Спутниковые системы навигации GPS

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. История и теория GPS

2. Принципы работы GPS в Красноярске

3. Функции GPS приемника

4. Экономическая эффективность GPS приемников

5. Альтернативные системы GPS

6. Перспективы GPS

Библиографический список

Введение

GPS--аббревиатура от английского Global Positioning System, проект был реализован и принадлежит военному ведомству США и первоначально задумывался только для военных целей. Спутниковая Система Навигации (GPS) является американской системой, основанной на радионавигации местности, которая обеспечивает надежное расположение, навигацию, и выбор времени услуг гражданским пользователям на непрерывной международной основе -- свободный доступ для всех. Для любого человека, имеющего приемник GPS, система обеспечит возможность определения местоположения и времени. GPS обеспечивает информацией относительно точного местоположения и информацию о времени для неограниченного количества людей независимо от погоды, времени суток, и в любом месте на планете.

спутниковый навигация мониторинг

1. История и теория GPS

Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. Датой рождения технологии, без которой сегодня уже тяжело представить современный мир, считается февраль 1978 года -- дата, когда был выведен на орбиту первый спутник положивший начало тому, что сейчас называется GPS, а в полную мощность система заработала только в декабре 1993 года. Каждый спутник весит более 900 кг и с раскрытыми солнечными батареями имеет размер около 5 метров, мощность радиопередатчика составляет 50 ватт. Средний срок службы каждого спутника системы приблизительно 10 лет, и по мере того как спутник вырабатывает свой ресурс, на замену ему на орбиту выводится новый спутник. В основу работы всей системы заложена идея определения координат местоположения объектов на земле, на основе расчета расстояний до группы спутников в космосе измеренных системой, при этом спутники выполняют роль точно координированных точек отсчета.

2. Принципы работы GPS

GPS навигатор - это приемник и компьютер в одном корпусе. Приемник принимает сигналы, передаваемые спутниками, находящимися на орбите, а компьютер расшифровывает сигнал и определяет местоположение приемника. Все модели отображают на экране текущее положение, географические координаты точки, в которой находится прибор, траекторию пройденного пути и отмеченные точки. Все приборы имеют несколько страниц, отображающих разную информацию: положение спутников на небосводе, карту с точками и пройденными путями, страничку меню с выходом на различные настройки и поиск, страничку навигации, где в режиме навигации (следования к определенной точке) изображен указатель в виде стрелки и страничку путевого компьютера, где отображаются пройденное расстояние, скорость движения и т.д.

Чтобы найти точку, достаточно выбрать нужную точку из списка и нажать кнопку «Идти». На странице «навигация» появится стрелка с направлением движения. А для запоминания координаты точки во всех моделях для этого достаточно нажать и некоторое время удерживать кнопку. Так же это можно сделать через главное меню. Еще в GPS навигаторах есть пути и маршруты. Путь (трек) - это «след», пройденный Вами путь. В память прибора записывается по умолчанию. Маршрут - (Роут) - это путь, заранее намеченный по точкам. Прибор может провести Вас в режиме навигации, как по маршруту, так и по треку (в режиме трек бэк).

Маршрут можно построить на компьютере, потом ввести в прибор. Можно построить и непосредственно в приборе. Режим Track back это режим, в котором прибор в режиме навигации ведет Вас обратно точно по пройденному пути. При этом стрелка на странице «навигация» показывает повороты. Все приборы определяют не только координаты на плоскости, но и вертикальные координаты. При этом определяется возвышение над теоретической геометрической фигурой земли. Чтобы определять точную высоту над уровнем моря или другой поверхностью применяется барометрический высотомер позволяющий определять высоту с точностью до 3 м. Встроенный барометрический высотомер имеется в моделях eTrex Summit, eTrex Vista, Map76S, map60CS. В режиме навигации или при отображении карты прибор показывает направление на точку только в движении, когда компьютер может рассчитать направление движения и сориентироваться. Иногда необходимо сориентироваться стоя на месте или по карте. Для этого имеется встроенный электронный компас. Он имеется в моделях eTrex Summit, eTrex Vista, GPSMap76S,map60CS.Также все модели (кроме Геко 101) имеют возможность присоединения к компьютеру через COM-порт, а современные модели и через USB. Эта связка может использоваться как для определения текущего местоположения, так и для ввода-вывода информации (треков, точек и маршрутов).

3. Функции GPS приемников

Каждый из пользователей определяет для себя, какие из функций GPS навигатора являются для него более важными. Кто-то больше обращает внимание на удобство интерфейса, объем памяти, функциональность или дизайн или внешний вид. Но основные функции навигаторов следующие:

-Сенсорное управление. Большинство GPS навигаторов обладает управлением, реализованным при помощи различных джойстиков и кнопок. Но не всегда удобно выбирать точку маршрута или наводить курсор на необходимый объект на карте. Для упрощения этой задачи в современных навигаторах осуществляется управление при помощи сенсорного дисплея.

-Адресное проведение маршрута. При использовании такой функции навигатора нет необходимости в поиске нужного дома или улицы на карте, достаточно ввести окончательную точку маршрута и с учетом выбранной настройки приемник автоматически проложит кратчайший маршрут. В роли конечной точки может быть точный адрес с улицей и домом либо определенный объект, например, аптека или кинотеатр.

-Встроенные карты. Запланировать точный маршрут не всегда получается, так же, как и загрузить набор необходимых карт. При этом внутренняя память, используемая для хранения карт, обладает ограниченными размерами. Чтобы во всех ситуациях имелась функция определения текущего месторасположения, нужно, что бы в приемнике содержался базовый набор карт.

-Приемник GPS сигнала. Точность отображения местоположений и качество определения позиции зависит от аппаратной и программной реализации приемника, в части обработки и приема навигационного сигнала. Характеризуется качество приема сигнала чувствительностью RF-части. Обработка этого сигнала осуществляется при помощи специальных (чипсетов) микропроцессоров.

-Функция возврата. Эта функция GPS навигаторов дает возможность точно повторять пройденный ранее маршрут и обладает большей практической пользой на пересеченной местности, для которой не имеется подобных дорожных карт.

-Функция выбора объекта. Запрос информации об идентичных объектах, определение и выбор ближайшего из них может являться одной из задач навигации. При этом критерием для определения ближайшего от навигатора объекта должно являться не геометрическое расстояние, путь, учитывающий дорожную сеть.

4. Экономическая эффективность

Экономическая эффективность-показатель, определяемый соотношением экономического эффекта и затрат, породивших этот эффект. Иными словами, чем меньше объем затрат и чем больше величина хозяйственной деятельности, тем выше эффективность. В зависимости от сферы деятельности автомобильного транспорта, расходы по внедрению системы GPS мониторинга транспорта окупаются в срок от 3 до 12 месяцев.

Экономический эффект от внедрения системы GPS мониторинга достигается за счет следующих оптимизационных процессов:

1. Снижение пробега автотранспорта достигается, во-первых, за счет более эффективного оперативного управления перевозками, транспортной логистики. Диспетчер, имеющий перед глазами полную картину, где находятся автомобили, в каком состоянии исполнение выданных водителю заказов, имеет возможность отправить на задание более близкий автомобиль.

Вторая причина, по которой уменьшается средний пробег автотранспорта - исключение «левых» рейсов и необоснованных простоев. По одному из исследований, уменьшение среднего пробега в автопарках (при сохранении загруженности) достигается от 5 до 12 %.

2. Снижение расхода ГСМ (топлива), во-первых, за счет уменьшения пробега. Во-вторых, при подключении датчика уровня топлива в системе отражается вся информация о том, какое количество топлива, было заправлено (или слито), с указанием места и времени заправки (или слива). Эта информация практически исключает возможность незамеченных сливов топлива (и последующих накруток спидометра).

3. Эффективное управление персоналом. На основании данных, накапливающихся в системе, многие предприятия имеют возможность более эффективно влиять на работу персонала. После установки системы GPS слежения и ее работы в течение месяца, руководство автопредприятия проводит серьезную профилактическую работу среди водительского состава, несколько человек могут быть уволены, остальным разъясняются дальнейшие условия работы. Этим достигается оздоровление коллектива, а также обеспечивается длительная и эффективная работа системы GPS мониторинга транспорта.

4. В более масштабном плане экономический эффект от внедрения системы GPS мониторинга транспорта можно обнаружить в повышении качества обслуживания клиентов, снижение себестоимости услуг (и цен на них), и как результат - повышение конкурентоспособности на своем рынке и за счет этого выход на лидирующие позиции и рост оборотов и, соответственно, рост прибыли.

Другими словами, внедрение системы GPS мониторинга автотранспорта позволяет повысить само качество бизнеса, и поэтому экономический эффект от ее внедрения на предприятие будет ощущаться и через год и через два после внедрения.

Расчет экономического эффекта от внедрения системы. Произведем расчет экономической эффективности системы GPS мониторинга на предприятии с автопарком 20 машин. Расчеты будем проводить исходя из того, что средний пробег автопарка, после внедрения системы GPS мониторинга, уменьшается как минимум на 5%. При этом фактор слива топлива водителем учитывать не будем.

Средний пробег одного ТС - 5000 км/мес;

Нормированный расход топлива - 27 литров на 100 км;

Стоимость литра топлива - 29 рублей.

Получаем экономии:

29*5000*0,05*0,27*29 = 56767,5руб/мес.

Итого за год:

56767,5*12=681210 руб./год

5. Альтернативные системы GPS

ГЛОНАСС или Глобальная Навигационная Спутниковая Система - это сумма уникальных технологий, плод многолетнего труда российских конструкторов и ученых. Работа над этой системой началась еще в СССР, но из-за проблем с финансированием, работы над ней продолжились только сейчас. ГЛОНАСС предназначена для сообщения точной координатно-временной информации воздушным, морским, наземным и космическим потребителям в любой точке Земли независимо от метеоусловий. По основным характеристикам (точности, доступности и целостности) навигационного обеспечения ГЛОНАСС не должен уступать системам GPS и Galileo. Развитие системы ГЛОНАСС в России в настоящее время осуществляется на основании Федеральной целевой программы (ФЦП) «Глобальная навигационная система». Основными целями ФЦП «ГЛОНАСС» являются дальнейшее развитие и эффективное использование ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития страны, обеспечения ее национальной безопасности, сохранение Россией лидирующих позиций в области спутниковой навигации за счет гарантированного предоставления навигационных сигналов отечественным и зарубежным потребителям. Первый запуск спутника по программе ГЛОНАСС (Космос 1413) состоялся 12 октября 1982 года. В июле 2006 года постановлением правительства была утверждена скорректированная ФЦП «Глобальная навигационная система». Полностью развернутая система будет состоять из 24 спутников, действующих в трех орбитальных плоскостях. В 2007 году были сняты все ограничения для гражданских пользователей ГЛОНАСС. 2 сентября 2010 года ракета-носитель «Протон-М» вывела на орбиту три аппарата «Глонасс-М». Итого к концу 2007 г. на орбите функционировали 18 космических аппаратов.27 декабря 2007 года впервые поступили в продажу бытовые спутниковые навигаторы для ГЛОНАСС и GPS.

6. Перспективы GPS

С развитием технологий GPS растет число мобильных сервисов, основанных на позиционировании. Сегодня заметно увеличился спектр социальных услуг для владельцев мобильных устройств, которые позволяют определить, в том числе, где в данный момент находятся ваши друзья, коллеги, родные. Навигация становится повседневным явлением.

Благодаря быстрому развитию мобильной техники, аналитики предрекают, что в ближайшее время портативные навигационные устройства исчезнут как класс - вернее, окончательно интегрируются с мобильными телефонами.

Библиографический список

1. В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. - 2-е изд.

2.Вяткин Л.А.,Сидорчук Е.В.,Немытов Д.Н. Туризм и спортивное ориентирование: Учебное пособие для вузов. Изд. - М., 2006.

3. Козловский Е. Искусство позиционирования // Вокруг света. - М.: 2006. - №12 (2795). - С. 204-280.

4. http://www.taxiforum.ru/showthread.php?t=1956

5.http://www.ixbt.com/mobile/review/benefon-con2002.shtm

6. http://www.navigator-gid.ru/funkcii-gps-navigatora

Размещено на Allbest.ru