Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Февраля 2014 в 09:02, курсовая работа
GPS - аббревиатура от английского Global Positioning System, проект был реализован и принадлежит военному ведомству США и первоначально задумывался только для военных целей. Основной задачей проекта является высокоточное позиционирование различных подвижных и статических объектов на местности. Основой системы являются 24 NAVSTAR База слежения за спутниками.(Navigation Satellite Time and Ranging) спутника работающих в единой сети, находящихся на шести разных круговых орбитах расположенных под углом 60° друг к другу, таким образом, чтобы из любой точки земной поверхности были видны от четырех до двенадцати таких спутников.
Введение 3
1. Теоретические основы спутниковой навигации 5
1.1 История 5
1.2 Принципы работы GPS 7
1.3 Функции GPS приемников 9
1.4 Выбор GPS приемника 14
1.5 Альтернативные системы GPS 16
2. Выбор навигационной системы для автомобиля LADA Granta 19
2.1 Варианты технологий 19
2.2 Типы приемников 20
2.3 Анализ вариантов комплекса 29
2.4 Анализ модели RNS 300 при установке на автомобиль LADA Granta 30
2.5 Основные характеристики и элементы управления RNS 300 31
2.6 Принцип сетевого объединения 34
2.7 Способ приема сигнала с одним тюнером на автомобиле LADA Granta 35
2.8 Функциональная схема 37
Заключение 40
Список литературы 41
Самый большой плюс этого решения - большой экран. Если ноут уже есть, или при использовании секонд-хэнд компьютера, такой вариант получается недорогим, с новым же РС цена комплекса заметно растет.
Что с этим вариантом не так?
Во-первых, нужно озаботиться питанием - хорошо, если найдется авто-адаптер для имеющегося ноута, в противном случае придется использовать инвертер 12 V DC - 220 V AC.
Во-вторых, ноут надо где-то разместить так, чтобы экран был виден водителю, но не загораживал обзор и органы управления, а также не стоял на пути возможного раскрытия подушки. Можно, конечно, просто вручить его в руки штурману, но штурман не всегда есть
В-третьих, российские направления не способствуют долгому здравию жестких дисков, ну разве что винчестеры промышленных ноутбуков способны противостоять постоянной тряске. Обычные гражданские ноутбучные винты имеют много шансов на скоропостижную кончину.
В-четвертых, даже в благополучной Европе оставлять в машине ноут крайне не рекомендуется. Что уж говорить про Россию? А это означает, что при каждом покидании транспортного средства вам на плечи ложатся дополнительные 1,5 - 3 кг груза.
В-пятых, не стоит забывать сколько времени загружается система при включении компьютера.
Ну и в-шестых, полноценная навигация, аналогичная штатной системе, возможна на ноутбуке только в пределах Москвы и области при использовании программных продуктов Киберсо.
На мой взгляд, единственное разумное применение системы на базе ноута - это трофи-рейды по бездорожью, когда внедорожник предоставляет достаточно места для установки РС, и есть необходимость в изучении карты в поисках бродов, просек и т.п. При этом в качестве приемника желательно иметь автономную модель, чтобы в случае похода за трактором не заблудиться в болотах.
4) КПК + GPS
Под аббревиатурой КПК (карманный персональный компьютер) скрывается такое разнообразие приборов, что на рассмотрение всех вариантов потратишь не один день. Поэтому дальше речь поведу в основном о бесклавиатурных КПК под управлением ОС семейства Windows CE (она же PocketPC). Достаточно популярные и недорогие модели под управлением Palm OS при всех их преимуществах в виде малого размера, малого энергопотребления и отсутствия руки Билла Гейтса :), для создания навигационной системы подходят мало. В основном по причине малого ассортимента и ограниченного функционала навигационного ПО для Палм ОС. Так популярный ТомТом Навигатор работает только под Палм ОС 5 на наладонниках класса Tungsteen, которые по цене не уступают моделям Покет РС, а сверхпопулярная программа для работы с растровыми картами Ozi Explorer CE на "пальмах" не живет вообще. Нет для палмов и полноценных программ для навигации по Москве и области, вроде PocketGPS Pro или ПалмГИС. Поэтому рекомендовать Палмы в качестве базы для навигационной системы не желательно. Наилучшим же образом для этой цели подходят, как я уже говорил, КПК под Windows CE (PocketPC). Именно для этой платформы написано наибольшее количество наиболее качественного софта. На мой взгляд это решающее преимущество ПокетРС. Какие еще плюсы?
Во-первых, компактность - любой наладонник помещается во внутреннем кармане пиджака и весит не более 200 г. Из этого плюса вытекают и многие следующие.
Во-вторых, мобильность и легкая переносимость из авто в авто, можно приехать в аэропорт на своей машине, сунуть навигатор в карман и, прилетев в ту же Италию, за пару минут установить навигатор в прокатную машину.
В-третьих, наладонник легко установить в автомобиле в поле зрения водителя без блокирования обзора. Соответственно, его легко снять при покидании экипажа, что немаловажно при ежедневных поездках по городу.
В-четвертых, в отличие от автономных приборов вы не зависите от одного поставщика софта и карт - есть возможность выбрать наилучшую программу для навигации в данной местности.
В-пятых, в отличие от тех же автономных приборов, наладонник может выполнять и другие полезные функции, кроме навигации. У меня это органайзер и телефонная книжка, хранилище (в зашифрованном виде) различной персональной информации, походная библиотека, планировщик и учетчик расходов в путешествии, карманный словарь (и не один), диктофон, игротека, записная книжка для коротких путевых заметок (много писать на бесклавиатурной машинке тяжело и долго), и даже резерв под хранение цифровых фото.
В-шестых, по сравнению с ноутами – постоянная готовность к работе. В КПК отсутствует процедура загрузки ОС, точнее она есть, но только при выполнении ресета. В остальное же время КПК живет в ждущем режиме, выход из которого практически мгновенен.
Единственное, что следует иметь в виду при работе с КПК, это то, что бОльшая часть программ и данных хранится в оперативной памяти, которая при отключении питания (сели батарейки, или вы их просто вынули на долгий срок) или при выполнении жесткой перезагрузки (hard reset) обнуляется, хороня плоды многодневного труда. Поэтому резервное копирование содержимого машинки должно войти в привычку. Благо программ для этого много, многие из которых позволяют делать бэк-ап на карту памяти. Восстановление системы с карты памяти возможно провести в полевых условиях, и занимает это всего пару минут. Типичное время активного использования ПокетРС в режиме навигации с подключенным приемником – 4 часа. На большее батарей не хватит. Именно поэтому система на основе КПК имеет смысл только в автомобиле, где проблем с внешним питанием нет. Для автономных походов этот вариант не годится. Хотя этого времени вполне достаточно для экскурсии пешком по городу в течение дня. Подразумевается, что свои координаты вы будете определять время от времени.
Второй момент. Карты для навигационных программ занимают много места, причем это касается как растровых, так и в меньшей степени векторных карт. Некоторые карты Москвы для ОЗИ Эксплорера занимают 50 Мегабайт, векторная Германия для ТомТом Навигатора – под триста мегабайт. Поэтому флэш-карта это необходимость, и ее объем должен быть от 512 Мегабайт.
Состав навигационной системы на основе КПК.
Список примерно такой (ниже пройдем по пунктам подробнее):
1. КПК
В принципе, подавляющее большинство из имеющихся на момент написания статьи навигационных программ без проблем работают и на уже устаревшем процессоре Strong ARM 206 MHz. Т.е. скорость процессора не играет большой роли. Так же в большинстве случаев вполне достаточно 64 Мегабайт ОЗУ. Карты на новых экранах с VGA-разрешением 640 х 480, смотрятся конечно лучше, чем на стандартных 320 х 240, однако стоит иметь в виду, что полноценная поддержка VGA режима появилась только в самых последних версиях навигационного софта, а у некоторых программ его до сих пор нет.
Для навигации большое значение имеют порты связи с внешним миром, поскольку ГПС приемник – это, как правило, внешний прибор. Здесь применимо все, что было сказано о системе на базе ноутбука. Чем больше портов, тем больше вариантов построения навигационной системы. Желательно, чтобы на КПК был COM-порт. К нему подключаются – GPS-мышки и автономные приемники. Для подключения Blue-tooth приемника нужен «синезубый» интерфейс в КПК. Ну и для приемников в форм-факторе CF (SD) на КПК должен присутствовать соответствующий слот, при этом на КПК должен иметься и второй слот, в котором будет жить карта памяти. Для подключения USB приемника КПК, как минимум, должен иметь USB-хост. Эта опция довольно редко встречается на наладонниках, а функционально никакой необходимости использовать для навигации высокоскоростной интерфейс вместо старого доброго COMа нет (типичная скорость передачи данных от приемника в КПК – 4800 бит/с). И совсем не факт, что вам удастся найти драйвера для приемника под ПокетРС. Поэтому этот вариант лучше отбросить.
До сих пор вполне достойным универсальным выбором является недорогой и хорошо зарекомендовавший себя HP iPaq 2210. Эта машинка позволяет подключать все типы приемников (кроме USB) и найти для нее соответствующие аксессуары достаточно легко.
Насколько особняком стоят КПК с интегрированным GPS-приемником. По состоянию на июнь 2011 года в России продавалось три подобных машинки - Mitac Mio 168, Acer n35 и Compal Palmax z720. Это очень привлекательное решение. По относительно низкой цене Вы сразу получаете законченный комплект из пп. 1, 2 и (часто) 3, 5 и 6 из приведенного выше списка. Остается только докупить емкую флэшку и установить нужный софт и карты. Однако, как любое интегрированное решение, эти приборчики являют собой копмпромисс - характеристики КПК на начальном уровне, GPS чипсет не самой последней модели, отсутствие некоторых портов и т.п. Да и с апгрейдом такой системы будут проблемы - придется менять всю систему целиком. Но право на жизнь такой вариант конечно же имеет и пользуется большой популярностью.
И совсем особняком стоят интегрированные решения от Garmin - iQue 3600/3200 на базе ПалмОС и iQue M5 на базе ПокетРС. Их главное отличие - наличие в комплекте навигационного софта для Европы (или Америки), что, естественно, сказывается на цене не лучшим образом. В России от этого софта пользы мало, поскольку соответствующие карты пока отсутствуют. Но ОЗИ Эксплорер или ГИС Русса на iQue M5 работают, т.е. не все так безнадежно :)
2. GPS-приемник
Как и в случае с ноутбуком – это может быть автономный или неавтономный прибор. Про них я написал ранее.
3. Внешняя антенна к приемнику
Для наилучшего приема на пути между GPS-прибором и спутниками должно быть как можно меньше преград в виде крыши автомобиля, высоких зданий, веток деревьев, атермальных стекол и т.п. Применительно к автомобилю, идеальное место для размещения приемника - крыша. Однако не всякий приемник туда можно установить. Поэтому хорошим дополнением является внешняя антенна, это особенно актуально в случае интегрированных приборов "все-в-одном" или приемников в форм-факторе флэш-карт, поскольку они располагаются на центральной панели машины. С некоторыми приемникам антенна идет в комплекте, для других ее можно докупить отдельно - цена вопроса около 20 у.е. У приемников на базе нового чипсета SiRF III подключение внешней антенны не предусмотрено - они работают в закрытом багажнике!
Одно замечание. Разъем внешней антенны - слабое место с точки зрения надежности, поэтому если требуется ежедневная эксплуатация с подключением внешней антенны, то имеет смысл посмотреть в сторону других типов приемников (мышек и BT GPS).
4. Кабель связи между КПК и приемником
Необходим при работе с автономным приемником или с GPS-мышкой. Для мышек он всегда совмещен с адаптером питания в прикуриватель. Для некоторых комбинаций автономный приемник+КПК такие совмещенные кабели тоже выпускаются. Имеет смысл поинтересоваться этим заранее. Впрочем, если руки с паяльником дружат, то можно и самостоятельно сделать такой кабель.
5. Адаптер питания
Типичное время жизни КПК в режиме навигации от одной зарядки батарей - 4 часа. Так что адаптер для питания КПК от прикуривателя вещь просто необходимая.
6. Кронштейн для крепления КПК
Правильная установка КПК - залог удобной и безопасной эксплуатации системы навигации. Чем меньше Вы отвлекаетесь от дороги на решение навигационных задач, тем лучше. В идеале КПК должен быть расположен в поле зрения водителя. Имеющиеся на рынке кронштейны вполне справляются с этой задачей. Конструктивно они бывают с присосками для крепления к лобовому стеклу, с винтами для крепления на вентиляционную решетку передней панели или, как случае с продукцией шведской фирмы Brodit, крепятся в "естественные" щели передней панели или центральной консоли, в России ими торгует МакЦентр. Сами держатели КПК также весьма разнообразны - от совсем простых до активных со встроенным динамиком для усиления громкости голосовых подсказок навигационного софта.
7. Флэш-карта
Оперативная память КПК ограничена 64-128 Мегабайтами и используется как для работы приложений, так и для хранения программ и данных, а при пропадании питания обнуляется. Между тем размер типичной растровой карты одной области в масштабе 1 см : 2 км - от 10 Мегабайт, векторная карта Франции для ТомТом Навигатора - больше 200 Мб. Поэтому покупка Гигабайтной флэшки или более для хранения карт и резервных копий памяти КПК не будет выглядеть безумным поступком.
8. Софт (и карты)
Правильный выбор программного обеспечения - залог комфортного пользования системой. Удовольствие это недешевое и может легко превысить стоимость всего железа. Правда ввиду растущей популярности темы навигации, практически весь навигационный софт вскоре после выхода становится "народным достоянием".
В заключение приведу несколько вариантов комбинаций железа для разных условий эксплуатации:
В обоих вариантах в качестве приемников может выступать BT GPS.
Как видно из этих примеров, универсального варианта на все случаи жизни быть не может. Поэтому перед покупкой стОит немного подумать и выбрать то, что наиболее адекватно будущим условиям пользования.
Модель RNS 300 является базовой радионавигационной системой. На ее передней панели расположены следующие элементы управления и индикации.
Информация о работе Навигационная система с внешней антенной для автомобилей семейства LADA Granta