Реальна ли навигация в России?
Анализ программного и аппаратного обеспечения
Все началось с того, что в ленивой пляжной беседе один знакомый капитан упомянул устройства спутниковой навигации. Новость заключалась в том, что приемнички стали довольно компактными, к тому же теперь стоят 300-400 долл. На ум невольно пришла аналогия с сотовой связью, и сам собой возник вопрос: а сколько стоит абонентная плата? Как утверждал капитан — нисколько! Это было до того удивительно, что информация запала в долговременную память, где постепенно на подсознательном уровне стала обрастать конкретными бытовыми деталями. Поэтому в один прекрасный момент, когда жизнь впервые столкнула меня с GPS-приемником, я проявил к нему реальный покупательский интерес.
Случаи из жизни
У приятеля на даче сразу за забором начинается лес. После утренней прогулки в глубь леса по проторенной дорожке мне захотелось побродить по менее цивилизованным уголкам, в результате чего четкое направление движения «нах хаузе» было потеряно. Не скажу, что было страшно (прогулка была короткой и далеко уйти не удалось), но ощущение дискомфорта присутствовало. Знать бы хотя бы направление (азимут) и расстояние до дачи приятеля!
Летом очень хочется выбраться в выходные на природу — полежать где-нибудь на песчаном пляже, искупаться. Однако в погожие дни все известные места отдыха, как всегда, переполнены. При этом, когда едешь по трассе мимо многочисленных дорог и дорожек, мысль о том, что, свернув на незнакомую грунтовку, ты попадешь в совершенно необитаемое чудесное место на берегу уединенного озерца, становится просто навязчивой. Но в этом случае нужна не просто очень хорошая (может быть, военная) карта, но и четкое понимание того, где ты находишься. Здесь требуются навыки ориентирования на местности, но меня этот спорт никогда не привлекал. А вот старому доброму «персональному ассистенту» я бы с удовольствием поручил всю черновую работу по «охоте на лис».
Кстати, штурманские навыки нужны и во время длительной поездки по Золотому Кольцу или автомобильного путешествия «к морю». Постоянно вглядываться в двусмысленные указатели направлений и населенных пунктов — дело весьма ответственное и утомительное. А когда в один прекрасный момент знак «ремонт дороги» предложит вам свернуть с трассы, вам останется надеяться только на заботливых и внимательных дорожных рабочих, которые тщательно обозначили маршрут объезда указателями и знаками направлений. Другими словами, вам придется слепо положиться на пролетария дорожного труда. Согласитесь, очень неуютно. А вот если бы на карте, пусть даже недостаточно подробной, можно было увидеть свое местоположение, задача перемещения в заданном направлении была бы решена. Компас? Компаса было бы достаточно при езде на танке, а автодороги выписывают причудливые кренделя, и тут Полярной звездой не обойдешься.
А как вам такая история: приезжаете вы в Италию. Берете напрокат машину. Хотите поездить по достопримечательностям Рима, прокатиться к побережью, а может быть, была не была, и до Венеции добраться. И тут возникают многочисленные проблемы: итальянцы в массе своей не говорят по-английски и дорогу объясняют весьма бестолково. Особенности разметки и указателей с непривычки запутывают так, что массу времени приходится крутиться в одном районе в поисках нужного места. Понятно, что можно выучить итальянский язык и привыкнуть к повсеместному одностороннему движению, но на это нужно время. Кроме того, наверняка в других странах совсем иные особенности. Что теперь, и финский учить? А как бы помогло устройство, позволяющее самостоятельно, без нудных переговоров с «аборигенами» и расшифровки карт и дорожных указателей, проложить маршрут и катить по нему!
 |
|
Рекламная эйфория
Как ни странно, именно последняя ситуация (а не куда более распространенные бытовые случаи, перечисленные выше) послужила толчком к тому, чтобы вспомнить слова капитана про спутниковую навигацию. И что же? В первом попавшемся на глаза магазине, торгующем потребительской электроникой (дело было не в Москве), обнаружилось симпатичное компактное устройство, содержащее в себе карты всего мира с поуличной (!) детализацией и позволяющее жирной точкой отмечать ваше положение на этой карте! Мало того, машинка знала, где можно найти приличную гостиницу или остановиться перекусить, и подсказывала стрелками, как туда проехать! Это произвело сильное впечатление, но не настолько, чтобы сразу выложить за карманного лоцмана 600 долл. Однако идея поподробнее узнать о системе навигации, приемниках и ценах оформилась окончательно, потребовав незамедлительного выхода в Интернет.
Первым делом отыскалась фирма — родительница чудесной коробочки, называющейся Garmin III Plus. Дальше пошли конкуренты, сайты, посвященные GPS, — количество информации нарастало как снежный ком.
Выяснилось, что система разработана и внедрена военными из США, «повесившими» вокруг земного шара 24 спутника так, чтобы американский солдат мог в любой его точке определить свои точные координаты. Система была открыта и для «штатских», но с сильным «загрублением» показаний, однако в этом году военные ограничение сняли. Принцип системы базируется на определении расстояния до спутника по временной задержке сигнала от него. На спутниках установлены атомные часы, выдающие в эфир «сигналы точного времени». Таким образом, для определения физического положения приемника требуется три спутника — при условии, что в приемнике тоже атомные часы, или четыре спутника — если часов нет (а их и быть не может). Кроме временного попискивания, спутники гонят информацию о себе, своих координатах, отклонениях от орбит и прочую заумь, которая обрабатывается приемником. Ну а чтобы повысить точность определения координат, используется система дифференциальных поправок. Эта услуга является уже платной и России в целом пока не грозит (нужна сеть станций с известными координатами, которые транслируют информацию для приемников на радиочастоте; сегодня эта роскошь доступна только питерцам).
Начитавшись разного «ликбеза» по вопросам спутниковой навигации, я стал окончательным поклонником систем GPS и даже самоуверенно дерзнул завести домен под именем gps.ru, чтобы нести идеи просвещения в массы. Оказалось, что домен такой уже существует, да еще как! Наличие подобной мощной тусовки в России несказанно удивило. Обнаруженная конференция на сайте http://www.gps.boston.ru/ изобиловала конкретикой, именами знающих людей и дельной информацией о самых разных аспектах Глобального Позиционирования.
Здесь, в частности, выяснилось, что походники давно используют карманные приемники для прокладывания маршрутов и четкого их прохождения. Охотники и рыболовы отмечают координаты заветных охотничьих и рыболовных местечек, а автотуристы обмениваются маршрутами с указанием автозаправок и, что сильно позабавило, — гаишников с радарами. Кроме того, существуют геодезические ресурсы, объясняющие любителям основы картографических премудростей. Однако наряду с радостным изумлением зародилось чувство опасения, что все прелести карманных навигаторов — по большей части рекламная пропаганда. Выяснилось, что приемник должен «видеть» большую часть неба со спутниками, которых в прямой видимости должно быть не менее четырех, иначе возможны сильные погрешности; что в лесистой местности, а также в узких улочках с высокими домами, где небо плохо просматривается, приемник может и вовсе «потерять координату». В городах возможно большое количество радиопомех, мешающих уверенному приему. Все эти «облачка» начали заслонять «сияющее солнце» GPS. Пессимизма добавила переводная статья американского журналиста, который опробовал в деле автомобильную навигационную систему. Она навязчивым женским голосом заставляла его поворачивать там, где он не хотел, показывала на большом и красивом мониторе, что он мчится прямо сквозь дома, а в конце концов под маркой поездки в библиотеку доставила хозяина на пустырь. После этого восторженные восклицания пользователей в Интернет-конференции превратились для меня в вопли фанатов, которым, как братьям Райт в начале XX века, хоть на тумбочке — но полетать! Вся негативная информация оформилась в ряд сомнений, терзающих ум.
|
|
Теоретические опасения
Первым препятствием на пути внедрения спутниковой навигации в жизнь дилетанта стал вопрос чувствительности и надежности работы прибора. Если в улочках старого города или в чаще леса электронный «сусанин» посчитает свою миссию невыполнимой, то убить его — значит в лучшем случае потерять несколько сот долларов, а в худшем — обрести большие проблемы с выходом, в прямом смысле, из создавшейся ситуации.
Второй вопрос касается точности карт. Наученный горьким опытом блуждания по картам автодорог в совершенно незнакомой местности может предположить, что нарисованные ниточки улиц могут весьма приблизительно соответствовать их точному географическому расположению. Если на карте в один прекрасный момент вы «перескочите» с одной улицы на другую, то в навигации запутаетесь точно. Короче говоря, требуется узнать, насколько точно карты отображают реальную картину местности.
Однако если выяснится, что соответствуют требованиям либо дают исчерпывающий ответ только хорошие (военные) карты, то надо будет думать о том, где их достать. Таким образом, вы должны быть уверены, что в любом месте (будь то Европа или Подмосковье) у вас под рукой окажется тщательно проработанный картографический материал.
Вот с какими мыслями я приступил к расспросам специалистов, а затем и к исследованиям конкретной аппаратуры.
|
|
Анализ программного и аппаратного обеспечения
Бытовые приемники можно условно поделить на три группы:
- Первая, самая малочисленная, представляет собой безындикаторные «датчики», которые принимают спутниковую информацию, обрабатывают ее и в виде стандартизованных записей выдают в порт компьютера.
- Во вторую группу входят устройства с жидкокристаллическим дисплеем, отображающие маршрут, отслеживающие путь, направление и скорость движения и пр. Таким образом, оставив у дороги машину и запомнив в GPS-приемнике ее местоположение, можно смело удаляться в чащу, бродить там сколько душе угодно, помечая приемником грибные места, затем спокойно вернуться по проложенному треку к машине, а через год безо всяких хлопот повторить процедуру, пользуясь сохраненной информацией о навигационных точках (waypoints).
- Третья, наиболее дорогая группа устройств содержит возможность навигации по карте (moving maps). Карты выпускаются изготовителями и третьими фирмами и довольно подробно освещают жизнь за границей (в Америке и Европе). Однако можете даже не искать в фирменных анналах Россию — это просто огромное белое пятно. Достаточно посмотреть на подробнейшую карту автодорог, которую предлагает Microsoft в пакете AutoRoute, чтобы узнать, что Москва живет одним МКАДом и двумя-тремя шоссе, что делает карту дорог нашей столицы похожей на пацифистский знак.
Однако все устройства могут подключаться к настольным и карманным компьютерам.
Это значит, что даже из примитивного приемника в стандарте CompactFlash, который
помещается в ваш PDA или HPC, можно сделать мощный навигатор с картой. 
Участники GPS-движения рекомендовали проверенный на личном опыте вариант с Palm-машинками. Самыми распространенными продуктами для навигации на этой платформе являются пакеты Atlas и HandMap. Первый оперирует растровыми картинками и позволяет таким образом использовать любые сканированные карты. Возможности продукта довольно широки: от масштабирования отображения и автоматической подгрузки детальных участков карт до планирования маршрутов и навигации по карте в on-line с помощью GPS. Второй пакет использует собственный векторный формат представления карт, но допускает «ручную» подготовку и загрузку картографического материала. Таким образом, в арсенале карт для HandMap имеются карты Питера и Москвы, созданные энтузиастами из России.
Ребята, которые имеют Pilot и любят им пользоваться, говорят, что лучшего и желать нельзя, однако я начал практические исследования навигации с помощью PocketPC. Эта платформа показалась мне более привлекательной для решения поставленных задач.
Аргументы в пользу Windows CE были следующими:
- Это самостоятельный класс карманных компьютеров, имеющих «взрослый» интерфейс и программное обеспечение. Это не записные книжки: использовать Windows CE в качестве записной книжки ужасно неудобно, и Palm дает здесь 100 очков вперед. Однако это машинки, «питающиеся» стандартными форматами данных с настольных компьютеров, и главное, — приспособленные для этого! Попробуйте запихнуть 80 Мбайт растровых картографических данных (подробная карта Московской области) в Pilot — ничего не получится. Единственный представитель «пальмового царства», способный на это, — TRG, но, боюсь, он не сможет переварить такой объемный кусок информации, да еще и в стандартном «взрослом» формате.
- Популярный сборник автодорог Европы с подробнейшими картами и базами данных по музеям, гостиницам и ресторанам издается Microsoft и имеет «ответную часть» для PocketPC. К сожалению, Pocket Streets не позволяет работать с GPS, но, надеюсь, это временное явление. Однако в любом случае — карт мира такого качества для платформы Palm просто не существует.
- Третьим весомым аргументом в пользу Windows CE является наличие для этой платформы версии OziExplorer — программы, которая, по мнению российских и зарубежных специалистов, является на сегодняшний день лидирующей в области GPS-навигации. Разработчики же заявляют, что, кроме Windows CE, никакая другая «карманная» платформа ими поддерживаться не будет.
О последнем условно-бесплатном программном продукте мы еще поговорим, а пока к основным аргументам можно добавить наличие яркого цветного дисплея, который воспроизводит карты практически в печатном виде, и весьма объемистый труд российских программистов, заложенный в пакет PalmGIS для Windows CE, позволяющий с точностью до дома ориентироваться в Москве, прокладывать маршруты с учетом дорожных знаков и пробок и работать с картой в движении с помощью GPS-приемника. С практических упражнений с этим пакетом и приемником eTrex фирмы Garmin я и начал.
|
|
Практический опыт
Подключив, безо всяких проблем, GPS-приемник к Cassiopeia E-115 и установив
на нее пакет навигации по Москве — PalmGIS, я начал кататься по городу.
В первый же день сомнения в чувствительности и точности навигатора рассеялись:
приборчик, «выброшенный» на «торпеду» и произвольно болтающийся там, стабильно
«ловил» от 3 до 6 спутников и показывал точность измерения 6-10 м. Этого вполне
достаточно, чтобы позиционировать свое местоположение на карте. Когда видишь
на карте Москвы ползающий точно по улицам кружок, замирающий перед перекрестками
на светофорах и поворачивающий один в один с одной улицы на другую, испытываешь
прямо-таки детский восторг! Как вы уже догадались, с картой тоже проблем не
было: небольшие погрешности на окраинах не вносили путаницы в ситуацию и определить
свое местоположение на карте всегда было довольно легко.
Уже вечером, когда городское движение поутихло, я попытался исследовать «условия плохой видимости». При этом оказалось, что я не могу вспомнить, где в Москве находятся узкие улочки с высокими, загораживающими небо домами. На ум шли только квартальчики возле Сухаревки, там я и катался. Никаких «загрублений» точности, потери сигнала и неожиданных показаний карты я не обнаружил. Остался, конечно, открытым вопрос о радиозашумленности в европейских городах с плотной застройкой, где не в пример более узкие улочки и более высокие дома, но в остальном все вопросы, заданные в разделе «теоретических опасений», были сняты одним махом!
Следующее исследование базировалось на пакете OziExplorerCE с загруженной «двушкой» (в 1 см — 2 км) Московской области и поездке в Сергиев Посад. Точность картографического материала была отменной! Трек (путь, «прочерченный» GPS-навигатором) идеально ложился на улицы и трассы. Только в одном месте мы «съехали с дороги», но это нисколько не помешало навигации. Интересно было наблюдать, как на развязках стрелочка, показывающая наше положение, начинала разворачиваться, в точности повторяя движения машины. Прозевав в одном месте поворот, мы без проблем поехали дальше по развилке и, перестроив на ходу трассу и наметив «обходной» маршрут, приехали прямо к Лавре! Приятно было сидеть с видом предсказателя и предрекать, что через два километра будет мост, а затем можно будет повернуть направо!
Итак, точность топографических карт, чувствительность и точность приемника и аппаратно-программное обеспечение действительно обеспечивают комфортную навигацию и возможность с честью выйти из любой сложной ситуации. Однако при подготовке к путешествию возникают различные тонкие моменты, связанные с планировкой маршрутов, подготовкой графического материала и привязкой карт к местности. (Подробнее о пакете OziExplorerCE читайте на нашем CD-ROM, там же вы сможете найти и демо-версию этой и других программ для спутниковой навигации.)
КомпьютерПресс 1'2001
