Кто придумал навигатор


Обзор истории развития навигации

Когда-то люди ориентировались по солнцу, звездам и луне. Затем появились первые бумажные карты, астролябии и компасы. Сейчас все гораздо проще — достаточно достать из кармана смартфон. Для походов по морю были необходимы не только карты и лоции, но приборы, позволяющие вычислять время и координаты корабля, а для планирования путешествий – компас и измерители скорости. Одним из первых в истории навигационных «приборов» можно считать соларстейн (в переводе с древнескандинавского — «солнечный камень»). Он несколько раз упоминается в текстах древних викингов. Явление магнетизма было подмечено людьми еще в глубокой древности. Сегодня считается, что впервые свойства магнитного железняка описал Фалес Милетский в VI веке до н. э. Первые компасы, изобретенные независимо друг от друга в Азии и в Скандинавии около XI века, представляли собой плавающую в наполненной водой раковине дощечку. К одному из ее концов был прикреплен кусочек каламита — камня, обладающего природными магнитными свойствами. Такой компас хорошо действовал лишь при незначительной качке на корабле. В конце XII англичанин Некаме и француз Гио де Провенс впервые описали простейшую буссоль (фр. boussole) — устройство, позволяющее определять магнитный азимут в море.У моряков начала XV века в распоряжении имелись всего лишь примитивная буссоль, грубые песочные часы, кишащие ошибками карты. В те времена любая экспедиция по океанским просторам становилась опасной авантюрой, зачастую со смертельным исходом. В 1530 году астроном Гемма Фризий (1508-1555) в своем труде «Принципы астрономической космографии» предложил способ определения долготы с помощью хронометра, но отсутствие достаточно точных часов надолго оставили этот метод чисто теоретическим. Дело в том, что часы в те времена редко могли идти без остановки в течение суток, а их точность не превышала 12–15 минут в сутки. Вплоть до 17 века песочные часы оставались единственным средством измерения времени в море. Песочные часы состояли из двух стеклянных сосудов, соединенных тонким отверстием. Сосуды заполнялись песком и запаивались, а количество песка было таким, чтобы за 1 час он полностью пересыпался из одного сосуда в другой, после чего часы переворачивали. Разумеется, что изменяя количество песка, можно было изменять промежуток времени, за которые песок пересыпался из одного сосуда в другой.Обычно песочные часы были рассчитаны на 1 час, 30 минут и полминуты. На кораблях песочные часы на 1 час использовались для измерения времени суток. 30-минутные песочные часы использовались для замера промежутков записи информации в «лисицу» — прообраз бортового журнала. 30 секундные песочные часы были необходимы для измерения скорости лаглинем. Капитан Джон Смит на своем корабле ввел обычай звонить в судовой колокол, чтобы моряки знали, когда начинается или заканчивается их вахта. Один удар колокола соответствовал 30 минутам, 2 удара – 1 часу и так далее вплоть до 8 ударов, означавших 4 часа. Вскоре этот способ оповещения стал общепринятым на всех кораблях в разных странах. С появлением механических часов ими стали оснащать все морские суда, причем этот прибор считался настолько важным, что его запрещалось выносить с корабля для корректировки и навигатор брал на берег маленькие переносные часы, выставлял на них точное местное время и уже по их показаниям корректировались корабельные часы.  Сегодня считается, что первые точные часы были собраны в 1735 англичанином Джоном Гаррисоном(1693-1776). Их точность составляла 4–6 секунд в сутки. По тем временам это была просто фантастическая точность. Астролябия предназначалась для определения высоты стояния небесных тел, так как, зная высоту и точное время, можно было определить широту. Астролябия была известна еще в Древней Греции приблизительно в 240 году до нашей эры. На протяжении двух тысячелетий этот научный инструмент оставался практически неизменным. Начиная со второй половины 19 века, на смену астролябии пришли квадранты, инструмент для измерения высоты звезд и определения широты. Днем (в полдень) широту определяли по длине солнечной тени, ночью — по высоте определенных звезд над горизонтом. Первый прообраз навигатора появился только в 1920 году. Устройство называлось Plus Fours Routefinder и было похоже на обычные часы, в комплекте с которыми шли карты, крутить которые нужно было вручную. Первый автомобильный навигатор, появился в 1930-м и назывался Iter-Auto Основные его отличия от Plus Fours Routefinder состояли в автоматическом прокручивании карты — при этом скорость, с которой механизм это делал, зависела от скорости движения автомобиля.  Поворот или возвращение назад в те времена были проблемой — приходилось останавливаться и заправлять в Iter Avto свиток с новой картой местности. К 1966 получили свое развитие первые электронные навигационные системы, например компанияGeneral Motors представала устройство Driver Aid Information and Routing Система была призвана ассистировать водителя и брать на себя часть функций водителя, чтобы он мог сосредоточиться на управлении автомобилем, а не ориентации на местности. Среди дополнительных новинок того времени — возможность позвонить по радиотелефону! Но только в аварийную или справочную службы. В качестве носителей информации использовались перфокарты: по ним навигатор ориентировался и сообщал об ограничении скорости, направлении и других важных факторах. С бурным ростом количества автомобилей в стране восходящего солнца тоже начались свои собственные разработки. Так в 1973 году Японское агентство промышленной науки и техники запустило в проект системы контроля трафика Comprehensive Automobile Traffic Control System, который должен был помочь водителям ориентироваться в крупных городах с учетом актуальной дорожной информации. Экспериментальные автомобили оснащенные специальными радиоприемниками и системами электронного отображения данных начала производить компания Toyota. Установленные на дорогах общего пользования передатчики транслировали на автомобильные приборы данные о заторах и предлагали варианты объезда. Но фактическое начало новой эпохи спутниковой навигации, сам того не подозревая заложил Советский Союз, когда в 1957 году отправили в космос первый искусственный спутник Земли. Американские учёные при этом наблюдали сигнал, исходящий от спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера, описанному еще в далеком 1842 году, частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при отдалении. Поэтому, зная свои координаты, можно выяснить положение и скорость спутника, и, зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты. На основе данного явления в 1974 году идея спутниковой навигации была реализована для нужд вооруженных сил США, которые запустили первый из 24 GPS-спутников, необходимых для покрытия всей Земли. Последний из них запустили в 1994 году. На данный момент этих спутников 32. Первый GPS-приёмник, разработанный для вооруженных сил США, был двухместным и с колёсами. Весил около 122 килограммов.  Как видны спутники из одной точки земли Советский Союз тоже вел свои разработки в данной области. Официально систему ГЛОНАСС начали разрабатывать в СССР в 1976 году, но только в 1984 запустили первые два спутника. Для полного покрытия Земли также как и для GPS требуется 24 спутника. Коммерческие компании, не имеющие доступ к космическим, технологиям шли своим путем. Так в 1981 компанией Honda был выпущен первый коммерческий автомобильный навигатор, который назывался Honda Electro Gyro-Cator Принцип работы основывался на инерциальной системе. 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. Чтобы знать в каком направлении движется автомобиль, был разработан специальный прибор, в котором находился газообразный гелий, на который подавалось электричество.По направлению струи гелия система определяла направление транспортного средства. По сути это своеобразный гироскоп. К каждому навигационному прибору поставлялись различные карты, нанесенные на специальные пластиковые прозрачные пленки. Единственная проблема такого навигатора – это его цена. От 2000 до 3000 долларов, в зависимости от набора карт. Honda Accord, в то время, стоила около 8000 долларов.К 1985 году в США уже появляется первый массовый автомобильный навигатор — The Etak Navigator. В отличии от разработки Honda — навигационной прибор Etak с простейшим монохромным экраном хранил карты на магнитных лентах, которые требовалось периодически менять. На нескольких лентах едва умещались схемы Лос-Анджелеса и окрестностей. Положение в пространстве устройство определяло при помощи расчетов, основываясь на данных цифрового компаса и датчиков скорости. В течение нескольких лет было продано несколько тысяч таких приборов. Решение о создании гражданской версии GPS системы было принято в 1983 году, после того, как ВВС СССР сбили самолёт компании Korean Airline вторгшейся в воздушное пространство Советского Союза. Споры о случайном сходе с воздушного коридора или намеренно пересечении границы до сих пор продолжаются. Но факт остается фактом, мир нуждался в более точной ориентации в пространстве. Как в воздухе, так и на земле. Из за своей высокой стоимости и большим габаритам, долгое время спутниковая навигация устанавливалась только на морские и воздушные суда. С развитием электроники и появлением компактных микросхем размеры устройств уменьшались. И так только в 1994 году в списке опций новейшего BMW 7-Series в кузове E38 появляется GPS-навигатор. Уже в виде полноценного устройства с цветным экраном и отличной по тем временам графикой. Этот агрегат можно считать полноценной медиасистемой – помимо навигатора в одном корпусе были собраны кассетная дека, радиоприемник, бортовой компьютер и даже телевизионный приемник.В США впервые автомобильная GPS навигация появилась на год позже в 1995 году на автомобилях Oldsmobile 88. Опционально их начали комплектовать системой GuideStar Цветной дисплей устанавливался на консоль, а в багажнике машины монтировался вычислительный процессор. Карты хранились на сменных картриджах – одного хватало не больше чем на карту Калифорнии.В это же время компанией Ashtech был выпущен первый приёмник, рассчитанный на работу и с ГЛОНАСС, и с GPS одновременно. Разработка была для военных и навигатор не была предназначен для массового рынка. Одним из первых портативных автомобильных навигаторов был Garmin StreetPilot Основным его преимуществом была стоимость — 600 долларов, что гораздо дешевле, чем любое встроенное в автомобиль устройство. Garmin StreetPilot крепился к лобовому стеклу или устанавливался на панель, обладал полноценным цветным экраном и хорошо прокладывал маршруты. До 2000 на всех спутниках при передачи сигнала для гражданских приемников, правительством США искусственно включалась загрубляющая поправка, снижалась точность работы GPS, в результате чего ухудшалась точность определения местоположения. В 2000 году она была отключена, и на рынок начали массово выходить персональные и автомобильные устройства навигации.Так появился первый смартфон с GPS — Benefon ESC, доступный массовому потребителю. В том же году компания Alpine представила первый в истории навигатор CVA-1005 с CD-приводом. На одном компакт-диске помимо программы умещалось много картографической информации, что давало возможность прокладывать протяженные маршруты. К 2006 году для записи карт начали использовать жесткие диски вместо сменных CD. Первые такие аппараты были от компании Pioneer модель AVIC-Z1 являлась полноценными мультимедийным центром и работала быстрее встроенных систем.  В том же году автопроизводители начали осваивать сегмент систем навигации на российском рынке. Пионером стала компания BMW, предложившая диски с картами Москвы и Подмосковья. Навигация обходилась покупателю в дополнительные 3800 евро, использовала транслитерацию вместо кириллицы и в первое время не отличалась выдающейся детализацией.А первый гражданский автонавигатор с поддержкой российской и американской технологий Glospace появился только в 2007 году. Массовое производство персональной аппаратуры ГЛОНАСС/GPS началось спустя четыре года. Первый смартфон с поддержкой ГЛОНАСС, поступил в продажу в 2011 году — МТС 945. Сегодня обе технологии поддерживают около 10% всех навигационных устройств, включая популярные смартфоны. Популяризация доступа в интернет принесла в автомобили и онлайн-сервисы. Так в 2011 компании начали объединять систему навигации авто с подгружаемыми из сети картами Google Maps, предложив водителю не схематичную карту, а реальный вид местности.

К 2013 году массовое распространение смартфонов привело к появлению новой концепции. Предлагая системы мультимедийных шлюзов, объединяющих возможности мобильного телефона и мультимедийного комплекса: GPS-датчик и программа навигации работают на смартфоне, а за отображение информации отвечает экран на консоли автомобиля.

Десятки профильных и непрофильных компаний занимаются разработкой безпилотных автомобильных систем и адаптацией военных технологий дополненной реальности в мирное русло.

Например, концепция Dynamic & Intuitive Control Experience, получившая свое начало в 2012 году, от компании Mercedes-Benz, не предполагает участия человека в процессе управления автомобилем. Система навигации возьмет управление на себя, оставив пассажиру лишь развлекательные и информационные функции.

Audi тоже не отстает от концерна Daimler и разрабатывает собственные системы автопилотирования

А например компания Jaguar сконцентрировалась на системах дополненной реальности — Jaguar Virtual Windscreen Для внедорожников проектируется лобовое стекло позволяющее заглянуть сквозь автомобиль, для оценки дорожного покрытия.

Для спортивных версий — проецирование фантомных соперников и просчет оптимальной траектории входа в поворот.

mda-tech.ru

История навигаторов

Когда-то люди ориентировались по звездам. Сейчас все гораздо проще — достаточно достать из кармана телефон, вбить в яндекс.карты нужный адрес и они проложат маршрут. Или включить навигатор в авто. Или посмотреть на «умные часы» — способов много. Но знали ли вы, как выглядели первые навигаторы? В посте — краткая история навигаторов: от механического наручного устройства до проекторов в шлеме.

Первые шаги

Первый навигатор появился в 1920 году. В комплекте к устройству Plus Fours Routefinder, похожему на часы, шли карты. Крутить их нужно было вручную.

Нужно было добавить это устройство в Историю умных часов. Ведь пройдет всего 90 лет, и функцию навигатора будут выполнять часы вроде Pebble.

Навигатор следующего поколения, Iter-Auto, появился в 1930-м. Основные его отличия от Plus Fours Routefinder состояли в автоматическом прокручивании карты — при этом скорость, с которой механизм это делал, зависела от скорости автомобиля. Но стоило свернуть с дороги — как водителю приходилось доставать карты, искать нужную, устанавливать её в навигатор и искать своё текущее местоположение.

Реклама Iter-Auto.

General Motors в 1966 году выпустила «Driver Aid Information and Routing». Система была призвана ассистировать водителя и брать на себя часть функций водителя, чтобы он мог сосредоточиться, собственно, на вождении. Среди полезных функций — возможность позвонить по радиотелефону в аварийную или справочную службы. Пресс-релиз от 1 февраля 1967 года. В качестве носителей информации использовались перфорированные карты: по ним навигатор ориентировался и сообщал об ограничении скорости, направлении и других важных факторах.

В космос!

В 1957 году в Советском Союзе отправили в космос первый искусственный спутник Земли, а американские военные узнали, что частота сигнала зависит от приближенности спутника. Поэтому, зная свои координаты, можно выяснить положение и скорость спутника, и, зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты. Технология глобальной спутниковой навигации: какие бывают системы, параметры и функции.

В 1974 году идея спутниковой навигации была реализована, и в США запустили первый из 24 GPS-спутников, необходимых для покрытия всей Земли. Последний из них запустили в 1994 году. На данный момент этих спутников 32. Как видны спутники из одной точки:

Этот спутник не запустили, он в музее в Сан-Диего.

Официально систему ГЛОНАСС начали разрабатывать в СССР в 1976 году, но только в 1984 запустили первые два спутника. На фото — спутник ГЛОНАСС второго поколения. Для полного покрытия Земли также требуется 24 спутника.

Для военных и гражданских

Первый GPS-приёмник, разработанный для вооруженных сил США, был двухместным и с колёсами. Весил около 122 килограммов.

В 1983 году система GPS стала доступна для гражданских, а два года спустя, в 1985, в США уже появляется первый массовый GPS-навигатор — The Etak Navigator. Изображение на дисплее — приятного зелёного цвета. Музыку и фильмы на нем, конечно, смотреть было нельзя, но со своей работой он справлялся в пределах заданных правительством США для массового рынка погрешностей (Только в 2000 загрубление точности было официально отменено США).

В 1991 году The Etak Navigator засветился в фильме «Сплошные неприятности» (Nothing But Trouble). В кадре — собственно, он и нога Деми Мур.

Как ГЛОНАСС, так и GPS изначально разрабатывались для военных целей. На фото — часть приборной панели вертолёта Black Hawk с GPS навигатором, начало 1990-х.

Январь или февраль 1991 года, операция «Буря в пустыне». GPS-навигатор, установленный в Хаммере.

Первый приёмник, рассчитанный на работу и с ГЛОНАСС, и с GPS одновременно, был выпущен в 1995 году компанией Ashtech. Он не был предназначен для массового рынка.

А спустя пять лет на рынке появляется первый смартфон с GPS — это Benefon ESC. Он был доступен массовому потребителю.

Первый смартфон, оборудованный ГЛОНАСС приёмником, поступил в продажу в 2011 году — МТС 945.

Сегодня

На данный момент роль навигатора могут выполнять не только специальные гаджеты, но смартфоны и разнообразные носимые устройства — часы и очки. Например, Google Glass позволяют водителю не отвлекаться от дороги.

Возвращаясь к часам — приложение для Pebble позволяет отображать подсказки о том, куда дальше ехать, прямо на наручных часах. Это один из 10 вариантов применения этого гаджета. Работают они совместно с запущенным на смартфоне приложением.

Штатными навигаторами часто оснащают автомобили прямо на заводе — даже российские производители авто это делают.

Но гораздо интереснее, конечно, устройства, приобретаемые дополнительно. Например, навигатор Garmin HUD оснащен проектором — водитель видит карту на лобовом стекле автомобиля. Устройство синхронизируется со смартфоном на iOS или Android и использует запущенное на нем программное обеспечение. И получает пробки с него через Bluetooth.

Мотоциклисты тоже пользуются навигаторами, что сопряжено с рядом неудобств: во время вождения в шлеме не очень удобно наклонять голову к навигатору — это раз, приходится останавливаться, чтобы вбить адрес — это два. Поэтому среди носимых устройств с навигацией можно отметить мотоциклетный шлем NUVIZ — он нужен для того, чтобы повысить безопасность. Проект уже получил достаточную сумму на Kickstarter.

Программное обеспечение девайса позволит даже объехать непогоду, что для двухколесного транспорта является ощутимым бонусом.

В России подобный проект разрабатывается уже пять лет — это LiveMap для байкеров, мотоциклетный шлем с GPS навигатором. Сейчас можно сделать предзаказ на сайте — за 1500 долларов, а когда он появится в продаже — цена составит уже 2000.

Это интересно: Подключенный Volvo на MWC 2014 История умных часов История персональных компьютеров в рекламе. Часть 3: 1990-е

Автор: ivansychev

Источник

www.pvsm.ru

Первые автомобильные навигаторы

Мы продолжаем цикл статей, посвященных самым первым агрегатам, которые стали привычны современному водителю.

Технический прогресс не стоит на месте. Еще несколько десятилетий назад многие вещи, показанные в научно-фантастических фильмах, были лишь фантазиями создателей кинолент. А уже сегодня, ранее невиданные предметы, – стали абсолютно нормальными и повседневными устройствами.

Одним из таких (ранее диковинных устройств) и стал автомобильный навигатор. В нашей сегодняшней статье мы окунемся в историю появления и развития данного вида устройств.

НАЧАЛО

Впервые устройство, которое показывало маршрут, было разработано в Великобритании в 1920 году. Это был наручный навигатор Plus Fours Routefinder. Он был изготовлен в компактном корпусе и напоминал наручные часы. В комплекте с ним шли специальные бабины, на которых были нанесены основные маршруты. Обладателю такого «гаджета» необходимо было носить коробку с картами с собой, а их прокрутку осуществлять в ручном режиме. Немного позже подобные «часы» делали и отечественные студенты, отличие было лишь в том, что вместо карт на бабину накручивались правильные ответы на экзаменационные билеты. Но это уже другая история.

Спустя еще 10 лет, а именно в 1930 году, появился первый автомобильный механический (!) навигатор – Inter Avto. Суть его работы была аналогична «наручным» Plus Fours Routefinder, за исключением того, что он жестко был закреплен в салоне автомобиля, а за прокрутку карт отвечал специальный тросик. Причем скорость прокрутки карт была прямо пропорциональна скорости самого автомобиля. Чем не современный навигатор? Но, к сожалению, такое устройство обладало теме же недостатками, что и наручный «предок». Если ваш маршрут предполагал частые повороты, то необходимую карту нужно было вставлять вручную.

КОСМИЧЕСКАЯ ЭРА

В послевоенное время инженерам было не до новых разработок, нужно было восстановиться после длительных боевых действий. Но как нас учит история, именно война и стала толчком к появлению инноваций. Так настала космическая эра.

В конце 1957 года, а именно 4 октября, СССР запустила первый в истории человечества искусственный спутник земли. Этот аппарат был диаметром 58 см, и имел вес в 83,6 килограмма (из которых 50 кг весила аккумуляторная батарея). Этот спутник совершил 1440 оборотов вокруг Земли и пробыл на орбите 3 месяца.

Советский спутник излучал сигнал, который можно было получить практически в любой точке планеты. Наблюдали за излучением сигнала и американские ученые во главе с Ричардом Кершнером. Им удалось выяснить зависимость частоты радиосигнала от его координат и параметров движения. Другими словами, частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при отдалении. То есть, зная свои координаты на Земле можно выяснить положение и скорость спутника, или наоборот, зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты.

Такое открытие стало толчком для появления раннего прототипа современных спутниковых систем навигации. Уже спустя год, а именно в 1958 году, был запущен первый спутник системы «TRANSIT». А спустя еще 2 года на орбите появилась группа спутников. Таким образом образовалась первая рабочая система мониторинга и определения координат объектов, которые перемещаются по земной поверхности.

В 1978 году был запущен первый спутник, современной глобальной системы позиционирования GPS. Начиная с 1983 года правительством США было принято решение о доступе, к тогда еще военной разработке, гражданских лиц. Именно это стало огромным толчком в появлении и развитии автомобильных спутниковых навигаторов.

НАСТОЯЩЕЕ

Первый навигатор, ориентированный на использование в автомобилях, представили компании Honda и Alpine, в далеком 1981 году. Причем он не использовал данные со спутников. В его основе была хитрая система, основанная на гироскопе, отсюда и название – Gyrocator. Таким образом, на карту переносилась информация о местоположении и пройденном расстоянии. Первым автомобилем, для которого была доступна подобная опция, стала Honda Accord. Стоимость такого «навигатора» составляла 2746 долларов США, что на тот момент равнялось четвертой части стоимости всего автомобиля! Вес устройства – 9 кг.

До середины 90-х годов системы, основанные на данных со спутников GPS, практически не применялись серийно в автомобилях. Это было вызвано высокой стоимостью компонентов системы. В конце 80-х – начале 90-х, модуль GPS весил порядка 1 кг и около 100 тысяч долларов США. Сегодня стоимость подобного чипа находится в пределах 3 центов. Настоящий бум автомобильных навигаторов наступил в начале 2000-х годов. По большому счету, с этого времени навигаторы особо не изменились внешне, а лишь пережили ряд эволюционных развитий.

На сегодняшний день, можно различить три основных вида автомобильных навигационных систем:

  • штатная навигация;
  • мобильные навигационные системы;
  • программное обеспечение для смартфонов и планшетов;

Штатная навигация – устанавливается заводом-производителем автомобиля и, как правило, является неотъемлемой частью информационно-развлекательной системы. В штатное место могут быть установлены совместимые навигационные системы от сторонних производителей.

Мобильная навигационная система – представляет собой портативное автономное навигационное устройство, которое покупается отдельно и, чаще всего, устанавливается на лобовое стекло или торпедо.

Программное обеспечение для смартфонов и планшетов – самый популярный (на сегодня) способ определения местоположения и прокладывания маршрута. Для получения данных достаточно иметь обычный смартфон, в котором установлено соответствующее программное обеспечение. Еще одной причиной популярности данного типа навигаторов стало распространение бесплатных карт (таких как Google Maps и Яндекс.Карты), с возможностью получения данных о пробках. И, как следствие, возможность выбора более подходящего маршрута.

В последние несколько лет список устройств способных прокладывать и рассчитывать маршрут в значительной степени увеличился. Причем инженеры стараются максимально упростить работу с таким важным устройством и добиться ненавязчивой подачи информации. Так для мотоциклистов существуют специальные шлемы, способные проецировать изображение на защитное стекло. Существуют прототипы систем, которые выводят необходимые данные прямо на лобовое стекло, по аналогии с системами дополненной реальности.

Какое развитие GPS навигаторов нас ждет в ближайшее время, мы узнаем совсем скоро. Будущее уже наступило.

veddro.com

Всё, что нужно знать о GPS

GPS (Global Positioning System — система глобального позиционирования) — это спутниковая система навигации, которая позволяет измерять расстояние, время и определять местоположениe во всемирной системе координат. Почти каждый современный смартфон или планшет оборудован GPS-приёмником, работающим независимо от приёма сотовой связи, интернета, погодных и прочих условий. Этот датчик соединяется с системой, которая в настоящее время состоит из 24 основных спутников (они обеспечивают связь 95 % времени) и нескольких вспомогательных. Кроме того, система GPS включает наземные станции (главная находится на авиабазе ВВС США Schriever в США) и собственно GPS-приёмники, которые встроены в навигаторы, смартфоны и планшеты.

Каждый спутник системы непрерывно генерирует радиосигналы, по временной задержке которых можно вычислить расстояние до него (атомные часы на спутниках и приёмниках синхронизированы с высокой точностью). Таким образом, GPS-приёмник в телефоне ориентируется на то, как далеко от него находятся несколько спутников, расположение которых считается известным. Для определения трёхмерных координат приёмника привлекаются минимум четыре спутника, после чего он ищет точку пересечения соответствующих сфер.

Могут ли российские политики отключить GPS во всей стране?

Нет, потому что крупные сервисы (например, «Яндекс.Карты») получают данные напрямую со спутников GPS, и корректировочные станции, которые находятся на территории России, им просто не нужны — об этом заявили представители компании в комментарии для РБК. Самое страшное, что может случиться — это небольшое ухудшение точности в GPS-навигаторе. Но когда они работали точно?

Правда ли, что советский спутник помог создать GPS?

Ну, почти. 4 октября 1957 года учёные Массачусетского технологического института заметили, что частота радиосигнала, исходящего от советского спутника, запущенного в тот день, увеличивалась, когда он приближался, и снижалась, когда он отдалялся, что было следствием эффекта Доплера. Ричард Кершнер, наблюдавший за спутником из MIT, понял, что местоположение спутника можно определить с Земли, измеряя частоту передаваемых им сигналов, и наоборот — расположение приёмника можно было узнать, измерив расстояние до спутника. В 1958 году Кершнер занялся разработкой первой в мире системы спутниковой навигации Transit (или NAVSAT), и в 1964 году она стала работать на американских подводных лодках «Полярис».

Значит, GPS изобрели не только для того, чтобы мы могли найти дачу друзей?

Transit-1-Satellite Prototype

Карт Google, браслетов-трекеров и мобильных телефонов тогда не существовало. Так что, как и советский спутник, технология GPS была орудием холодной войны: США начали разработку этой системы, чтобы запускать ракеты в любую точку на Земле. У США уже была система спутниковой навигации Transit, но она состояла только из 5 спутников, которые не могли обеспечить постоянного покрытия всей земной поверхности. Кроме того, с помощью этой системы можно было узнать только ширину и долготу, и подводникам порой приходилось ждать по несколько часов, чтобы получить сигнал со спутника. Этого было недостаточно для запуска баллистических ракет наземного базирования Minuteman: для того, чтобы точно их направлять, нужно было знать высоту над уровнем моря.

На протяжении 1960-х гг. министерство обороны США разрабатывало более совершенную систему навигации Navstar-GPS (или Navigation System Using Timing and Ranging). В 1974 году запустили первый GPS-спутник Block I, а к 1985 году ещё 11 спутников — всего их должно было быть 24.

Сдаётся мне, что и в обычной войне без этой системы не обошлось

Navstar-2F на орбите

Всё так. Когда в 1990 году в Персидском заливе началась военная операция «Буря в пустыне», на орбиту были запущены уже 15 спутников NAVSTAR, что обеспечивало хорошее покрытие всей земной поверхности на протяжении примерно 19 часов в сутки. В Персидском заливе устройства с GPS помогли американским солдатам лучше планировать атаки: даже если небольшой отряд сталкивался с противником, солдаты могли послать точные координаты врага своему командиру. Кроме того, с помощью GPS можно было проводить масштабные ночные манёвры, которые в прошлом требовали участия множества разведчиков и проводников. GPS также помогала менять план наступления вплоть до его начала и узнавать точное местоположение войск противника.

Как GPS стала технологией для всех?

Magellan NAV 1000

После того, как в 1983 году советский истребитель сбил пассажирский самолёт Korean Airlines, который вошёл в воздушное пространство СССР, президент США Рональд Рейган разрешил всем гражданским самолётам использовать систему GPS, чтобы они могли лучше ориентироваться и не сбивались с пути. Уже в 1985 году правительство заключило контракт с несколькими частными компаниями, которые начали производство GPS-приёмников для самолётов, кораблей и обычных людей. Первым пользовательским GPS-устройством стал Magellan NAV 1000, выпущенный в 1989 году. GPS-навигаторы впервые появились в автомобилях в 1995 году, и сначала ими оснащали только дорогие автомобили. Портативные GPS-приёмники быстро стали популярными среди хитчхайкеров и путешественников — они помогали ориентироваться даже в малонаселённых районах и спасали в сложных ситуациях.

Большой брат следитза нами через GPS?

Benefon ESC — первый телефон с GPS

В 1990 году по решению правительства США точность гражданских приёмников понизили, чтобы военные противники не могли использовать их в своих целях. В 1999 году компания Benefon выпустила первый телефон с GPS-приёмником, а уже в 2000 году Билл Клинтон отменил намеренное ослабление сигнала для гражданских приёмников. К тому времени производство GPS-устройств подешевело, и на рынке появилось много недорогих навигаторов для автомобилей, которые выпускали компании Tom Tom и Garmin. Теперь каждый мог не потеряться в любой точке Земли (кроме приполярных областей) и найти путь к цели. Правда доверие к системе было подорвано в 2013 году: когда Эдвард Сноуден обнародовал документы АНБ, стало известно, что агентство собирало данные о местоположении миллионов владельцев смартфонов с GPS-приёмниками и об их ежедневных перемещениях. Технология, которая на первый взгляд дарила свободу и массу новых возможностей, стала орудием масштабной слежки.

Кто создаёт альтернативусистеме GPS?

Спутники QZSS в движении

К 1995 году было запущено 24 спутника конкурирующей с GPS российской системы ГЛОНАСС. Именно отказ размещения её станций в США и стал поводом для закрытия американских станций GPS на территории нашей страны. Ещё один конкурент GPS создают страны — члены Евросоюза. В 1999 году стало известно, что они создадут собственную систему спутниковой навигации, которая будет называться Galileo в честь великого итальянского астронома. Ещё одна национальная навигационная система — BeiDou, работающая в Китае с 2000 года. Кроме того, в 2018 году компания Mitsubishi Electric планирует запустить в Японии свою навигационную систему QZSS, которая будет работать вместе с GPS и сможет определять местоположение приёмника с точностью до 1–3 сантиметров: например, это позволит самоуправляемым машинам не сбиваться с полосы.

Россия встанет с колен, ГЛОНАСС будет работать?

В данный момент на орбите находятся 29 космических аппаратов системы ГЛОНАСС — последний спутник успешно запущен 24 марта этого года. В апреле стало известно, что наземные станции ГЛОНАСС, которые важны для повышения точности работы системы, появятся ещё в 36 странах мира. Пока станции работают только в Бразилии и Антарктиде. Сегодня ГЛОНАСС работает не так хорошо, как GPS: в работе системы происходят сбои. Например, 15 апреля этого года на протяжении получаса восемь космических аппаратов показывали неверные координаты — неполадка была связана с переходом на новый контур управления. Ещё одна проблема при развитии ГЛОНАСС — это коррупция. В 2012 году стало известно, что при разработке навигационной системы похитили 6,5 миллиардов рублей, а в 2013-м выяснилось о хищении ещё 85 миллионов рублей. Но всё впереди, в iPhone 4S, к примеру, ГЛОНАСС уже есть.

www.lookatme.ru


Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>