Страница:
Рис. 31. (верхний) – при перемещении курсора в верхней части экрана будут показаны значения глубины, температуры воды и местоположение (при их наличии); (нижний) – вы можете передать подводную путевую точку в GPS приемник
Пока дисплей находится в режиме паузы, прибор продолжает обновлять показания глубины, однако новые данные не могут быть показаны на экране до тех пор, пока не будет отключен этот режим.
Эхолоты для зимней рыбалки
Эхолоты для зимней рыбалки должны работать в весьма специфических условиях – на морозе, при ограниченных возможностях источников электропитания. Помимо этого, они должны осуществлять те же задачи, что и обычные эхолоты – поиск и обнаружение рыбы в водоеме, но только со значительно меньшими возможностями перемещения по его пространству, быть экономичными и работать от встроенных источников питания ведь не тащить же на водоем аккумулятор – и, главное, не замерзать при низких температурах.
Существует несколько принципиально отличающихся приборов, речь о которых пойдет ниже.
Глубиномеры
Самые простые и дешевые приборы, позволяющие определять глубину и температуру воды в лунке.
Рис. 32. Глубиномеры для зимней рыбалки
Работа с таким глубиномером очень проста – достаточно опустить его в лунку и нажать кнопку, и на экране появятся значение глубины и температуры воды.
Глубиномеры могут определять глубину не только из лунки, но и через лед. Для этого достаточно очистить лед от снега, налить на это место немного воды, установить на это место преобразователь и дать ему примерзнуть. Перед установкой преобразователя необходимо убедиться, что во льду в месте крепления нет пузырьков воздух, т.к. они могут ухудшать прохождение сигналов через лед.
Прибор состоит из двух частей – дисплея и преобразователя (рис. 32, 33). Для работы на морозе в дисплее используются незамерзающие LED экраны, хотя и встречаются приборы с LCD экранами – в последнем случае их необходимо защищать от холода.
Рис. 33.
Глубиномеры полностью герметичны и могут работать даже при погружении в воду. Питание приборов осуществляется от встроенных батарей АА аналогичных по размеру аккумуляторов.
Некоторые глубиномеры имеют функцию обнаружения рыбы, но пот цифровому дисплею очень сложно определить, рыба ли это, дно или камень.
Тубусные эхолоты
Для поиска и обнаружения рыбы из лунки компанией Bottm Line производится серия специальных эхолотов с горизонтальным обзором (рис. 34, 35). Сканирование осуществляется узким лучом с помощью преобразователя, расположенного горизонтально на специальной, опускаемой в воду штанге («ноге»).
Самые простые эхолоты могут обнаруживать и отображать на экране рыбу только в луче преобразователя в направлении излучения. Наиболее сложные могут осуществлять круговое сканирование с отображением результатов сканирования на экране.
Рис. 34. Тубусные эхолоты с боковым обзором
Рис. 35.
Эхолоты реального времени
Наиболее интересные и эффективные из зимних эхолотов, т.н. флэшеры, позволяющие с помощью специальных многолучевых преобразователей производить круговой обзор в режиме реального времени. Отображение результатов сканирования осуществляется на круглом, как у гидролокатора, цветном экране (рис. 36) одновременно со всех направлений. При этом обнаруженные объекты, в зависимости от их плотности, окрашиваются разными цветами – самые плотные – красным цветом, средней плотности – оранжевым и наименее плотные – зеленым.
Эхолоты данного класса оснащены всеми, присущими традиционным эхолотам, основными функциями – ручным и автоматическим масштабированием, функцией выделения дна, автоматической регулировкой усиления и обладает большими возможностями по поиску и обнаружению рыбы. Он может быть использован не только для зимней рыбалки, но и успешно применяться для поиска рыбы с лодки или катера.
Рис. 36. Изображение на экране эхолота реального времени
Существует несколько принципиально отличающихся приборов, речь о которых пойдет ниже.
Глубиномеры
Самые простые и дешевые приборы, позволяющие определять глубину и температуру воды в лунке.
Рис. 32. Глубиномеры для зимней рыбалки
Работа с таким глубиномером очень проста – достаточно опустить его в лунку и нажать кнопку, и на экране появятся значение глубины и температуры воды.
Глубиномеры могут определять глубину не только из лунки, но и через лед. Для этого достаточно очистить лед от снега, налить на это место немного воды, установить на это место преобразователь и дать ему примерзнуть. Перед установкой преобразователя необходимо убедиться, что во льду в месте крепления нет пузырьков воздух, т.к. они могут ухудшать прохождение сигналов через лед.
Прибор состоит из двух частей – дисплея и преобразователя (рис. 32, 33). Для работы на морозе в дисплее используются незамерзающие LED экраны, хотя и встречаются приборы с LCD экранами – в последнем случае их необходимо защищать от холода.
Рис. 33.
Глубиномеры полностью герметичны и могут работать даже при погружении в воду. Питание приборов осуществляется от встроенных батарей АА аналогичных по размеру аккумуляторов.
Некоторые глубиномеры имеют функцию обнаружения рыбы, но пот цифровому дисплею очень сложно определить, рыба ли это, дно или камень.
Тубусные эхолоты
Для поиска и обнаружения рыбы из лунки компанией Bottm Line производится серия специальных эхолотов с горизонтальным обзором (рис. 34, 35). Сканирование осуществляется узким лучом с помощью преобразователя, расположенного горизонтально на специальной, опускаемой в воду штанге («ноге»).
Самые простые эхолоты могут обнаруживать и отображать на экране рыбу только в луче преобразователя в направлении излучения. Наиболее сложные могут осуществлять круговое сканирование с отображением результатов сканирования на экране.
Рис. 34. Тубусные эхолоты с боковым обзором
Рис. 35.
Эхолоты реального времени
Наиболее интересные и эффективные из зимних эхолотов, т.н. флэшеры, позволяющие с помощью специальных многолучевых преобразователей производить круговой обзор в режиме реального времени. Отображение результатов сканирования осуществляется на круглом, как у гидролокатора, цветном экране (рис. 36) одновременно со всех направлений. При этом обнаруженные объекты, в зависимости от их плотности, окрашиваются разными цветами – самые плотные – красным цветом, средней плотности – оранжевым и наименее плотные – зеленым.
Эхолоты данного класса оснащены всеми, присущими традиционным эхолотам, основными функциями – ручным и автоматическим масштабированием, функцией выделения дна, автоматической регулировкой усиления и обладает большими возможностями по поиску и обнаружению рыбы. Он может быть использован не только для зимней рыбалки, но и успешно применяться для поиска рыбы с лодки или катера.
Рис. 36. Изображение на экране эхолота реального времени
ЭХОЛОТЫ ПЕРЕДНЕГО ОБЗОРА
Общие сведения
Эхолоты переднего обзора или, как принято их называть, «сонары» или, по-русски, «гидролокаторы», появились на малом флоте совсем недавно, каких-нибудь лет 10 назад. Детище военно-промышленного комплекса, они вобрали в себя все последние достижения гидроакустики и самые современные технологии, применявшиеся ранее на военных флотах для обнаружения мин и подводных лодок.
Основное назначение сонаров – обзор подводного пространства перед судном и обнаружение препятствий перед ним. Существуют два метода обзора подводного пространства – последовательный и параллельный. При последовательном методе обзор ведется в вертикальной либо в горизонтальной плоскости узким ультразвуковым лучом с последовательным перемещением луча в просматриваемом пространстве (рис. 37). Параллельный обзор ведется несколькими лучами одновременно, при этом изображение на экране (рис. 38) обновляется непрерывно, в реальном времени, что очень важно для высокоскоростных судов.
Основу эхолота переднего обзора составляет сложная фазированная гидроакустическая антенна, состоящая из нескольких одновременно работающих преобразователей. Формирование луча или нескольких лучей и управление ими осуществляется за счет изменения фазовых сдвигов между элементами антенны.
По принципу обзора существуют два вида приборов – с вертикальным и с горизонтальным сканированием. В первом случае обзор ведется в вертикальной плоскости в секторе 90° от поверхности до дна. При таком виде сканирования на экране отображается профиль дна перед судном, подводные препятствия, косяки и отдельные экземпляры рыб (рис. 39). Дальность до препятствий или мелей определяется по шкале на экране. Шкала дальности и глубин может устанавливаться автоматически или вручную.
Рис. 37. Последовательный обзор
Рис. 38. Параллельный обзор
Сонары с горизонтальным сканированием осуществляют обзор по горизонтали в секторе ±45° или ±90° (рис. 40). На экране в этом случае отображаются отметки мелей и других подводных препятствий, находящихся перед судном, позволяющие судоводителю ориентироваться при плавании в сложной навигационной обстановке.
Рис. 39. Вертикальный обзор
Рис. 40. Горизонтальный обзор
В настоящее время производятся эхолоты с одним видом обзора, либо с двумя одновременно.
В этом случае они оснащаются либо двумя преобразователями, либо одним преобразователем с двумя антеннами в одном корпусе.
Помимо основного режима, в сонарах имеется дополнительный режим вертикального обзора, в котором они могут использоваться как обычные рыбопоисковые эхолоты, что расширяет возможности приборов. Работа может вестись как в одном из режимов, так сразу в двух с разделением экрана (рис. 41).
Все перечисленные сонары содержат излучатель для установки на транец либо на днище судна, и дисплей с монохромным или цветным жидкокристаллическим дисплеем в водостойком исполнении, позволяющим пользоваться им на открытом мостике катера либо на открытом мостике. Приборы имеют набор функций, облегчающих работу с ними – сигнализацию о мелях или глубинах и зонах, яркую подсветку экрана, встроенную память. Некоторые модели имеют возможность сопряжения с приемником GPS и датчиком скорости, а эхолоты с цветным экраном имеют вход для работы с видеокамерой.
В настоящее время эхолоты переднего обзора производят две компании – американская Interphase Tecnologies (эхолоты с последовательным обзором) и английская компания EchoPilot Marine Electronics (эхолоты с параллельным обзором).
Рис. 41. Изображение с разделением экрана
Основное назначение сонаров – обзор подводного пространства перед судном и обнаружение препятствий перед ним. Существуют два метода обзора подводного пространства – последовательный и параллельный. При последовательном методе обзор ведется в вертикальной либо в горизонтальной плоскости узким ультразвуковым лучом с последовательным перемещением луча в просматриваемом пространстве (рис. 37). Параллельный обзор ведется несколькими лучами одновременно, при этом изображение на экране (рис. 38) обновляется непрерывно, в реальном времени, что очень важно для высокоскоростных судов.
Основу эхолота переднего обзора составляет сложная фазированная гидроакустическая антенна, состоящая из нескольких одновременно работающих преобразователей. Формирование луча или нескольких лучей и управление ими осуществляется за счет изменения фазовых сдвигов между элементами антенны.
По принципу обзора существуют два вида приборов – с вертикальным и с горизонтальным сканированием. В первом случае обзор ведется в вертикальной плоскости в секторе 90° от поверхности до дна. При таком виде сканирования на экране отображается профиль дна перед судном, подводные препятствия, косяки и отдельные экземпляры рыб (рис. 39). Дальность до препятствий или мелей определяется по шкале на экране. Шкала дальности и глубин может устанавливаться автоматически или вручную.
Рис. 37. Последовательный обзор
Рис. 38. Параллельный обзор
Сонары с горизонтальным сканированием осуществляют обзор по горизонтали в секторе ±45° или ±90° (рис. 40). На экране в этом случае отображаются отметки мелей и других подводных препятствий, находящихся перед судном, позволяющие судоводителю ориентироваться при плавании в сложной навигационной обстановке.
Рис. 39. Вертикальный обзор
Рис. 40. Горизонтальный обзор
В настоящее время производятся эхолоты с одним видом обзора, либо с двумя одновременно.
В этом случае они оснащаются либо двумя преобразователями, либо одним преобразователем с двумя антеннами в одном корпусе.
Помимо основного режима, в сонарах имеется дополнительный режим вертикального обзора, в котором они могут использоваться как обычные рыбопоисковые эхолоты, что расширяет возможности приборов. Работа может вестись как в одном из режимов, так сразу в двух с разделением экрана (рис. 41).
Все перечисленные сонары содержат излучатель для установки на транец либо на днище судна, и дисплей с монохромным или цветным жидкокристаллическим дисплеем в водостойком исполнении, позволяющим пользоваться им на открытом мостике катера либо на открытом мостике. Приборы имеют набор функций, облегчающих работу с ними – сигнализацию о мелях или глубинах и зонах, яркую подсветку экрана, встроенную память. Некоторые модели имеют возможность сопряжения с приемником GPS и датчиком скорости, а эхолоты с цветным экраном имеют вход для работы с видеокамерой.
В настоящее время эхолоты переднего обзора производят две компании – американская Interphase Tecnologies (эхолоты с последовательным обзором) и английская компания EchoPilot Marine Electronics (эхолоты с параллельным обзором).
Рис. 41. Изображение с разделением экрана
Особенности работы эхолотов
Эхолоты с последовательным обзором
Как отмечалось ранее, обзор подводного пространства в таких эхолотах осуществляется путем последовательного, шаг за шагом, перемещением сформированного преобразователем луча в вертикальной или горизонтальной плоскости. Луч движется дискретно, останавливаясь на каждой позиции на время, необходимое для получения достаточной для отображения информации. Полученное на каждом положении луча изображение сохраняется на время обзора всего сектора и обновляется при последующем сканировании. Поэтому процесс просмотра всего сектора обзора занимает достаточно большое время – 10–16 сек. Если для тихоходных судов этого вполне достаточно, то для высокоскоростных судов, проходящих за это время десятки и сотни метров, такие задержки неприемлемы.
Другим недостатком таких эхолотов, является недостаточный объем информации, определяемый ограниченным время нахождения луча на каждой отдельно взятой позиции. Поэтому эхолоты с последовательным обзором непригодны для распознавания подводных объектов и используются, в основном, в целях навигации.
Эхолоты с параллельным обзором
Параллельный, или, как его еще называют, непрерывный обзор предоставляет возможность получения большого объема информации в реальном времени.
Режим реального времени означает, что эхолот строит картину на экране не постепенно, а передает ее на экран одновременно от всех лучей, обновляя ее несколько раз в секунду. Поэтому на экране отображается изображение не в прошедшем, как в эхолотах с последовательным обзором, а в настоящем времени.
Вторым достоинством непрерывного обзора является большой объем информации, получаемой о подводных объектах, что дает уникальную возможность создавать эхолоты для распознавания объектов, характера и структуры дна, для построения трехмерных изображений, поиска и обнаружения рыбы. Непрерывный прием и отображения отраженных сигналов позволяет создавать более четкое и ясное изображение, чем при последовательном обзоре.
Для обработки такого большого объема информации в эхолотах используется мощный микропроцессор, способный выполнять до 100000 операций при каждом обновлении изображения на экране. Наличие такого мощного процессора в совокупности с наличием большого объема получаемой информации позволяет получать достаточно надежное распознавание подводных объектов.
Эхолоты переднего обзора всех типов предназначены, в первую очередь, для обнаружения препятствий перед судном, однако, они могут видеть также скопления и крупные экземпляры рыбы. За рубежом их используют на спортивной или профессиональной ловле в океане для поиска крупной рыбы.
Для примера рассмотрим самый маленький прибор с параллельным обзором из большого семейства EchoPilot – эхолот FLS Bronze (рис. 42).
Этот компактный эхолот с размерами 110 × 110 мм легко найдет себе место в любой лодке или впишется в приборную панель даже небольшого катера. Несмотря на свои небольшие размеры, он использует новейшую технологию горизонтальной эхолокации.
Максимальная дальность по горизонту составляет 100 м с возможностью выбора для удобства работы шкал дальности 20, 60 и 100 м. Символ судна всегда смещен на 8 метров от левой границы экрана, чтобы было удобнее оценивать расстояние впереди. Прибор оснащен предупредительной звуковой сигнализацией, срабатывающей при появлении препятствия в любой заданной зоне вплоть до 100 метров.
Жидкокристаллический дисплей с разрешающей способностью 126 × 62 пиксела изготовлен с применением новейших технологий и обеспечивает очень четкое изображение дна водоема. Подсветка экрана позволяет работать с ним даже ночью.
По сравнению с эхолотами с последовательным обзором, выдающим данные с запаздыванием 10– 15 сек, FLS Bronze, напротив, рассчитывает глубину непосредственно под днищем судна путем усреднения данных из первой трети экрана, что дает более точный результат.
Рис. 42. Эхолот с параллельным обзором
Интересной особенностью FLS Bronze является наличие «памяти глубины» – прибор показывает профиль дна не только впереди судна, но также и под днищем и позади судна. Управляется эхолот только двумя кнопками – одна используется для перелистывания и выбора пунктов меню, а другая для изменения выбранных установок. Диапазон дальности меняется автоматически либо вручную простым нажатием правой кнопки.
Эхолот имеет преобразователь только типа «сквозь корпус» (рис. 43), но, в отличие от других преобразователей, он имеет возможность убираться в специальную шахту при наличии опасности поломать его при движении по очень мелкому месту или подходу к берегу, а потом выдвигаться обратно.
Рис. 43. Преобразователи эхолота с параллельным обзором
Как отмечалось ранее, обзор подводного пространства в таких эхолотах осуществляется путем последовательного, шаг за шагом, перемещением сформированного преобразователем луча в вертикальной или горизонтальной плоскости. Луч движется дискретно, останавливаясь на каждой позиции на время, необходимое для получения достаточной для отображения информации. Полученное на каждом положении луча изображение сохраняется на время обзора всего сектора и обновляется при последующем сканировании. Поэтому процесс просмотра всего сектора обзора занимает достаточно большое время – 10–16 сек. Если для тихоходных судов этого вполне достаточно, то для высокоскоростных судов, проходящих за это время десятки и сотни метров, такие задержки неприемлемы.
Другим недостатком таких эхолотов, является недостаточный объем информации, определяемый ограниченным время нахождения луча на каждой отдельно взятой позиции. Поэтому эхолоты с последовательным обзором непригодны для распознавания подводных объектов и используются, в основном, в целях навигации.
Эхолоты с параллельным обзором
Параллельный, или, как его еще называют, непрерывный обзор предоставляет возможность получения большого объема информации в реальном времени.
Режим реального времени означает, что эхолот строит картину на экране не постепенно, а передает ее на экран одновременно от всех лучей, обновляя ее несколько раз в секунду. Поэтому на экране отображается изображение не в прошедшем, как в эхолотах с последовательным обзором, а в настоящем времени.
Вторым достоинством непрерывного обзора является большой объем информации, получаемой о подводных объектах, что дает уникальную возможность создавать эхолоты для распознавания объектов, характера и структуры дна, для построения трехмерных изображений, поиска и обнаружения рыбы. Непрерывный прием и отображения отраженных сигналов позволяет создавать более четкое и ясное изображение, чем при последовательном обзоре.
Для обработки такого большого объема информации в эхолотах используется мощный микропроцессор, способный выполнять до 100000 операций при каждом обновлении изображения на экране. Наличие такого мощного процессора в совокупности с наличием большого объема получаемой информации позволяет получать достаточно надежное распознавание подводных объектов.
Эхолоты переднего обзора всех типов предназначены, в первую очередь, для обнаружения препятствий перед судном, однако, они могут видеть также скопления и крупные экземпляры рыбы. За рубежом их используют на спортивной или профессиональной ловле в океане для поиска крупной рыбы.
Для примера рассмотрим самый маленький прибор с параллельным обзором из большого семейства EchoPilot – эхолот FLS Bronze (рис. 42).
Этот компактный эхолот с размерами 110 × 110 мм легко найдет себе место в любой лодке или впишется в приборную панель даже небольшого катера. Несмотря на свои небольшие размеры, он использует новейшую технологию горизонтальной эхолокации.
Максимальная дальность по горизонту составляет 100 м с возможностью выбора для удобства работы шкал дальности 20, 60 и 100 м. Символ судна всегда смещен на 8 метров от левой границы экрана, чтобы было удобнее оценивать расстояние впереди. Прибор оснащен предупредительной звуковой сигнализацией, срабатывающей при появлении препятствия в любой заданной зоне вплоть до 100 метров.
Жидкокристаллический дисплей с разрешающей способностью 126 × 62 пиксела изготовлен с применением новейших технологий и обеспечивает очень четкое изображение дна водоема. Подсветка экрана позволяет работать с ним даже ночью.
По сравнению с эхолотами с последовательным обзором, выдающим данные с запаздыванием 10– 15 сек, FLS Bronze, напротив, рассчитывает глубину непосредственно под днищем судна путем усреднения данных из первой трети экрана, что дает более точный результат.
Рис. 42. Эхолот с параллельным обзором
Интересной особенностью FLS Bronze является наличие «памяти глубины» – прибор показывает профиль дна не только впереди судна, но также и под днищем и позади судна. Управляется эхолот только двумя кнопками – одна используется для перелистывания и выбора пунктов меню, а другая для изменения выбранных установок. Диапазон дальности меняется автоматически либо вручную простым нажатием правой кнопки.
Эхолот имеет преобразователь только типа «сквозь корпус» (рис. 43), но, в отличие от других преобразователей, он имеет возможность убираться в специальную шахту при наличии опасности поломать его при движении по очень мелкому месту или подходу к берегу, а потом выдвигаться обратно.
Рис. 43. Преобразователи эхолота с параллельным обзором
СРЕДСТВА СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ
В данном разделе речь пойдет о другом помощнике рыбака, способном запомнить удачное место, надежную якорную стоянку, заправку топливом, а затем привести в это место днем, ночью, в тумане. Он может провести вас по заранее составленному маршруту на реке, на озере или в море, поможет выбраться из леса, определить вашу скорость, пройденный путь, направление движения и многое другое. Этот помощник – приемоиндикатор (приемник) спутниковой системы навигации, использующий для определения своих координат информацию, получаемую от расположенных на орбите навигационных спутников Земли.
Принцип работы системы спутниковой навигации
В настоящее время в мире существуют две глобальных системы определения координат – российская ГЛОНАСС и американская NavStar, более известная как GPS (аббревиатура названия Global Position System – глобальная система позиционирования). В настоящее время в полном объеме развернута система NavStar, имеющая на орбите созвездие из 24-х навигационных спутников, обеспечивающих непрерывное навигационное поле на всей поверхности Земли. Система ГЛОНАСС развернута не полностью и пока не обеспечивает постоянного поступления навигационной информации, а приемоиндикаторы, создаваемые отечественными производителями для профессионального судовождения, не пригодны для использования на малых судах. Поэтому в дальнейшем будем знакомиться только с аппаратурой, работающей в системе GPS.
Рис. 44. Принцип определения местоположения приемником GPS
Принцип определения своего места на земной поверхности в глобальной системе позиционирования (GPS) заключается в одновременном измерении расстояния до нескольких навигационных спутников (не менее трех) с известными параметрами их орбит на каждый момент времени, и вычислении по измеренным расстояниям своих координат (рис. 44). Данные о параметрах орбит и системы передаются со спутников и содержатся в т.н. «альманахе», хранящемся в памяти приемника.
Приемоиндикатор системы спутниковой навигации или, как его еще называют, GPS-навигатор или приемник GPS (в дальнейшем мы будем пользоваться обоими терминами) принимает сигналы от спутников, измеряет расстояния до них, и по измеренным дальностям решает задачу определения своих координат – широты, долготы и, при приеме сигналов от 4-х и более спутников – высоты над уровнем моря, скорость, направление (курс), пройденный путь.
Для выполнения этих функций в состав навигатора входят приемник с антенной для приема сигналов, компьютер для их обработки и навигационных вычислений, дисплей для отображения навигационной и служебной информации и клавиатура для управления работой прибора.
Рис. 44. Принцип определения местоположения приемником GPS
Принцип определения своего места на земной поверхности в глобальной системе позиционирования (GPS) заключается в одновременном измерении расстояния до нескольких навигационных спутников (не менее трех) с известными параметрами их орбит на каждый момент времени, и вычислении по измеренным расстояниям своих координат (рис. 44). Данные о параметрах орбит и системы передаются со спутников и содержатся в т.н. «альманахе», хранящемся в памяти приемника.
Приемоиндикатор системы спутниковой навигации или, как его еще называют, GPS-навигатор или приемник GPS (в дальнейшем мы будем пользоваться обоими терминами) принимает сигналы от спутников, измеряет расстояния до них, и по измеренным дальностям решает задачу определения своих координат – широты, долготы и, при приеме сигналов от 4-х и более спутников – высоты над уровнем моря, скорость, направление (курс), пройденный путь.
Для выполнения этих функций в состав навигатора входят приемник с антенной для приема сигналов, компьютер для их обработки и навигационных вычислений, дисплей для отображения навигационной и служебной информации и клавиатура для управления работой прибора.
Типы приемников GPS
Различают два основных типа приемников – стационарные и носимые.
Стационарные приемники GPSСтационарные приемники предназначены для постоянной установки в рулевых рубках судов и на приборных панелях катеров. Их характерной особенностью является наличие выносной антенны (хотя иногда встречаются приемники с встроенной антенной) и питание от внешнего источника постоянного тока. Они имеют, как правило, крупные жидкокристаллические монохромные экраны с алфавитно-цифровым и графическим отображением информации (рис. 45).
Стационарные приемники имеют широкие функциональные возможности, особенно профессиональные аппараты для морских судов и геодезии.
Рис. 45. Стационарный приемник GPS
Они обладают большим объемом памяти, возможностью решения различных навигационных задач, а их интерфейс предоставляет возможность включения в навигационную систему судна.
Носимые приемники
Как следует из названия, носимые приемники предназначены для работы на ходу – в руке, в кармане, в рюкзаке. Они полностью автономны – имеют малые размеры и вес, встроенную в корпус приемника или внешнюю, устанавливаемую на корпусе, антенну и встроенный источник питания – миниатюрные батареи или аккумуляторы. Такие приемники имеют минимальное количество клавиш, обеспечивающих, тем не менее, достаточно гибкое и оперативное управление. Они имеют полностью герметичный корпус, обеспечивающий надежную защиту от воды и пыли и могут использоваться в самых жестких условиях. Большую популярность носимые приемники получили у рыбаков и охотников, владельцев и капитанов небольших катеров и моторных лодок, спортивных и круизных яхт, т.к. их малые размеры и автономность позволяют использовать их как для штурманской работы в каюте судна, так и в открытой лодке (рис. 46). Такие приемники можно легко положить в карман и спокойно идти с ним в лес, в поле, на рыбалку.
Рис. 46. Носимый приемник GPS
Для расширения возможностей носимых приемников некоторые фирмы изготавливают для них дополнительное оборудование – подставки, кабели для подключения к внешним источникам питания, к другим навигационным приборам и к компьютеру, выносные антенны, стирая тем самым границу между носимыми и стационарными аппаратами.
Стационарные приемники GPSСтационарные приемники предназначены для постоянной установки в рулевых рубках судов и на приборных панелях катеров. Их характерной особенностью является наличие выносной антенны (хотя иногда встречаются приемники с встроенной антенной) и питание от внешнего источника постоянного тока. Они имеют, как правило, крупные жидкокристаллические монохромные экраны с алфавитно-цифровым и графическим отображением информации (рис. 45).
Стационарные приемники имеют широкие функциональные возможности, особенно профессиональные аппараты для морских судов и геодезии.
Рис. 45. Стационарный приемник GPS
Они обладают большим объемом памяти, возможностью решения различных навигационных задач, а их интерфейс предоставляет возможность включения в навигационную систему судна.
Носимые приемники
Как следует из названия, носимые приемники предназначены для работы на ходу – в руке, в кармане, в рюкзаке. Они полностью автономны – имеют малые размеры и вес, встроенную в корпус приемника или внешнюю, устанавливаемую на корпусе, антенну и встроенный источник питания – миниатюрные батареи или аккумуляторы. Такие приемники имеют минимальное количество клавиш, обеспечивающих, тем не менее, достаточно гибкое и оперативное управление. Они имеют полностью герметичный корпус, обеспечивающий надежную защиту от воды и пыли и могут использоваться в самых жестких условиях. Большую популярность носимые приемники получили у рыбаков и охотников, владельцев и капитанов небольших катеров и моторных лодок, спортивных и круизных яхт, т.к. их малые размеры и автономность позволяют использовать их как для штурманской работы в каюте судна, так и в открытой лодке (рис. 46). Такие приемники можно легко положить в карман и спокойно идти с ним в лес, в поле, на рыбалку.
Рис. 46. Носимый приемник GPS
Для расширения возможностей носимых приемников некоторые фирмы изготавливают для них дополнительное оборудование – подставки, кабели для подключения к внешним источникам питания, к другим навигационным приборам и к компьютеру, выносные антенны, стирая тем самым границу между носимыми и стационарными аппаратами.
Отображение навигационной информации
В приемниках GPS используются два способа отображения информации: алфавитно-цифровой и графический (иногда используется термин «псевдографический»). В первом случае для отображения получаемой информации используются цифры (координаты, скорость, пройденный путь и т. п.) и буквенные сочетания, поясняющие цифровые данные – обычно аббревиатуры фраз (например, МОВ – «Man Over Board» или, по-русски – «Человек за бортом!») и сокращения слов (например,
SPD – speed – скорость, TRK – Track – трасса), имена путевых точек рис. 47). Алфавитно-цифровое отображение информации в чистом виде использовалось на начальном этапе развития техники GPS.
Графическое отображение осуществляется с помощью образуемых на экране рисунков, представляющих характер движения носителя (судна, автомобиля, человека). Графика в аппаратах различных фирм практически одинакова и различается, как правило, в деталях. Наиболее распространенными рисунками являются электронный компас (не путать с магнитным!), графический указатель движения, трасса движения, маршруты, символы для путевых точек. Конечно, только одной графикой дело не обходится – попутно на экран могут выводиться координаты судна, курс, направление на путевую точку, скорость и еще масса нужной и полезной информации (рис. 48). В современных приемниках используются оба вида индикации.
Рис. 47. Отображение в алфавитно-цифровой форме
SPD – speed – скорость, TRK – Track – трасса), имена путевых точек рис. 47). Алфавитно-цифровое отображение информации в чистом виде использовалось на начальном этапе развития техники GPS.
Графическое отображение осуществляется с помощью образуемых на экране рисунков, представляющих характер движения носителя (судна, автомобиля, человека). Графика в аппаратах различных фирм практически одинакова и различается, как правило, в деталях. Наиболее распространенными рисунками являются электронный компас (не путать с магнитным!), графический указатель движения, трасса движения, маршруты, символы для путевых точек. Конечно, только одной графикой дело не обходится – попутно на экран могут выводиться координаты судна, курс, направление на путевую точку, скорость и еще масса нужной и полезной информации (рис. 48). В современных приемниках используются оба вида индикации.
Рис. 47. Отображение в алфавитно-цифровой форме
Характеристики приемников GPS
Точность определения координат места
Точность определения координат места является фундаментальным показателем любой навигационной системы, от значения которого будет зависеть, насколько правильно судно будет следовать по проложенному маршруту и не попадет ли оно на находящиеся поблизости мели или камни.
Рис. 48. Графическое отображение на экране
Точность приборов обычно оценивают по величине среднеквадратической погрешности (СКО)–интервалу, в который попадает 72% измерений, или по максимальной ошибке, соответствующей 95%. Большинство фирм-производителей оценивают СКО своих приемников GPS в 25 метров, что соответствует максимальной ошибке 50 метров.
Для плавания больших судов в узостях и в местах с большим количеством навигационных опасностей существующая точность может оказаться недостаточной. Для такого случая предусмотрен так называемый дифференциальный режим GPS или, иначе, DGPS, уменьшающий ошибку определения места до 5 метров. Для реализации этого режима необходим подключаемый к GPS-навигатору дополнительный приемник для приема дифференциальных поправок, передаваемых специальной станцией. Следует отметить, что режим этот действует в ограниченных зонах, в которых работают наземные станции передачи дифференциальных поправок.
Точность зависит от ряда факторов – от взаимного расположения спутников на данный момент, состояния атмосферы, наличия отражающих радиоволны объектов около антенны приемника, от точности совпадения принятой производителем приемника модели Земли с принятым в России. Большинство навигаторов сами оценивают точность определения координат на данный момент, и полученное значение выводят на дисплей. При превышении заданной ошибки приемник перестанет выдавать координаты и сообщит об этом владельцу.
Навигационные характеристики
Навигационные возможности приемников GPS характеризуют количеством запоминаемых прибором путевых точек, маршрутов и содержащихся в них маршрутных точек. Под путевыми понимаются используемые для навигации характерные точки на поверхности Земли, – промежуточные пункты маршрутов, якорные стоянки, укрытия, навигационные опасности, буи и т. п. Под маршрутом понимается некоторая прямая либо ломаная линия, образованная несколькими точками (как минимум двумя). Вполне очевидно, что чем больше приемник может создавать и хранить путевых точек и маршрутов, тем более сложные задачи он может решать. Например, если при плавании по открытому морю можно ограничиться только двумя путевыми точками, то при движении по извилистым фарватерам с частыми изменениями направления движения может потребоваться несколько десятков. Еще больше точек может потребоваться для рыбаков – помимо путевых точек, они могут записывать в память координаты рыбных мест, камней и коряг, поставленных сеток.
Современные носимые и стационарные приемники GPS могут создавать и хранить, в зависимости от модели, от 500 до 5000 путевых точек и 20–50 маршрутов с 20–30 точками в каждом.
Помимо путевых точек в любом приемнике есть запас точек для записи и сохранения пройденной трассы. Это количество может достигать от 1000 до нескольких десятков тысяч точек в профессиональных навигаторах. Записанная трасса может быть использована для возврата по ней назад (функция «Track Back», речь о которой пойдет позже).
Количество одновременно отслеживаемых спутников
Этот показатель характеризует устойчивость работы навигатора и его возможность обеспечения наивысшей точности. Учитывая тот факт, что для определения двух координат позиции – долготы и широты – нужно одновременно отслеживать 3 спутника, а для определения высоты – четырех, и то, что в своем движении они могут занимать неблагоприятное положение относительно приемника, то вполне понятно стремление конструкторов создавать приемники с большим количеством отслеживаемых спутников. Кроме того, чем больше одновременно отслеживается спутников, тем выше точность определения координат. Современные GPS навигаторы, даже носимые, имеют 8 или 12-канальные приемники, способные одновременно принимать и отслеживать сигналы соответственно до 8 или 12 спутников.
Точность определения координат места является фундаментальным показателем любой навигационной системы, от значения которого будет зависеть, насколько правильно судно будет следовать по проложенному маршруту и не попадет ли оно на находящиеся поблизости мели или камни.
Рис. 48. Графическое отображение на экране
Точность приборов обычно оценивают по величине среднеквадратической погрешности (СКО)–интервалу, в который попадает 72% измерений, или по максимальной ошибке, соответствующей 95%. Большинство фирм-производителей оценивают СКО своих приемников GPS в 25 метров, что соответствует максимальной ошибке 50 метров.
Для плавания больших судов в узостях и в местах с большим количеством навигационных опасностей существующая точность может оказаться недостаточной. Для такого случая предусмотрен так называемый дифференциальный режим GPS или, иначе, DGPS, уменьшающий ошибку определения места до 5 метров. Для реализации этого режима необходим подключаемый к GPS-навигатору дополнительный приемник для приема дифференциальных поправок, передаваемых специальной станцией. Следует отметить, что режим этот действует в ограниченных зонах, в которых работают наземные станции передачи дифференциальных поправок.
Точность зависит от ряда факторов – от взаимного расположения спутников на данный момент, состояния атмосферы, наличия отражающих радиоволны объектов около антенны приемника, от точности совпадения принятой производителем приемника модели Земли с принятым в России. Большинство навигаторов сами оценивают точность определения координат на данный момент, и полученное значение выводят на дисплей. При превышении заданной ошибки приемник перестанет выдавать координаты и сообщит об этом владельцу.
Навигационные характеристики
Навигационные возможности приемников GPS характеризуют количеством запоминаемых прибором путевых точек, маршрутов и содержащихся в них маршрутных точек. Под путевыми понимаются используемые для навигации характерные точки на поверхности Земли, – промежуточные пункты маршрутов, якорные стоянки, укрытия, навигационные опасности, буи и т. п. Под маршрутом понимается некоторая прямая либо ломаная линия, образованная несколькими точками (как минимум двумя). Вполне очевидно, что чем больше приемник может создавать и хранить путевых точек и маршрутов, тем более сложные задачи он может решать. Например, если при плавании по открытому морю можно ограничиться только двумя путевыми точками, то при движении по извилистым фарватерам с частыми изменениями направления движения может потребоваться несколько десятков. Еще больше точек может потребоваться для рыбаков – помимо путевых точек, они могут записывать в память координаты рыбных мест, камней и коряг, поставленных сеток.
Современные носимые и стационарные приемники GPS могут создавать и хранить, в зависимости от модели, от 500 до 5000 путевых точек и 20–50 маршрутов с 20–30 точками в каждом.
Помимо путевых точек в любом приемнике есть запас точек для записи и сохранения пройденной трассы. Это количество может достигать от 1000 до нескольких десятков тысяч точек в профессиональных навигаторах. Записанная трасса может быть использована для возврата по ней назад (функция «Track Back», речь о которой пойдет позже).
Количество одновременно отслеживаемых спутников
Этот показатель характеризует устойчивость работы навигатора и его возможность обеспечения наивысшей точности. Учитывая тот факт, что для определения двух координат позиции – долготы и широты – нужно одновременно отслеживать 3 спутника, а для определения высоты – четырех, и то, что в своем движении они могут занимать неблагоприятное положение относительно приемника, то вполне понятно стремление конструкторов создавать приемники с большим количеством отслеживаемых спутников. Кроме того, чем больше одновременно отслеживается спутников, тем выше точность определения координат. Современные GPS навигаторы, даже носимые, имеют 8 или 12-канальные приемники, способные одновременно принимать и отслеживать сигналы соответственно до 8 или 12 спутников.
Работа с приемниками GPS
Для знакомства с работой с аппаратурой спутниковой навигации используем какую-либо популярную модель навигатора, например, Garmin GPS-72 – 12-канальный портативный приемник GPS со встроенной антенной (рис. 49). Большой монохромный дисплей прибора с 4-х уровневой серой индикацией (120 × 160 пикселей) и регулируемой подсветкой обеспечивает хорошее качество изображения в любое время суток. Управление приемником осуществляется расположенными на лицевой панели 9-ю кнопками, открывающими доступ пользователю ко всем функциям и базам данных прибора.
GPS-72 чрезвычайно прост в использовании, интуитивно понятен в работе и позволяет быстро, без специального обучения, перейти к практической навигации. Прибор изначально создавался для использования на небольших судах и поэтому имеет водонепроницаемый корпус, может плавать и выдерживать погружение в воду.
GPS-72 чрезвычайно прост в использовании, интуитивно понятен в работе и позволяет быстро, без специального обучения, перейти к практической навигации. Прибор изначально создавался для использования на небольших судах и поэтому имеет водонепроницаемый корпус, может плавать и выдерживать погружение в воду.