oldi

Навигационная революция в мире гаджетов

Олег Татарников

Модный GPS-чип SiRF Star III

Проблемы при использовании КПК в качестве GPS-навигатора

ПО для навигации

Вместо заключения

 

Спутниковая навигационная система становится новым обязательным атрибутом для гаджетов. Тысячи высокотехнологичных систем навигации продаются сегодня уже встроенными в КПК, UMPC (Ultra-Mobile PC), коммуникаторы, портативные автомобильные медиацентры, цифровые фотоаппараты, часы и мобильные телефоны.

Возможность определения местонахождения всегда была полезной, но она уже перешла в ту стадию развития, когда сама по себе технология ничего не стоит, то есть достаточно доброй воли производителя массовых устройств, чтобы функция определения местонахождения их обладателей была включена без существенного увеличения цены (как утверждают разработчики, при массовом производстве стоимость GPS-комплекта составит всего около 3-5 долл., то есть меньше, чем сейчас обходится фотоаппарат в мобильнике).

Более того, производители КПК первыми смекнули, что функция GPS, без преувеличения, может спасти их от надвигающейся угрозы со стороны телефонов и коммуникаторов. Появились модели КПК с модулем GPS по такой цене, по которой раньше продавались специализированные GPS-навигаторы среднего класса (то есть порядка 300-400 долл.). Такие КПК со встроенными GPS-приемниками выпускают компании Fujitsu Siemens (серия Pocket Loox), ASUS (MyPAL), Compal (Palmax) и даже известный производитель специализированных GPS-навигаторов — компания Garmin (iQue).

 

ASUS MyPAL

Однако очевидно, что спутниковый приемник таким же образом несложно интегрировать и в коммуникатор, который, по сути, является тем же КПК, но оснащенным еще одним дополнительным модулем — GSM-связью. Чуть больше года назад первой такие коммуникаторы выпустила компания Hewlett-Packard (iPAQ HW6510). Чуть позже интеграцию GPS-модулей в Windows-коммуникаторы предложили компании E-Ten и Mio Technologies. Более того, некогда ведущий производитель КПК на платформе Windows Mobile — компания Mitac, после преобразований и ребрендинга превратившаяся в Mio Technologies, полностью покинула сегмент «чистых» КПК, сконцентрировавшись на разработке коммуникаторов с GPS-навигаторами. Сегодня на рынке предлагается уже несколько навигаторов Mio DigiWalker на платформе Pocket PC от компании Mio Technologies. Не отстают от вышеупомянутых фирм-производителей и их конкуренты. Так что через год-другой можно ожидать, что функция навигации станет такой же неотъемлемой частью коммуникаторов, как сегодня фотоаппарат в мобильных телефонах.

Кстати, в комплект поставки КПК и коммуникаторов с GPS-модулями, помимо всего прочего, всегда включается набор автомобильных аксессуаров, что, безусловно, расширяет круг потенциальных покупателей таких устройств и делает их использование максимально удобным. Например, в комплекте обычно имеется не только адаптер для зарядки от прикуривателя автомобиля, но и устройство для крепления на лобовом стекле (обычно разборное, состоящее из штанги и лотка-держателя). Таким образом получается готовое коробочное решение, которое не только повышает привлекательность коммуникаторов для традиционных покупателей, но и занимает новую рыночную нишу, вытесняя оттуда специализированные GPS-навигаторы. Отметим, что для использования в автомобилях маленькие экраны КПК и коммуникаторов не слишком удобны. В условиях непременной при движении тряски на таком дисплее трудно отслеживать дороги и маршруты, а уж прочитать мелкие надписи населенных пунктов совершенно нереально. Можно, конечно, наладить звуковое сопровождение (если ПО поддерживает голосовые комментарии маршрута), чтобы использование такого устройства не наносило ущерба безопасности движения, однако это не всегда возможно. Кроме того, при автомобильном применении многофункциональность устройства причиняет определенные неудобства. Например, при входящем звонке экран телефона закрывает навигационную карту, а чтобы убрать его, необходимо выполнить какие-то действия, что очень затруднительно сделать при управлении автомобилем и что опять же наносит ущерб безопасности.

В то же время при пешем передвижении таких проблем нет (сигналы со спутников нормально принимаются, даже если навигатор находится глубоко в кармане,  детали карты и названия населенных пунктов несложно рассмотреть с близкого расстояния, а переключать функции с телефона на навигатор не составляет труда), но тут возникает другое осложнение — при постоянной работе GPS-навигатора энергия аккумулятора расходуется очень быстро, поэтому полного заряда батареи хватает всего на 2-3 часа активности даже при выключении таких функций, как Bluetooth и GPRS. Конечно, есть надежда, что с развитием технологий этой проблемы удастся избежать, ведь и батареи становятся более емкими, и GPS-чипы более экономными.

Следующий ожидаемый шаг — это интеграция GPS-модуля в обыкновенный мобильный телефон, причем для работы такого навигатора вполне достаточно поддержки технологии Java. Кстати, корпорация Nokia недавно заключила соглашение с компанией Trimble Navigation (http://www.trimble.com/), благодаря которому получит эксклюзивные права на использование в своих будущих продуктах фирменных патентов и лицензий Trimble в области GPS-решений. Причем это не первая покупка компании Nokia в области GPS-навигации. До этого телекоммуникационная компания выкупила патенты у еще одного производителя навигационного ПО — Gate5. Судя по всему, финны серьезно готовятся выйти на рынок GPS-решений с разнообразными предложениями — как в виде интегрируемых в мобильные телефоны, так и в виде автономных устройств.

Модный GPS-чип SiRF Star III

GPS-приемники на чипе SiRF Star III появились относительно недавно, но уже наделали много шума среди пользователей спутниковой навигации. Действительно ли Sirf Star III настолько лучше предшественников, что стоит покупать устройства с нужными функциями именно на данном чипе?

SiRF Star III — это недорогая микросхема корпорации SiRF (http://www.sirf.com/) для микроконтроллеров GPS. Задачей чипа является обработка сигналов, принимаемых со спутников, и определение на их основе местоположения принимающего эти сигналы GPS-устройства. Компания SiRF и раньше выпускала подобные чипы для навигаторов, но они всегда представляли собой скорее бюджетные решения, а не какую-то технологическую новинку (например, устройства на базе микросхемы SiRF Star II стоили дешево, но работали не очень надежно). Однако Star III получился не только относительно дешевым, но и довольно удачным в смысле GPS-технологий. И во многом он действительно отличается как от более ранних микросхем SiRF, так и от аналогичной продукции других производителей (таких как Garmin, Magellan или Trimble) в лучшую сторону. Значительным преимуществом Star III является гораздо более быстрый расчет начальной позиции (TTFF), а также возможность обсчета слабого сигнала в условиях плотной застройки большого города или в густом лесу.

Преимущества Star III на самом деле не в усилении слабых сигналов, а в более мощном аппарате обсчета, позволяющем учитывать даже те сигналы, которые отбраковывались чипами предыдущих поколений. Таким образом, если раньше для сносной работы GPS-приемника в лесу или в городе требовалась приличная антенна большого размера (еще лучше — выносная), то теперь даже с небольшой встроенной антенной портативного устройства можно ориентироваться достаточно стабильно. Конечно, антенна тоже важна, но при прочих равных Star III работает лучше. Кроме того, он умеет бороться с переотражением сигналов, что повышает точность позиционирования в условиях плотной городской застройки.

Помимо вышеупомянутых характеристик, преимущества обеспечиваются следующими возможностями:

  • микросхема SiRF Star III поддерживает 20 параллельных каналов, а не 12, как в устройствах прежних поколений. Это означает, что одновременно можно обрабатывать 20 отдельных потоков данных, полученных с различных спутников. И хотя в России это качество не может быть использовано в полной мере (столько спутников видно только ближе к экватору), оно несомненно имеет преимущество перед микросхемами, рассчитанными на 12 каналов;
  • для уточнения расчета местоположения микросхема может использовать мобильные сети GSM и 3G . Данная технология известна также под именем асинхронной GPS. Такая возможность позволяет загружать эфемериду для данной местности и времени, например через Интернет, используя GPRS-соединение, а затем навигационные программы могут применять ее для вычисления текущих координат. Теоретически эта функция (вычисление Quick Position) служит для ускорения холодного старта. Но на практике вряд ли есть смысл использовать такую возможность, поскольку приемник на чипе SiRF Star III и так стартует довольно быстро, определяя свое местоположение даже в самых неблагоприятных условиях. Конечно, в том случае, когда условия приема окажутся совсем уж плохими, можно будет воспользоваться подобной грубой аппроксимацией, в противном же случае использование неточных начальных данных может отрицательно повлиять на точность позиционирования;
  • можно применять поправки WAAS/EGNOS, улучшающие точность определения координат (конечно, только там, где существует базовая станция, передающая такие поправки);
  • время на расчет координат в новой микросхеме сопоставимо со временем прохождения радиоволн от спутника до микросхемы контроллера;
  • высокочувствительный чипсет Sirf Star III обладает пониженным энергопотреблением.

Практически все системы, использующие чип SiRF Star III, почти одинаковы: все они характеризуются сравнимыми показателями времени холодного, теплого и горячего старта, точностью позиционирования и чувствительностью. Холодный старт занимает примерно 2-3 мин (теплый — в два раза меньше), точность позиционирования составляет около 3-5 м, чувствительность приемника позволяет уверенно использовать навигатор под открытым небом на городской улице, под лобовым стеклом автомобиля, в парке или в лесу. Устройство работает даже в помещениях возле окон или в салоне автомобиля. В общем, потребительские характеристики навигаторов на SiRF Star III считаются сегодня довольно высокими и достаточными для повседневной эксплуатации, а разница между продуктами на их основе весьма незначительна.

 

Вообще говоря, основным достоинством чипа Star III является то, что он получился дешевым, а сравнимые по стоимости микросхемы от таких известных производителей, как Garmin или Magellan, сильно проигрывают ему по техническим характеристикам. Это вовсе не означает, что Star III сегодня безусловно самый лучший — он просто самый лучший из дешевых (например, другие производители имеют гораздо лучшие микросхемы, но стоят они очень дорого).

Такие компании, как Garmin и Magellan, очевидно, станут отстаивать собственные чипы и не будут спешить с переходом на элементную базу другой компании (например, сейчас Garmin все-таки использует Sirf Star III, но почему-то только для дорогих моделей), так что в самом ближайшем будущем, возможно, появятся новые альтернативы, но пока при покупке недорогого GPS-навигатора стоит поинтересоваться, отвечает ли за точность определения координат популярный GPS-чип SiRF Star III, который обладает отличной чувствительностью и быстрым поиском спутников.

Сейчас компания SiRF готовится к выпуску сверхмалого GPS-решения. Полноценный GPS-приемник GSCi-5000, разработанный компанией, имеет габариты 4x6x1 мм. Крохотная микросхема оснащена встроенным усилителем и синтезатором частоты, что снижает стоимость и размеры мобильного устройства в целом. О стоимости устройства пока не сообщается, но компания SiRF утверждает, что ее GPS-чип по размерам и цене оптимизирован для применения в мобильных телефонах.

Проблемы при использовании КПК в качестве GPS-навигатора

Итак, казалось бы, все хорошо: все кому ни лень начали делать недорогие GPS-приемники на базе прогрессивных чипов Sirf III, так что любой КПК можно запросто оснастить спутниковой навигацией. Однако все не так просто. Большинство дешевых устройств выпускаются пока только в виде Bluetooth-модулей (GPS-мышей), поэтому для их использования требуется наличие как минимум Bluetooth-интерфейса в КПК. Однако мало того, что не во всех КПК предусмотрен такой интерфейс, но даже там, где он есть, эта функция весьма энергоемкая. Более того, старые КПК без функции USB-хоста невозможно использовать и с теми GPS-модулями, в которых имеется USB-интерфейс. Конечно, существуют GPS-приемники и с карточными интерфейсами SD (Secure Digital) или СF (CompactFlash), но в этом случае у КПК будет занят слот, предназначенный для карты расширения памяти, а значит, негде будет хранить объемное навигационное ПО с географическими картами. Так что малой кровью проблему навигации на КПК не решить.

 

ПО для навигации

Проблем с программным обеспечением для GPS-навигации давно уже не существует — начиная от популярных Oziexplorer CE (для Pocket PC, http://www.oziexplorer.com/) и Tom Tom Navigator (версии которого есть не только для Pocket PC, но и для других платформ, http://www.tomtom.com/) и заканчивая такими программами, как SmartCom Navigator (http://www.wild-mobile.ru), Nav4All или GPS TrackMaker (http://www.ruslapland.ru/gps.htm). Есть программы профессиональные и сложные, а есть простые с интуитивно понятным интерфейсом и минимальным набором режимов и функций, которые превращают ваш смартфон или коммуникатор в простую, но достаточно функциональную навигационную систему, которой может пользоваться даже ребенок.

 

А если соединить GPS-интерфейс с GSM-функциями смартфона или коммуникатора, то можно будет организовать даже шпионскую слежку. Например, такие продукты, как WorldTracker SMS (http://www.trackingtheworld.com/wtsms.htm), позволяют отслеживать перемещение любого предмета в режиме реального времени. Принцип работы подобного устройства очень прост — небольшой приборчик, который крепится к автомобилю, сумке или к любому другому предмету, время от времени отсылает SMS-сообщение на телефон своего владельца с указанием текущего местоположения (то есть координат отслеживаемого объекта). Данные при этом WorldTracker SMS получает с помощью GPS-ресивера со встроенным чипом SiRF Star III. А использование карты местности от Google позволяет определять координаты объекта с точностью до 3 м в 95% случаев. Еще проще следить за объектом не по SMS, а в онлайновом режиме по web-интерфейсу.

 

Впрочем, помимо шпионства, у таких систем есть и более серьезные функции. Скажем, навигационный регистратор «Гранит Навигатор» (http://suntel.biz/) устанавливается на грузовых и легковых автомобилях и позволяет во время движения регистрировать их местоположение, скорость, направление движения, а также техническое состояние. С помощью специального ПО диспетчер автопарка может производить анализ маршрута движения автомобилей, отображать маршруты на карте города или района, планировать работу и готовить отчетную документацию.

Существует также целый ряд навигационных программ, написанных на Java и запускающихся прямо на мобильном телефоне. Единственная проблема, которая может возникнуть при использовании телефона в качестве интерфейса GPS-навигатора, — это необходимость сопряжения аппарата с внешним GPS-модулем. Самым простым вариантом, естественно, будет тандем из телефона с поддержкой Bluetooth и беспроводного GPS-приемника (GPS-мыши). Подобную программу-мидлет, которая полноценно заменит вам любой навигатор, предлагает на своем сайте немецкий разработчик Томас Бауер (Thomas Bauer). Программа odGPS 1.5 J2ME Edition распространяется абсолютно бесплатно и работает на любых мобильных телефонах и КПК с поддержкой J2ME-спецификаций CLDC 1.1 (Connected Limited Device Configuration Specification) и MIDP 2.0 (Mobile Information Device Profile Specification). Автор протестировал этот Java-мидлет на целом ряде телефонов (Siemens, Nokia и Sony Ericsson) и предлагает специальные версии для поддержки специфических особенностей тех или иных аппаратов и интерфейсов сопряжения с GPS-приемниками (http://www.biketransalp.de/html/download_odgps.html).

 

Есть и другие разработки подобного рода — GPSWatch (http://www.i10n.com/home) и MobiTrack (http://www.mapriga.com/GPS_BT/index.htm). Последняя программа даже имеет версию с русскоязычным интерфейсом. К сожалению, многие из таких мидлетов работают только у их разработчиков (к тому же Java-мидлеты очень требовательны к ресурсам), но это наверняка лишь до тех пор, пока GPS-навигация в телефонах не станет массовым явлением и за разработку подобных приложений не возьмутся серьезные компании-разработчики.

Вместо заключения

Итак, на рынке предлагаются вполне добротные и недорогие решения с востребованной сегодня функцией GPS-навигации. Такую функцию можно получить в КПК, коммуникаторе или даже в мобильном телефоне. Подобное портативное устройство можно порекомендовать в первую очередь тем, кто передвигается пешком или даже на общественном транспорте, но, тем не менее, нуждается в GPS-навигации. В условиях современного мегаполиса такая потребность весьма актуальна, а уж тем, кто собирается путешествовать в глухом лесу, она и вовсе необходима. Возможно, что для навигации в автомобиле вам понадобится экран побольше и вы предпочтете КПК и коммуникаторам Tablet PC или UMPC.

Однако лондонские таксисты, например, которые для получения лицензии сдают самый жесткий в мире экзамен по ориентированию в родном городе, до сих пор предпочитают полагаться на собственную память. Это неудивительно, ведь им для сдачи экзамена с целью получения заветного права на свою работу нужно знать 320 стандартных маршрутов, основные улицы, дороги, а также бесчисленное множество кратчайших путей и основных общественных зданий. Конечно, со временем ситуация может измениться, однако пока у опытных водителей определение наиболее оптимальных маршрутов получается быстрее и точнее, чем у GPS-навигаторов. А многие и вовсе не воспринимают серьезно устройства навигации, по крайней мере до тех пор, пока они не научатся показывать действительно точную и оперативную информацию о трафике и пробках на дорогах.

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 11'2006