версия для кпк >

Коммуникаторы, смартфоны, КПК, GPS-навигация

	Новости : Каталог КПК : Аксессуары : Программы для КПК : Форум : Статьи, обзоры
	Где купить : Цены : Техподдержка : Для прессы : Контакты : Вакансии : Ссылки : Пропажи	поиск:

Особенности национальной GPS-навигации. Москва.

Системы определения координат и ориентирования на местности на базе GPS (Global Positioning System) становятся все более доступными и распространенными. Схема их работы проста: навигационные приборы GPS принимают сигналы со специальных спутников, обрабатывают их и, исходя из полученных данных, могут вычислить текущее местоположение, скорость передвижения, его направление.

В середине марта появилась идея снабдить туристическую группу, готовившуюся совершить спортивный поход по Полярному Уралу, несколькими наборами GPS-оборудования для испытания этой аппаратуры в условиях Крайнего Севера. КПК были любезно предоставлены компанией МакЦентр, а GPS-приемники компанией СиБи-Град.

Подготовка оборудования и программного обеспечения

В результате разработки проекта было решено, что клавиатурные устройства вряд ли удастся эффективно использовать в полевых условиях, поэтому были подготовлены два GPS-комплекта на базе устройств с операционными системами Palm OS и Windows CE.

Palm OS

Аппаратура

В процессе подготовки похода пришлось выбирать между двумя вариантами с одним общим недостатком, проявлявшимся по-разному. Первый GPS-комплект состоял из Palm IIIxe и GPS Rand McNally. В этом случае Palm питается от батарей, а GPS-приемник почему-то от аккумулятора, который в тундре подзарядить невозможно. Второй комплект состоял из Palm Vx и GPS Rand McNally. Здесь ситуация прямо противоположная - КПК питается от аккумулятора, а GPS-приемник от батарей. Этот вариант показался более удачным, потому что время автономной работы аккумуляторных моделей Palm, как показывает накопленный опыт, довольно продолжительное. Если же заряда аккумуляторов не хватает, то существуют компактные устройства для автономной подзарядки Palm, например, от батареек типа Крона. Статистики же по ресурсам аккумуляторных GPS-приемников не было практически никакой, поэтому вариант с Palm III был отброшен.

Рассматривалось еще одно решение для Palm OS - это связка Visor + HandyGPS от Nexian под разъем Springboard. На первый взгляд, этот вариант казался наиболее удачным. Оба устройства питаются от батарей, комплект довольно легкий и малогабаритный, но… К сожалению, HandyGPS не работает со стандартными протоколоми обмена (NMEA-0182, -0183, и т.д.) между GPS-приемником и картографическими приложением. Это устройство работает в рамках собственного протокола, который поддерживается лишь специальным приложением HandyGPS. Итак, вариант с Visor’ом отпал.

Среди достоинств, прошедшего "отборочные туры" Palm OS GPS-комплекта, можно отметить малый вес (около 500 г. с тремя комплектами батарей), небольшие суммарные габариты. Недостатки - отсутствие быстрого способа резервного копирования данных получаемых на маршруте, отсутствие резервной копии карты и необходимого программного обеспечения, а также довольно длительное время выхода выбранного для комплекса GPS-приемника на рабочий режим.

Программное обеспечение

Для устройств Palm существует лишь одно приложение, позволяющее работать с растровыми (отсканированными) картами с использованием GPS. Это ПО Atlas фирмы GPS Pilot.

Процесс подготовки карт достаточно прост. При помощи бесплатной утилиты любое отсканированное изображение может быть преобразовано в базу данных для приложения Atlas. После этого можно выйти на местность и привязать карту. Причем, привязка осуществляется по двум точкам, а карта должна быть соориентирована на север. Процедура довольно ответственная, поскольку от качества привязки, как Вы понимаете, зависит корректность всей дальнейшей работы с комплексом.

Испытание этого комплекса и ПО перед отправкой мы решили провести в районе Таганки. Для крупномасштабной карты расстояние между точками привязки было всего около 80 м, и этого оказалось вполне достаточно для уверенной работы GPS. Однако, в процессе тестирования было выявлено несколько неприятных моментов.

Основную трудность представляет определить момент, начиная с которого GPS-приемник устойчиво принимает сигналы спутников и выходит на приемлемый уровень точности определения координат. Средствами Atlas определить момент выхода GPS-приемника на рабочий режим для привязки карты не удается. Приходится использовать маленькую, свободно распространяемую утилиту NMEA Monitor, которая выводит все поступающие с GPS-приемника данные в "сыром" виде.

На рисунке показан момент начала работы GPS-приемника. В списке видно лишь два числа после знака "=". Когда их становится четыре, появляется еще несколько язычков, на одном из которых можно увидеть значения широты и долготы, выдаваемые GPS-приемником. Стоит подождать, пока эти значения перестанут монотонно расти или уменьшаться. Как только они начнут колебаться около определенного значения, можно считать, что GPS-приемник готов к работе. Разумеется, если по пути ко второй точке привязки GPS-комплект не выключать, то второй раз данную процедуру проводить не надо.

Еще одним неудобством можно назвать несколько непродуманную систему работы с точками привязки, а также путевыми точками. Работа с их параметрами осуществляется через неудобную систему окон и меню. Например, велика опасность случайно удалить вместо путевой точки всю карту.

Отсутствуют встроенные средства масштабирования карты: отыскать нужную точку на маленьком экране КПК, особенно если карта велика, очень сложно.

Тем не менее, у Atlas есть несомненный плюс. Можно совершенно не иметь никакого представления о геодезии. Достаточно запомнить некоторые последовательности действий в программе, потренироваться на хорошо знакомой местности и можно смело идти в незнакомый лес за грибами. Кроме отображения местоположения на карте Atlas умеет показывать скорость и направление движения, высоту над уровнем моря, магнитное склонение.

Итак, найденная в Интернет карта Полярного Урала была благополучно пропущена через конвертер и помещена в Palm. Для ребят была написана краткая инструкция по пользованию Atlas’ом.

Windows CE

Аппаратура

В случае с Windows CE было решено не мудрствовать лукаво и использовать уже вполне хорошо зарекомендовавшую себя комбинацию Cassiopeia E-125 и GPS-приемника Garmin eTrex. Оба устройства позволяют заменять источники питания (аккумуляторы у Cassiopeia и батареи AA у eTrex). Cassiopeia всегда славилась своим прекрасным цветным экраном и применение ее в GPS-комплекте подразумевает использование цветной карты. Впрочем, преимущества цветной карты особенно проявляются летом в насыщенных растительностью и водными препятствиями районах. Зимой же, да еще в пустынных тундрах Полярного Урала, вполне можно обойтись картой черно-белой.

Стабильность и корректность работы eTrex многими проверена и сомнений не вызывает. В отличие от Palm OS комплекта, GPS-приемник комплекта Windows CE можно использовать автономно. Проблема определения момента выхода GPS-приемника на рабочий режим решена аппаратно. На экране eTrex есть индикаторы количества спутников и уровня их сигналов. Здесь же отображается текущая точность определения координат.

Cassiopeia может работать с карточками энергонезависимой памяти Compact Flash, поэтому проблему хранения карт большого объема можно считать решенной. К сожалению, в случае жесткой перезагрузки (Hard Reset) с потерей содержимого оперативной памяти, навряд ли удастся восстановить исходное состояний приложений, поскольку встроенные средства для работы с CF-картами у Cassiopeia сильно ограничены. Большой суммарный вес комплекта (около килограмма с батареями, проводами и аккумуляторами), а также необходимость в громоздком соединительном кабеле, составленном из двух частей, показались аргументами "против". Второе обстоятельство, впрочем, оказалось потом аргументом "за". Но об этом ниже.

Известные данные об аппетитах Cassiopeia в плане энергопотребления заставляли думать о недолгом сроке работы Windows CE комплекта даже при наличии двух дополнительных аккумуляторов для Casio. Но испытания в условиях Крайнего Севера расставили всё на свои места.

Программное обеспечение

В отношении программного обеспечения для работы с растровыми картами и GPS-оборудованием Pocket PC проявляет полную солидарность с Palm. Вариантов нет. Единственное существующее приложение - OziExplorer CE.

Сам по себе OziExplorer CE производит впечатление очень качественного продукта, с массой возможностей. В общем-то, так оно и есть. Однако, среди множества продвинутых функций нет, пожалуй, самой основной: возможности привязки карты на местности.

Отсканированная карта пропускается через специальный конвертер, который готовит как ее саму, так и отмасштабированные копии. Для пользователя эта процедура абсолютно прозрачна, а при использовании Ozi переход к различным масштабам очень быстр и удобен. Итак, карта размещается на CF-карточке, настраиваются необходимые пути (для этого обязательно надо почитать документацию, все нетривиально) и… Ничего не происходит. Ozi предлагает открыть только некий .map-файл, а вовсе не .ozf2-файл, в который превратил исходную карту конвертер. В чем же дело?

Оказывается, что OziExporer CE вообще не умеет привязывать и корректировать привязку карт. Подготовить их можно только в версии OziExporer для настольных ПК, которая стоит немалых денег. А OziExporer CE лишь отлично работает с уже привязанными картами.

Работа по привязке карт требует некоторых знаний по геодезии. Впрочем, задача прикладная и вполне освоенная многими. В Сети нашлось немало теоретических и практических материалов, но рассказ об этом выходит за рамки статьи. Предмет интересный и достойный изучения.

В конце концов, карта Полярного Урала была привязана по имевшимся на ней точкам с указанными значениями широты и долготы. Вообще, вариантов привязки существует масса. Скорее всего, был выбран не самый корректный из них, в связи с чем мы засомневались в работоспособности Windows CE - комплекта.

Бумажный GPS-комплект

Состоял из GPS-приемника eTrex и блокнота с ручкой. Все показания путевых точек заносились в блокнот по мере прохождения маршрута.

Упаковка

Никаких особых футляров у нас в распоряжении не было. К тому же, было интересно выяснить устойчивость устройств к возможным внешним физическим воздействиям. Единственными мерами предосторожности стали стандартные защитные пленки на экран плюс Silkyboard для Palm.

Все устройства были аккуратно уложены в тонкостенную картонную коробку, которую для пущей влагозащиты обклеили скотчем.

Инструкция

Честно говоря, была составлена наспех, поскольку сроки по подготовке экспедиции были довольно жесткие. Будь эта инструкция подробней, возможно, впоследствии удалось бы избежать нескольких ошибок.

Выводы (по подготовке):

Palm OS комплект показался более приспособленным к выполнению задач GPS-навигации пользователями с хорошими прикладными навыками ориентирования (то есть как раз для туристов-спортсменов). Возможность привязки карты непосредственно на местности позволяет избежать изучения теории составления топографических карт. Однако надо точно знать, где находишься в момент привязки, а также иметь некоторый опыт обращения как с Palm, так и с GPS-приемником.

Использование подготовленной и корректно привязанной карты на Pocket PC очень удобно и интуитивно понятно. Пользователю Windows CE не надо обладать большим опытом в ориентировании, а вот процедура привязки карты на настольном компьютере требует теоретических знаний, а также некоторого опыта по использованию OziExplorer. Windows CE-комплект более тяжел и громоздок.

Итак, GPS-комплекты собраны и готовы к двухнедельному путешествию. Поезд "Москва-Лабытнанги" уносит четырёх участников похода со спецснаряжением в рюкзаках.

Приложение

Выдержка из документации проекта с описанием основных задач и результатов подготовки

Проект ставил следующие задачи:

1. Изучить возможность реального применения GPS-комплексов в реальных условиях полярных районов.
2. Определить степень необходимости и полезности GPS-комплексов в полярной тундре.
3. Разработать технологию подготовки картографических материалов, определить степень сложности данного процесса.
4. Сравнить GPS-комплексы разных платформ: удобство использования, точность показаний, надежность.

Список требований:

1. Устройства должны максимально долго работать в автономном режиме.
2. Устройства должны быть морозоустойчивыми.
3. Программное обеспечение должно поддерживать загрузку растровых карт с привязкой к местности.
4. Программное обеспечение должно обеспечивать связь с GPS-приемниками и отображать полученные данные: местоположение на привязанной к местности карте, скорость передвижения, текущие координаты, высоту над уровнем моря, направление движения.

Список оборудования:

1. Windows CE GPS-комплекс (общий вес около 900 г)
   • Cassiopeia E-125
   • 48 Мб Compact Flash для хранения карт
   • GPS-приемник Garmin eTrex
   • Соединительный шнур
   • 2 дополнительных заряженных аккумулятора для Cassiopeia
   • 2 дополнительных комплекта батарей для eTrex
   • Программное обеспечение
     • Ozi Explorer CE для PPC
     • Ozi Explorer для PC
2. Palm OS GPS-комплекс (общий вес около 450 г.)
   • Palm Vx
   • GPS-приемник Rand McNally для Palm V серии
   • 2 дополнительных комплекта батарей для
   • Программное обеспечение
     • GPS Pilot Atlas
     • GPS Pilot Cartographer
     • NMEA Monitor

Windows CE преимущества (на стадии подготовки оборудования):

1. Цветной экран, цветная карта.
2. Размещение картографического материала на энергонезависимой CF-карте памяти.
3. Возможность заменять источники питания как у КПК, так и у GPS-приемника.
4. Возможность использования GPS-приемника без подключения к КПК.

Windows CE недостатки (на стадии подготовки оборудования):

1. Необходимость в кабеле для соединения GPS-приемника и Cassiopeia.
2. Общая большая масса GPS-комплекта.
3. Высокое энергопотребление КПК.

Palm OS преимущества (на стадии подготовки оборудования):

1. Общая малая масса GPS-комплекта.
2. Длительное время работы КПК в автономном режиме.
3. Palm и GPS-приемник соединяются в единое целое.

Palm OS недостатки (на стадии подготовки оборудования):

1. Невозможность замены батарей в КПК.
2. Экран с 16 градациями серого, не цветная карта.
3. GPS-приемник нельзя использовать без КПК.
4. Все данные хранятся в оперативной памяти и не защищены от потери.

Подготовка картографических материалов и ПО

Windows CE преимущества:

1. Цветная карта
2. Быстрое масштабирование карты
3. Удобство интерфейса OziExplorer

Windows CE недостатки:

1. Необходимость глубокого изучения принципов топографии, разновидностей привязки карт и т.д.
2. Отсутствие инструментов для привязки/коррекции привязки карты на месте непосредственно на Windows CE устройстве.
3. Привязка карт осуществляется в ПО для настольных компьютеров, которое стоит дополнительных денег.
4. Отсутствуют встроенные средства отображения состояния GPS-приемника.

Palm OS преимущества:

1. Особых познаний в топографии не требуется.
2. Привязка осуществляется непосредственно на местности по двум точкам.
3. Конвертер карт распространяется бесплатно.

Palm OS недостатки:

1. Черно-белая карта с оттенками серого.
2. Плохо продуманный интерфейс Atlas, некоторые операции достаточно нетривиальны и могут привести к неприятным последствиям.
3. Отсутствуют встроенные средства отображения состояния GPS-приемника.
4. Отсутствие масштабирования.

Авторы, перевод:
      Антон Кузнецов
      Светлана Костыгова
      Юрий Костыгов