10 лучших автомобильных GPS-навигаторов

Какой GPS-навигатор лучше выбрать

Начнем с операционной системы – если в топовом сегменте (в первую очередь у Garmin) ПО полностью свое, то в нижнем-среднем производители запускают навигационную оболочку под уже существующей системой для мобильных устройств. Выбор тут невелик – или Windows CE, или Android. Честно говоря, воспринимать Android как ОС для навигатора очень сложно – требования к «железу» у него в разы выше, чем у Windows CE, поэтому и цена при той же скорости работы у Android-навигаторов выше. А так ли уж вам нужна возможность установки дополнительных приложений на навигатор? (Не говоря уже о том, что точно так же можно купить хороший планшет и самостоятельно установить на него лицензионный Navitel?) К тому же обычно такие навигаторы не могут похвастать ни скоростью работы, ни качеством сборки.

«Юзабельность» навигатора во многом определяет его оболочка – программа, осуществляющая обработку GPS-сигнала, отображение карт и построение маршрута. Признанный лидер здесь – это Garmin, в лагерях же сторонников Navitel, iGo и СитиГид скорее стратегический паритет.

Из дополнительных функций для навигатора актуальнее всего отображение текущей информации о пробках. Решений этого вопроса несколько:

  • Получение информации через интернет-канал телефона, спариваемого по Bluetooth – метод, принятый в дешевых навигаторах без собственного GPRS-модуля. Минусы тут очевидны: быстрее садится телефон, расходуется на нем траффик.
  • Использование собственного 3G-канала – установив в навигатор «планшетную» симку с более дешевым интернетом, можно не только получать текущие сведения о пробках, но и при необходимости использовать браузер, обновлять карты.
  • Технология Garmin Traffic позволяет получать нужную информацию на навигатор абсолютно бесплатно. Но, увы, и работает она далеко не везде – нужно, чтобы местные FM-станции передавали нужный сигнал.

Нужен ли навигатору ГЛОНАСС? Вопрос спорный – реальное преимущество над GPS он имеет только в северных широтах, но как дополнение будет полезен в условиях плохого приема спутникового сигнала.

Не забудем и о размере экрана – конечно, чем он больше, тем удобнее пользоваться навигатором, но в пути все равно основную информацию несут голосовые подсказки (вряд ли стоит говорить, что за рулем не стоит отвлекаться на экран навигатора от дороги). Поэтому навигатор с информативными оповещениями, но маленьким дисплеем реально может оказаться даже удобнее, чем «широкоформатник».

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.

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.

Кто использует GPS

У GPS навигатора есть множество применений на суше, в воде и в воздухе. В основном GPS навигатор позволяет вам записывать или задавать точки месторасположения на земле и помогает продвигаться от и к этим точкам. GPS навигатор может использоваться везде, кроме мест, где нет приема сигнала, т.е. внутри помещений, в пещерах, парковках и прочих местах, находящихся под землей, а также под водой.

В воздухе и на воде GPS применяется в основном для навигации, на земле же применение более разнообразно. В различных целях GPS навигаторы используется учеными. Все большую часть своей работы геодезисты проделывают с использованием GPS навигатора, что значительно сокращает затраты на проведение разведывательных работ, а также обеспечивает потрясающую точность. В основном разведывательное оборудование обеспечивает точность до одного метра. Более дорогие системы могут обеспечить точность в пределах сантиметра! В сфере отдыха применение GPS навигатора настолько разнообразно, насколько многочисленны виды отдыха. GPS навигатор становится все популярнее среди туристов, охотников, скалолазов, лыжников и т.д. Если вы увлекаетесь видом спорта или какой-либо деятельностью, где вам необходимо отслеживать свое местоположение, прокладывать маршрут к определенному месту или знать. в каком направлении и как быстро вы движетесь, вы по достоинству оцените все преимущества GPS навигации.

GPS навигация быстро становится привычным делом и в автомобилях. Некоторые встроенные системы обеспечивают поддержку в экстренных ситуациях на дороге – нажатием кнопки передается текущее месторасположение автомобиля в диспетчерский центр. Более совершенные системы могут отображать на дисплее месторасположение машины по электронной карте, позволяя водителям контролировать маршрут движения и искать нужные адреса, рестораны, отели и прочие объекты. Некоторые GPS навигаторы даже могут автоматически создавать маршрут и поочередно выдавать направления движения до указанного пункта назначения.

Чтобы знать, как работает GPS навигация, не надо быть ученым. Все что вам нужно, это немного базовых знаний плюс желание изучить и понять мир GPS навигации. Не позволяйте понятиям вроде «псевдослучайный», «анти-спуфинг» и «псевдокод» запугать вас. Давайте знакомиться и осваивать наилучший инструмент навигации со времен изобретения компасса — GPS навигатор !

Дополнительные полезные возможности GPS-навигатора.

Датчики.

GPS-навигатор содержит два типа датчиков: барометрический высотомер и магнитный компас.

  • Барометрический высотомер: Все GPS-устройства способны рассчитывать высоту на основе спутниковых данных. Но барометрическому высотомеру не требуются сигналы от спутников. Когда спутниковые сигналы становятся настолько слабыми, что на них нельзя полагаться, барометрический высотомер по прежнему показывает точную высоту. Так как барометрический высотомер измеряет давление воздуха, то по графику атмосферного давления вы можете спрогнозировать погоду.Барометрический высотомер отображает вашу высоту и помогает спрогнозировать погоду.
  • Магнитный компас: Магнитный компас работает аналогично классическому компасу. Так как обычный магнитный компас в отличие от встроенного в GPS-навигатор не потребляет электричества, то с целью увеличения времени работы GPS-устройства от аккумулятора вы можете отключить встроенный компас и пользоваться обычным компасом. Это не повлияет на навигационные возможности GPS-навигатора, которые зависят от сигналов со спутников.Экран компаса предоставляет множество полезной информации.

Карты памяти.

Кроме предустановленных карт многие GPS-устройства позволяют загружать дополнительные карты с помощью программного обеспечения, идущего в комплекте на CD-ROM дисках. Некоторые GPS-навигаторы могут использовать сменные карты памяти microSD. На предустановленные карты обычно уже записана вся необходимая информация. Также вы можете отдельно купить карту памяти и с помощью компьютера загрузить на неё данные. Обязательно постарайтесь выбрать GPS-навигатор, позволяющий использовать карты памяти, так как это значительно упростит и облегчит работу с картами. Например, вы можете записать на карту памяти множество различных карт городов, топографических, морских и других карт.

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.

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).

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.

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.

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.

DGPS как это работает

Дифференциальные GPS работают с помощью расположения GPS приемника (называемого контрольной станцией) в месте с известными координатами. Поскольку контрольная станция знает свое точное месторасположение, она может определить ошибки спутниковых сигналов. Станция делает это путем измерения расстояния до каждого спутника с использованием принимаемых сигналов и сравнивает результат с фактическими показателями, рассчитанными на основе известного месторасположения. Разница между измеренным и рассчитанным расстоянием для каждого видимого спутника является «дифференциальной коррекцией».

Дифференциальные коррекции для каждого отслеживаемого спутника форматируются в сообщения и передаются DGPS приемникам. Далее дифференциальные коррекции применяются DGPS приемниками в вычислениях для уменьшения ошибок и улучшения точности. Уровень точности зависит от самого приемника и сходства его «окружающей среды» с условиями, в которых находится контрольная станция, а также его приближенности к станции. Приемник контрольной станции определяет составляющие погрешности и обеспечивает их коррекцию для GPS навигатора в реальном времени. Коррекция может передаваться по FM радиочастотам, через спутник или через маяк береговой охраны США. Обычно точность DGPS составляет 1 – 5 метров (около 3 – 16 футов).

Лучшие навигаторы из AliExpress, которые можно купить дешево

7-дюймовый GPS-навигатор от JUNSUN

Отзыв №1: Навигатор отличный, в плане навигации, заказывал с картами навител. Все функции, блютус, карты памяти, воспроизведения музыки, работают отлично. В плане воспроизведения видео, в формате MP4, другие форматы не пробовал, подвисает изображение. Заказывал в комплекте с блютус авто. FM трансмиттером, этой же фирмы, коннектится отлично. Все телефоны, айфоны, андроиды, без проблем соединяются.

Отзыв №2: Самый лучший навигатор. вне конкуренции, продавец супер.

Отзыв №3: Продавец очень хороший! Общительный на вопросы отвечает быстро, все объясняет присылает ссылки на видео, поэтому продавцу и магазину 5 звезд. Товар пришел быстро, за доставку 5 звезд. Все целое и коробка и пакет. Упаковано просто супер, все бы так продавцы на алике запаковывали, жалко нельзя поставить 10 звезд. Навигатор проверил — все на русском, все работает, 5 звезд!!!

Навигатор с комплектом карт от ZEEPON

Отзыв №1: Доставка очень быстрая, курьер привез домой. Меню навигатора было на английском языке, но в настройках язык легко меняется на необходимый вам. Заказала как подарок мужу, надеюсь, ему понравится)) Коробка была очень помята, но спасло то, что навигатор упакован в воздушную подушку.

Отзыв №2: Лучше, чем ожидалось. Достаточно быстрая доставка. Большой упаковке. Устройство хорошо построен и программного обеспечения быстрее, чем у меня было раньше. Довольна этой покупкой!

Отзыв №3: Шёл около 40 дней. Курьер привёз домой. Упакован хорошо. Включал, все работает. В комплекте: держатель на стекло, провод в прикуриватель, USB кабель, стилус. Вообщем все ок.

Навигатор от XGODY

Отзыв №1: Отличный продавец. Хороший навигатор. Установил карты, которые я просил. На улице в ловит 7 спутников. Спасибо, Друг.

Отзыв №2: Навигатор с картами работает очень хорошо. Быстрая фиксация позиции gps. Быстрый пересчет маршрута. Экран навигации при сильном солнце становится менее читабельный из-за отраженного света. В целом я доволен покупкой и рекомендую продавца и товар.

Отзыв №3: Навигатор имел программный «косяк» в навигационной программе. Продавец оказывал посильную помощь, и без проволочек оформил частичный возврат средств. За что ему большое СПАСИБО. Рекомендую.

Устройство для навигации от CENMOO

Отзыв №1: Посылка пришла. Хорошо упакована, под навигатор положил два слоя губки, за это спасибо. Проверил — работает хорошо без нареканий, видит даже пешеходный переход. Радиотрансмитор работает шикарно .

Отзыв №2: Навигатор соответствует заявленным характеристикам. По моей просьбе продавец установил IGO и карты по Европе.

Отзыв №3: Доставка около месяца в регион 60. Продавец дал неправильный трек, товар не отслеживался. Просил iGO, прислал с навител карты, последние работают отлично, спутники берет даже в салоне авто. За такую цену считаю отлично. В картах очень много стран.

3 сегмента GPS

Система NAVSTAR (официальное название GPS в Министерстве обороны США) состоит из космического сегмента (спутники), контрольного сегмента (наземные станции) и пользовательского сегмента (вы и ваш GPS навигатор).

Теперь давайте возьмем три части системы и обсудим их более детально. Так мы сможем ближе рассмотреть, как работает GPS навигация.

GPS навигация : космический, контрольный, пользовательский сегменты

Космический сегмент

Космический сегмент, который состоит минимум из 24 спутников (21 активный и 3 запасных) является сердцем системы. Спутники находятся на так называемой «верхней орбите» на высоте около 12 тыс. миль над поверхностью Земли. Функционирование на такой большой высоте позволяет сигналам покрывать бОльшую территорию. Спутники расположены на орбитах так, что GPS навигатор на земле всегда может получать сигналы по меньшей мере от четырех из них в любое заданное время.

Спутники вращаются со скоростью 7 000 миль в час, что позволяет им обходить вокруг земли каждые 12 часов. Они питаются солнечной энергией и рассчитаны приблизительно на 10 лет работы. На случай пропадания солнечной энергии (затмения и прочее) у спутников есть резервные батареи. Также спутники оснащены малыми ракетоносителями, которые корректируют траекторию вращения.

Первые GPS спутники были запущены в космос в 1978г. Полное созвездие из 24 спутников было получено в 1994г., завершив создание системы. Деньги на покупку новых спутников и их запуск для поддержания в последующие годы работоспособности системы входят в бюджет Министерства обороны США.

Каждый спутник передает радио сигналы малой мощности на нескольких частотах (выделенные L1, L2 и др.). Гражданские GPS навигаторы «слушают» частоту L1 1575,42 МГц в сверхвысокой полосе частот. Сигналы проходят «линию видимости», что значит, что они пройдут через облака, стекло и пластик, но не пройдут сквозь большинство твердых объектов, таких как здания и горы.

Чтобы вы смогли получить представление о положении сигнала L1 в радиоспектре, вспомните ваши любимые FM радиостанции, они работают на частотах где-то между 88 и 108 МГц (и звучат намного лучше!). Спутниковые сигналы очень малой мощности, порядка 20-50 Вт. Для сравнения, FM радиостанция около 100 000 Вт

Представьте теперь, как сложно пытаться услышать 50 Вт радиостанцию, передающую на высоте 12 000 миль! Вот почему так важно иметь чистый обзор неба при использовании GPS навигатора

L1 содержит два «псевдослучайных» (комплексный шаблон цифрового кода) сигнала, Защищенный (Р) код и код гражданского доступа (С/А). Каждый спутник передает уникальный код, позволяющий GPS приемнику идентифицировать сигналы. «Анти-спуфинг» относится к шифрованию Р-кода для предотвращения несанкционированного доступа. Р-код также называют «Р(Y)» или «Y» код.

Основной целью этих закодированных сигналов является возможность вычисления времени прохождения (или времени прибытия сигнала) от спутника до GPS навигатора на земле. Время прохождения, умноженное на скорость света, равно дальности спутника (расстояние от спутника до GPS навигатора). Навигационное сообщение (информация, которую спутники передают GPS навигатору) содержит данные об орбите спутника, системном времени, общем состоянии системы, а также модель задержки сигналов в ионосфере. Спутниковые сигналы рассчитываются с использованием сверхточных атомных часов.

Контрольный сегмент

Контрольный сегмент выполняет то, о чем говорит само его название – «контролирует» GPS спутники, отслеживая их и обеспечивая правильной информацией об орбите и времени. На земле расположено пять контрольных станций – четыре станции слежения и одна станция основного контроля. Четыре станции постоянно получают данные со спутников и затем передают информацию на станцию основного контроля, которая «корректирует» данные спутников и вместе с двумя другими антенными полигонами передает (по восходящему потоку) информацию к GPS спутникам.

Пользовательский сегмент

Пользовательский сегмент включает вас и ваш GPS навигатор. Как уже упоминалось, пользовательский сегмент состоит из туристов, пилотов, охотников, военных и других, кто хочет знать, где находится, где находился или куда направляется.

Путевые точки

Основной целью GPS навигации является предоставление возможности попасть из точки А в точку В настолько просто, насколько это возможно. GPS навигаторы GARMIN могут сохранять несколько сотен точек или месторасположений, называемых «путевыми точками». Ваш дом, аэропорт, стоянка машины, хорошие места для рыбалки/охоты или просто живописное местечко, которое вы бы хотели еще раз посетить – это только несколько примеров тех мест, которые можно сохранять и позже использовать для навигации. А что, если вы никогда там не были, но знаете координаты этого места или где оно находится на карте? С GPS навигаторами GARMIN вы сможете создавать путевые точки тех мест, где раньше не бывали, и проложить маршрут (GOTO) до нужного места.

Добавить комментарий

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