам необходимо повернуть. Но это все-таки это лучше, чем ничего. Для того, чтобы определить точно ли соответствует карта Вашему текущему местоположению необходимо также было предварительно проехать 1-2 километра, чтобы увидеть на карте Ваш пройденный путь. Если Ваш путь точно соответствовал дороге на карте, значит, карта точно совпала с начальной точкой маршрута. Если нет, необходимо было скорректировать начальную точку отправления.

 

В начале 80-х годов навигационное оборудование было монохромным. Вы можете в видео ролике ниже посмотреть, как работала первая коммерческая навигационная система в автомобиле. Действительно пользоваться ей было очень просто и интуитивно понятно.

Кроме того, на что стоит обратить внимание. Пользоваться этой старой системой было намного проще, чем современным автомобильным навигационным оборудованием. 

 

Компания Хонда не сообщает, сколько всего было продано этих приборов в автомобилях. Известно одно, несмотря на полезность и практичность этого оборудования, в то время прибор не пользовался особой популярностью. Причина в цене. Так в качестве опции эта навигационная система предлагалась по цене 7 000 долларов США, что дорого даже сейчас.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.