Псевдостатический метод (Pseudo-Static Positioning)

Отличается от статического тем, что обеспечивает более высокую производительность съемки за счет выполнения наблюдений в течение нескольких коротких сессий вместо одной длинной. Один приемник непрерывно наблюдает на базовом пункте. Перевозимый приемник после наблюдений в течение 5 - 10 минут на определяемом пункте выключается и перевозится на следующий определяемый пункт, где вновь включается на 5 -10 минут. Затем вновь выключается и перевозится на следующий пункт и т.д. Каждый определяемый пункт необходимо посетить еще раз на 5 минут через 1 час после первого посещения. Этот метод практически эквивалентен статическому, но вместо того, чтобы ожидать в течение 1 часа изменения конфигурации спутников, наблюдения проводятся в течение 5 минут, а следующие 5 минут наблюдаются одним часом позже, когда конфигурация существенно изменилась. Остающиеся 55 минут можно использовать для посещения дополнительных неизвестных пунктов. Точность получаемых результатов будет на уровне статического метода. Для наблюдений могут использоваться как одночастотные, так и двухчастотные приемники. Метод удобен, когда необходимо в течение короткого времени произвести точное измерение координат большого количества точек. Недостатком метода является необходимость точного планирования графика посещения пунктов.

Быстростатический метод (Rapid Static Positioning)

Этот метод был разработан в последние годы. Он позволил значительно увеличить производительность GPS съемки. Метод отличается от псевдостатического тем, что достаточно лишь одного посещения определяемых пунктов (в течение 5-10 минут - в зависимости от расстояния между опорным и определяемым пунктами). Поначалу, на этапе появления данного метода, для наблюдений подходили лишь двухчастотные Р- кодовые приемники. В настоящее время некоторые одночастотные приемники можно также использовать в быстростатическом режиме.

Кинематический метод “стой-иди” (Stop-and-Go Kinematic Positioning)

Метод позволяет получить положения пунктов так же быстро, как и в случае использования электронного тахеометра при решении топографических задач. Метод требует выполнения короткой процедуры инициализации с целью определения целочисленных неоднозначностей фаз. После этого опорный приемник продолжает непрерывно наблюдать на пункте с известными координатами, второй приемник перевозится (во включенном состоянии) на первый определяемый пункт, где вновь наблюдает 1 минуту. Затем он посещает все остальные определяемые пункты (лишь по одному разу).

Наиболее распространенными являются следующие процедуры инициализации:

· обмен антеннами, когда второй приемник находится на “пункте обмена” (знание его координат не обязательно), выбранном на расстоянии не более 10 м от опорного, выполняется наблюдение 4-8 эпох, затем приемники переставляются (без выключения), меняясь антеннами и наблюдают 4-8 эпох (до нескольких минут), а после происходит обратная процедура обмена антеннами и выполнение наблюдений для 4-8 эпох;

· стояние второго приемника в течение 1 минуты на втором пункте с известными координатами, причем этот второй пункт может быть на расстоянии не более 10 км от опорного пункта;

· статический метод, когда определяемый пункт выбирается на расстоянии не более 10 км от опорного пункта, а сеанс наблюдений имеет продолжительность не менее 30 минут.

Недостаток метода состоит в необходимости непрерывного (и даже во время движения) наблюдения не менее 4 спутников одновременно. Если число наблюдаемых спутников падает до трех хотя бы на миг, необходимо вернуться на последний успешно посещенный определяемый пункт или вновь провести процедуру инициализации. Во избежание этого лучше всего обеспечить возможность наблюдения одновременно пяти или более спутников.

Точность метода при использовании фазовых наблюдений:

1. Для двухчастотных приемников (5 спутников и две эпохи (2 сек ) наблюдений):

o в плане: 20 мм + 1 мм/км * D;

o по высоте: 20 мм + 2 мм/км * D;

2. Для одночастотных приемников:

o в плане: 20 мм + 2 мм/км * D;

o по высоте: 20 мм + 2 мм/км * D.

Метод эффективен при выполнении топографической съемки, когда за короткое время необходимо определить координаты большого числа точек, при построении цифровых моделей рельефа, определении местоположения объектов местности, имеющих форму ломаной линии (трубопроводы, дороги и пр.).

Кинематический метод со статической инициализацией (Kinematic with Static Initialization)

Метод очень похож на предыдущий. Точно так же на базовом пункте с известными координатами производится процедура инициализации, затем подвижный приемник перемещается в начальную точку маршрута движения и производит там наблюдения в течение нескольких минут. Далее подвижная платформа с приемником начинает движение по маршруту. GPS - измерения выполняются непрерывно во время движения с интервалом 1 сек. Точностные параметры метода те же, что и у “Stop-and-Go”. Чаще всего применяется для получения координат линейных объектов типа дорог, рек и т.д.

Кинематический метод с инициализацией “на ходу” (Kinematic with On - the Fly Initialization)

Данный метод не требует для инициализации размещения подвижного приемника на базовой станции - эта процедура выполняется непосредственно при движении транспортного средства по маршруту. Кроме того, если по какой- либо причине произошел срыв наблюдений (например, из-за проезда под железнодорожным мостом), процесс инициализации производится вновь без остановки движения. Точностные параметры и сферы использования метода не отличаются от других кинематических методов.

Диспетчерские службы.Очень широкое распространение в мире получили системы автоматического определения координат движущихся объектов на основе GPS или системы GPS/AVL (Automatic Vehicle Location). С их помощью на современном уровне решаются задачи диспетчеризации транспортного парка. Каждый автомобиль оснащается GPS- приемником и радиосвязным оборудованием, обеспечивающим передачу информации на диспетчерский пункт. На экране монитора диспетчера с использованием программного обеспечения ГИС формируется электронная карта территории, которая обслуживается транспортными средствами. Данные о координатах и скорости движения автомобилей, полученные по радиоканалу, позволяют отобразить их текущее положение на этой карте. Помимо координатной информации по радиосвязной линии могут передаваться сигналы различных датчиков, установленных на автомобиле и другая информация. Возможности системы:

1. Диспетчер отслеживает в реальном времени перемещения всех автомобилей.

2. На электронной карте выделяются зоны, при попадании автомобилей в которые подается сигнал диспетчеру.

3. При отклонениях автомобилей от заданного маршрута у диспетчера срабатывает сигнализация.

4. С диспетчерского пульта контролируется состояние датчиков, установленных на каждой подвижной единице: топливных, температурных, несанкционированного вскрытия контейнеров, переворачивания автомобиля, включения “мигалки” и т.д.

5. Стандартные сообщения водителя могут быть запрограммированы так, что при нажатии соответствующей кнопки в автомобиле к диспетчеру поступает информация типа: “пробка на дороге”, “попал в аварию”, “задержан милицией”, “нападение”, “захват”. Эти сообщения при необходимости легко кодируются и могут использоваться в случаях, когда надо соблюдать режим радиомолчания.

6. По команде с диспетчерского пункта блокируется система зажигания, двери салона автомобиля и контейнера.

7. В кабине автомобиля может быть установлен специальный бортовой компьютер, работающий в режиме терминала. Кроме текстовых сообщений между водителем и диспетчером передаются специальные формы (накладные, маршрутные листы и пр.).

8. Моделирующие возможности ГИС диспетчера позволяют оптимизировать маршруты доставки грузов с учетом различных факторов.

Некоторые примеры использования GPS/AVL систем приведены ниже.

Компания SonyMobileComm разработала GPS/AVL систему NVX-F160 с программным обеспечением EtakGuide. Автомобили оборудованы 8-канальными GPS- приемниками, которые опрашиваются с частотой 1 Гц. Карты 48 штатов территории США, схемы 32 главных американских дорог, планы 1000 парков и 5000 мест отдыха записаны на прилагаемом компакт-диске. Фирмы TeleAtlas и Philips Car Systems подписали соглашение о совместном производстве подобных компакт-дисков с цифровыми картами различных территорий.

Система Priority One (разработка американской фирмы Greenfield Associates), кроме стандартных AVL- функций, обеспечивает водителю приоритетный проезд через самые сложные участки дорог в пределах города. Для определения оптимального пути движения используется информация о координатах и скорости автомобиля, а также возможных альтернативных маршрутах и загруженности перекрестков. Установленный на автомобиле 12-канальный GPS- приемник фирмы Canadian Marconi обеспечивает в дифференциальном режиме точность определения координат не хуже 5 м.

Диспетчерские GPS- системы используются в службе инкассации ИНКОМБАНКа (г. Москва), некоторых управлениях МВД России и Казахстана, специальном техническом управлении МЧС России.

Проблемы

В условиях Украины существуют проблемы реализации GPS- технологий. При покупке GPS- систем должны учитываться следующие моменты:

1. Практически все работы, которые могут выполняться с использованием GPS, подлежат лицензированию (Постановление Кабинета Министров Украины № 1075 от 13.07.98).

2. При реализации DGPS в режиме реального времени необходимо получить разрешение на использование соответствующей частоты радиодиапазона для передачи дифференциальных поправок. Лицензирование одной частоты, как известно, у нас стоит около 5 тыс. USD. Спутниковые каналы связи обходятся еще дороже. Можно, конечно, использовать любительские частотные каналы, однако при этом снижается качество передачи, что может сказаться на точности измерений.

3. Некоторые западные фирмы продают GPS- приемники со встроенной аппаратурой передачи дифференциальных поправок, частоты которой фиксированы. Вполне возможно, что эти частоты у нас уже заняты, поэтому такой приемник не сможет реализовать DGPS- режим в реальном времени.

4. В Украине значительное количество радиоаппаратуры различного назначения вещает в диапазоне частот L1 и L2, поэтому выполнение GPS- измерений в районах действия этой аппаратуры будет затруднено.

Перспективы использования GPS

Уже начиная с 1993 года различные государственные и научные организации США ведут исследования касательно перспектив использования GPS. В результате в 1993 г. был выпущен совместный документ Министерства обороны (МО) США и Министерства транспорта (МТ) США “Использование GPS для решения военных и гражданских задач”. В документе подчеркивается:

· финансирование всей системы будет продолжать осуществляться из бюджета МО США;

· развитие гражданских приложений будет финансироваться МТ США;

· предполагается развивать глобальные сети дифференциальных поправок DGPS (что сейчас очень активно делается);

· развитие общественных сетей DGPS будет финансироваться государственным бюджетом, а приватные сети поддерживаться не будут;

· предполагается расширить комплекс мероприятий по дальнейшему использованию GPS в целях мирового сообщества.

Приложение: Основные технические характеристики некоторых GPS- приемников

Название прибора	Фирма (страна)	Точность опред. pасстояний (статич. реж.)	Рабочие частоты	Количество каналов	Ориент. Цена, USD
4600 LS Surveyor	Trimble Navigation (США)	5 мм + 1 мм/км	L1	8 - 12	7,500
Land Surveyor Si	Trimble Navigation (США)	5 мм + 1 мм/км	L1	9 - 12	18,900
4000 SSE Geodetic Surveyor	Trimble Navigation (США)	5 мм + 1 мм/км	L1, L2	9 - 12	33,000
SR 261	Leica AG (Швейцария)	5 мм + 2 мм/км	L1	6	18,000
Geotracer 2100	Geotronics AB (Швеция)	5 мм + 1 мм/км	L1	12	13,000
GePoS RS 12	Carl Zeiss GMBH (Германия)	5 мм + 1 мм/км	L1	12	8,600
GSSR1A	Sokkia (Япония)	5 мм + 2 мм/км	L1

GPS (Global Positioning System) - глобальная система местоопределения (навигации). Не

GPS приемники

GPS-приёмник -- радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками группы NAVSTAR.

Максимальная точность измерения составляет 3-5 метров, а при наличии корректирующего сигнала от наземной станции -- до 1 мм (обычно 5-10мм) на 1 км расстояния между станциями (дифференциальный метод). Точность коммерческих GPS-навигаторов составляет от 150 метров (у старых моделей при плохой видимости спутников) до 3 метров (у новых моделей на открытом месте). Кроме того, при использовании систем SBAS и местных систем передачи поправок точность может быть повышена до 1-2 метров по горизонтали. До 1 мая 2000 года точность искусственно занижалась путем внесения в передаваемые спутником данные помех.

На базе GPS-приёмников создаются как самостоятельные устройства -- GPS-навигаторы, GPS-трекеры, имеющие собственный процессор для необходимых расчётов и (в основном, у навигаторов) дисплей для отображения информации, и GPS-приставки к КПК и ноутбукам, которые бывают беспроводные (BlueTooth) и проводные (USB, RS-232). Последние также жаргонно называют GPS-мышками из-за внешнего сходства с компьютерными мышами. Помимо этих устройств, для GPS-навигации используются онбордеры (встроенные автомобильные компьютеры).

Оборудование условно делится на пользовательское и профессиональное. Профессиональное отличается качеством изготовления компонент (особенно антенн) и ПО, поддерживаемыми режимами работы (например RTK, binary data output), рабочими частотами (L1+L2), алгоритмами подавления многолучевости, солнечной активности (влияние ионосферы), поддерживаемыми системами навигации (например GPS -- ГЛОНАСС приёмники) и, разумеется, ценой. Приемники бывают одноканальными и многоканальными.

Одноканальным GPS приёмникам приходиться осуществлять последовательно захват каждого GPS спутника. По этому каналу осуществляется как слежение за спутниками, так и передача технической информации о состоянии спутника и системы в целом.

2.Мониторинг транспорта

Задачи определения местонахождения автомашин, других транспортных средств, ценных грузов и т.д. крайне актуальны как для государственных органов, так и для частных структур. Такие задачи приходится решать в процессе управления муниципальными службами и контроля перемещения подвижных объектов, обеспечения безопасности автомашин и их поиска в случае угона, сопровождении транспортных средств и ценных грузов.

Подсистемы анализа позволяют отображать местоположение подвижных объектов на электронной карте, выдавать сигналы и справочную информацию диспетчеру в случае каких-либо происшествий, передавать текстовые сообщения и оказывать активные воздействия на объекты (блокировка дверей, двигателя и т.д.). Использование различных вариантов визуализации этой информации позволяет строить различные, адаптированные к конкретным задачам, системы поддержки принятия решения диспетчером.

Использование системы мониторинга с целью повышения эффективности работы муниципальных служб - одна из самых актуальных сфер ее применения. Система позволяет решить ряд важнейших проблем, в частности проблему диспетчеризации - управления транспортными потоками. Так же система обеспечивает контроль целевого использования транспортных средств. СНС «ЛОГИСТИК» позволяет отслеживать маршруты движения контролируемого объекта, расход топлива, пройденное расстояние и другие параметры, а так же позволяет максимально рационально распределять силы и средства в условиях затруднительных и чрезвычайных ситуаций.

В настоящее время мониторинговые системы наиболее востребованы в сфере управления и контроля транспортных средств. Ее основные функции в данной области это:

- решение проблем управления и безопасности при перевозке особо ценных или опасных грузов;

- обеспечение контроля за соблюдением маршрутов и графиков движения, физическим состоянием водителя;

- оперативное реагирование спецслужб в случае критической ситуации;

- разработка безопасных маршрутов для перевозки опасных грузов;

- возможность обмена текстовыми сообщениями между диспетчерским центром и транспортным средством.

Диспетчерская система СНС «ЛОГИСТИК» функционирует следующим образом: на объекты мониторинга устанавливаются специальные терминалы, с помощью которых осуществляется сбор информации о состоянии подключенных к ним датчиков. Координаты, скорость, курс и другие параметры движущихся объектов определяются с помощью спутников глобальной спутниковой системы определения координат - GPS. Вся информация передается по цифровым и аналоговым каналам связи, включая УКВ, КВ-радиосвязь, сотовые каналы GSM, каналы спутниковой связи INMARSAT и GLOBALSTAR, в диспетчерский центр - программно-аппаратный комплекс, предназначенный для решения задач анализа, контроля и управления.

Принятая информация сохраняется в базе данных для последующей обработки, а также отображается на электронной карте местности.

Таким образом, оператор диспетчерского центра имеет возможность визуально контролировать местонахождение мобильных объектов, выдавать информацию о происшествиях (по информации датчиков) и оказывать активное воздействие на объекты.

Диспетчерский центр СНС «ЛОГИСТИК» позволяет:

- получать посредством используемых систем радиосвязи и архивировать в базе данных информацию от мобильных объектов, в том числе и изображения;

- отображать на электронной карте географическое местоположение (адрес), направление, трассу и скорость движения мобильных объектов и их состояние на основании информации от датчиков;

- увеличивать или уменьшать масштаб карты, смещать ее в произвольном направлении и центрировать в нужной точке, изменять свойства отображения карты;

- определять названия и осуществлять поиск географического объекта (улицы, станции метро, железнодорожной станции и т.п.) по карте;

- запрашивать местоположение и состояние мобильных объектов по системе связи;

- контролировать датчики, установленные на мобильных объектах (на дверях, в кабине водителя, "Тревожную кнопку" и т.д.), и дистанционно изменять параметры их работы;

- осуществлять защиту от несанкционированного доступа к передаваемым данным;

- контролировать вход, выход и нахождение мобильных объектов и внутри определенных зон и на маршруте;

- решать ситуационные задачи на основе информации, поступающей от датчиков мобильных объектов, выявлять нештатные ситуации;

- Вести журнал действий диспетчера. Эти функции могут быть дополнены или изменены.

Терминал мобильный обеспечивает определение и передачу на диспетчерский пункт следующих данных о контролируемом объекте:

- географические координаты положения;

- скорость;

- направление движения;

- время;

- состояние датчиков, установленных на объекте;

- пройденное расстояние.

Терминал мобильный питается от бортовой сети, однако он может оснащаться автономным аккумулятором, обеспечивающим работу МТ в течение 6 час. При отключенном бортовом питании.

Система датчиков, устанавливаемая на подвижном объекте, может решать следующие задачи:

- контроль расхода топлива;

- измерение температуры;

- идентификация водителя;

- определение факта несанкционированного вскрытия дверей;

- фиксация удара транспортного средства о препятствие или его сильного наклона;

- создание охранной зоны внутри салона с помощью радиоволновых систем и т.п.

Для предприятий, осуществляющих транспортные перевозки грузов полезными будут сведения о пробеге и расходе топлива, о вскрытии перевозимых контейнеров или ящиков. Возможность получения данных о прохождении контрольных точек маршрута (опережение или отставание от графика движения) позволит своевременно договорится с пунктом доставки о времени прибытия груза. Также можно отслеживать отклонения недобросовестного водителя от маршрута или выход за пределы установленной зоны.

Работа терминала мобильного отличается высокой экономичностью эксплуатации. В одном SMS-сообщении он может передать данные о позициях в 22 точках маршрута. Выбор передаваемых с терминала мобильного на диспетчерский пункт параметров определяется с помощью команд диспетчерского пункта.

Кроме данных, поступающих через заданное время, оператор диспетчерского пункта может сделать запрос и немедленно получить ответ о положении и состоянии объекта. Для обеспечения безопасности сопровождения ценных и опасных грузов существует возможность модификации как оборудования устанавливаемого на подвижном объекте, так и программного обеспечения диспетчерского пункта под специфику выполняемых задач.

Например: система автоматически оповещает оператора, при:

- отклонении от маршрута движения;

- отклонении от графика движения;

- превышении, снижении (регламентируемой должностными инструкциями) скорости движения;

- не регламентированных остановках на маршруте движения;

- открытии и закрытии любых дверей (люков, окон);

- возникновении нештатных ситуаций на маршруте (столкновение, нападение, поломка, пожар и т.д.)

- несоблюдении регламента действий на маршруте (изменение массы автотранспортного средства, провоз дополнительных грузов и пассажиров).

При необходимости имеется возможность организации голосовой связи с экипажем автотранспортного средства с возможностью передачи данных. Для обеспечения бесперебойной глобальной связи с диспетчерским пунктом при междугородних\международных перевозках имеется возможность использования совмещенного с сотовой связью транспондера системы спутниковой связи Globalstar\GSM.

Спутниковая навигационная система «ЛОГИСТИК» позволяет решать широкий круг задач по контролю мобильных объектов и дистанционному сбору и обработке информации. Разработчиком и производителем данной технологии, от программного обеспечения до мобильных устройств является Российское предприятие, что позволяет оперативно изменять возможности системы под специфический круг задач. Таким образом, одним из важнейших достоинств этой системы является ее модульность, то есть готовность к дальнейшему развитию и использованию различных систем связи в неограниченных масштабах.

Итак, GPS (Global Positioning System) - глобальная система местоопределения (навигации). Не будет преувеличением сказать, что толчок к развитию навигации с использованием космических аппаратов дал запуск в СССР первого искусственного спутника Земли (ИСЗ). Это событие произошло в 1957 году. Не секрет, что в любом подобном действии американцы видели угрозу для своей страны. Была поставлена задача следить за советским ИСЗ. Сигнал со спутника принимали на наземном пункте с известными координатами. Появился интерес к обратной задаче: расчет координат приемника на основе принятых со спутника сигналов.

В 1964 году директор лаборатории прикладной физики университета Джона Гопкинса профессор Кершнер создал спутниковую радионавигационную систему первого поколения Transit. Как правило, изобретения подобного рода создаются для военных целей. Не стала исключением и Transit. Ее целью было обеспечение навигации баллистических ракет Поларис, запускаемых с подводных лодок. Но данная система могла обеспечить точное определение координат лишь для стационарных или медленно движущихся объектов. Благодаря изобретенным в 60-х годах высокоточным атомным часам появилась возможность использовать для навигации несколько синхронизированных передатчиков, пересылающих закодированные сигналы. Чтобы рассчитать координаты приемника, необходимо было лишь измерить соответствующие временные задержки сигналов. ВМС США успешно продолжали работать над реализацией этого принципа и осуществили запуск нескольких спутников. В то время ВВС США разрабатывали идею использования для целей навигации широкополосных модулированных псевдослучайными шумовыми кодами (PRN - Pseudo Random Number code) сигналов с использованием одной несущей частоты. А в 1973 году ВМС и ВВС США объединились в общую Навигационную технологическую программу. Как следствие, появилась программа Navstar GPS.

Дифференциальная коррекция

Дифференциальная коррекция - это метод, который значительно увеличивает точность собираемых GPS-приемником данных. Используя такой метод, можно определить местоположение буквально до сантиметров. В этом случае один приемник расположен в точке с известными координатами (базовая станция), а второй приемник собирает данные в точке с неизвестными координатами (ваш передвижной приемник). Так как координаты базовой станции известны, то она может вычислить ошибки, содержащиеся в спутниковом сигнале. То есть базовая станция может уточнить координаты спутников и передать скорректированные данные вашему подвижному приемнику. Уточненные данные называются дифференциальными коррекциями и используются для точного определения месторасположения.

Рис.9. Метод DGPS увеличивает точность данных

Как дифференциальные коррекции передаются с базовой станции на ваш приемник? Посредством радиосвязи. Например, в США скорректированный сигнал передается береговой охраной через морские радио-буи, работающие на частоте 283.5 - 325 KHz. Пользоваться этим сервисом может каждый, кто имеет специальный DGPS-приемник. Он подключается к вашему GPS-терминалу и принимает корректированный сигнал. Под Санкт-Петербургом в феврале 1998 года была установлена первая базовая станция DGPS. Она передает дифференциальную поправку на частоте 298.5 KHz. Выходная мощность передатчика 100 вт. Это позволяет принимать дифференциальные коррекции на расстоянии до 300 км на море или 150 км на суше. Опять же вам необходимо иметь специальный DGPS-терминал, подключаемый к GPS-приемнику.

Русский GPS

В Советском Союзе испытания новой Глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) начались в 1982 году. Предполагалось использование такого же числа спутников и на такой же высоте орбит, что и в американской Navstar. Была заявлена точность 10 метров по каждой из координат и 0.05 м/с по каждой компоненте скорости. Спутники ГЛОНАСС, весящие по 1400 кг, доставлялись на орбиту 4-ступенчатыми носителями Протон по три штуки за запуск. К 1990 году было запущено 48 спутников, но 16 из них отказывались передавать навигационные сигналы. Как ни странно, лишь в 1991 году выяснилось, что эти спутники вообще не содержали навигационную аппаратуру, а использовались лишь для отработки вывода на орбиту. К лету 2001 года из рабочих осталось только шесть спутников. Жаль, что столько металла запущенно в космос впустую.

GPS на практике и в перспективе

Сфера применения GPS огромна. Кроме перечисленных выше возможностей GPS также используется для навигации судов в туманную погоду, отслеживания транспортировки ценных грузов, точной посадки самолетов, поиска затонувших кораблей и отслеживания опасных айсбергов. Интересна идея использования GPS в качестве источника точного времени при проведении разного рода научных экспериментов. Нельзя недооценить важность GPS и для спасательных служб.

GPS полезна для управления автомобильными системами навигации. Имея в автомобиле соответствующее оборудование, вы можете путешествовать по незнакомой местности. Введите координаты назначения, и система сама подскажет, где вам необходимо совершить поворот. GPS-оборудование, установленное на инкассаторской машине, позволит следить за ней на всем пути ее следования. Автосигнализацией на основе GPS сегодня никого не удивишь - она стала доступна многим по относительно невысокой цене. Угнанный автомобиль всегда будет "на прицеле" у диспетчерской службы.

Биологи могут регистрировать ареалы расселения диких животных, маршруты их миграций, численность популяций. Агрономы могут использовать GPS для правильного распределения удобрений и сбора данных о типах почв. В городском хозяйстве GPS может применяться для контроля транспортных потоков, для съемки информации о расположении канализационных или газовых трубопроводов. Такая информация позволит аварийным службам оперативно решить проблемы при аварийной ситуации.

Археологи и историки могут использовать GPS для поиска и регистрации раскопок исторических мест. Например, в 1984 году бизнесмен из Оклахомы Рон Фрейтс применил GPS для поиска древних поселений майя, затерявшихся в зарослях джунглей Гватемалы и Белиза. Он использовал фотографии спутника Ландсат и навигационные данные GPS. Фрейтс сообщил: "За пять дней мы смогли нанести на карту всю территорию поселений майя на полуострове Юкатан. Чтобы обойти эту местность пешком, экспедиции потребовалось бы не менее ста лет".

Как видим, перспективы у GPS огромны. Несомненно, GPS станет стандартным оборудованием многих автомобилей. Внедрят в эксплуатацию эту спутниковую систему и все службы спасения, безопасности и техпомощи. GPS будет прекрасным подспорьем в городском и сельском хозяйстве. Уже сейчас цена неплохого GPS-приемника для многих стала приемлемой.

транспортный радиосигнал сенсорный местонахождение

3.Системы контроля транспорта

Спутниковый мониторинг транспорта, основан на использовании глобальных телеметрических навигационных спутниковых систем, таких как GPS и ГЛОНАСС. Первоначальное предназначение данных систем состояло в точном определении координат различных движущихся объектов в военных целях. Однако в дальнейшем, было принято решение об их использовании в коммерческих целях. В нашей стране крупнейшим производителем систем контроля транспорта, работающим на основе спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС, является ОАО «Русские Навигационные Технологии» . Данным предприятием разработаны и введены в действие крупные системы спутникового мониторинга транспорта, такие как АвтоТрекер.

В своей работе, данные системы контроля транспорта, используют методы спутникового GPS слежения. Они позволяют наиболее точно осуществлять контроль всех систем автомобиля, а также всех его эксплуатационных характеристик, что в конечном итоге способствует разработке мероприятий, по снижению затрат на содержание автотранспорта и его эксплуатацию. Система позволяет осуществлять непрерывный контроль расхода топлива, что создает условия, полностью исключающие возможности его хищения. Благодаря контрольным функциям, выполняемым системой, и принятию, на их основе оперативных мер руководством предприятия, удается экономить до 20% средств, направляемых на поддержание работоспособности автопарка.

В настоящее время существуют несколько видов систем контроля транспорта. Одной из них является система "Автотрекер". Она обслуживается спутниковыми навигационными системами GPS и ГЛОНАСС и может одновременно осуществлять контроль над несколькими сотнями единиц транспорта. Данная система помогает наладить оперативное управление всеми автоперевозками предприятия, и легко сократить затраты на использование и обслуживание транспортных средств. С помощью данной системы, можно осуществлять контроль над следующими параметрами автотранспорта:

1. Определение местоположения объекта в режиме онлайн.

2. Соблюдение графика движение и маршрута движения.

3. Контроль топлива.

4. Контроль скорости.

5. Контроль состояния двигателя автомобиля.

6. Время движения.

7. Время и места стоянок.

8. Выполнение охранных функций.

Благодаря этим данным, руководством автопредприятия разрабатывается комплекс мер, позволяющих повысить эффективность использование автомашин, предотвратить хищения топлива, снизить затраты на ремонт, повысить дисциплинировать работников.

Спутниковый мониторинг транспорта, с помощью систем GPS и ГЛОНАСС, позволяет контролировать наиболее важные параметры работы транспорта и отображать их в соответствующих отчетах. Диспетчеру становятся доступны такие параметры, как:

1.маршруты всех транспортных объектов за любой промежуток времени.

2.отображение местоположения всех объектов на географической карте диспетчерского пункта.

3. сохранение всей информации в базе данных, что позволяет просматривать ее из сети Интернет.

4. после выхода транспортного средства из зоны действия сети GSM. Вся информация о нем, сохраняется в блоке до трех месяцев.

5. Диспетчер может сверять информацию, полученную с путевых листов, с реальной, записанной системой.

6. Предоставляется возможность в составлении табличных и графических отчетов, в том числе о расходах ГСМ, соблюдении графика движения и маршрута движения, скорости и времени нахождения в пути.

Таким образом, можно сделать вывод, что использование систем контроля транспорта, работающих на основе спутниковой навигационной системы GPS и ГЛОНАСС на автотранспортных предприятиях, довольно привлекательно и выгодно. Спутниковый мониторинг транспорта позволяет сделать бизнес на автотранспортных предприятиях наиболее выгодным и успешным, и позволит увеличить их доходы.

Автотрекер Galileo ГЛОНАСС

Система мониторинга GALILEO предназначена для установки в автомобиль, как устройство для передачи информации о состоянии транспортного средства на пульт диспетчера. Устройство принимает сигнал о своем местонахождении со спутников систем, обрабатывает показания с датчиков и передает эту информацию.

Приборы GALILEO устанавливаются на транспортные средства автопарка. С помощью GALILEO можно организовать охрану транспорта, управлять состоянием автомобиля (глушение двигателя по команде, поступающей с диспетчерского центра), осуществлять прослушивание салона автомобиля, а также организовать голосовую диспетчерскую связь с транспортными средствами автопарка.

Главные преимущества:

· высокая степень надежности (один из самых высоких показателей по отказоустойчивости и сроку эксплуатации);

· тщательный контроль качества каждого выпускаемого устройства;

· использование надежных, проверенных временем комплектующих;

· многократное тестирование приборов с проверкой работоспособности в промышленной термокамере при экстремальных значениях температур;

· возможность использования на любых типах транспорта;

· интуитивно понятный и удобный для настройки Конфигуратор устройств.

Возможности прибора для глонасс мониторинга:

· on-line мониторинг (поддержка непрерывной связи с сервером), "Стелс-режим" (выход на связь по расписанию), off-line мониторинг (выгрузка сохранённого архива через USB);

· отправка данных мониторинга одновременно на 2 сервера;

· настраиваемый протокол передачи данных, позволяющий экономить GPRS-траффик;

· шифрование передаваемых данных;

· голосовая двухсторонняя GSM-связь водителя с диспетчером;

· удаленное обновление ПО прибора через GSM-сеть;

· настройка через SMS, GPRS, USB;

· возможность подключения видеокамеры, с настройкой непрерывной съёмки и съемки по событию;

· отправка снимков на сервер через GPRS и сохранение на microSD-карте;

· функция «Автоинформатор», позволяющая автоматически объявлять остановки маршрутного транспорта;

· идеальная прорисовка трека движущегося автомобиля даже при низком уровне сигнала со спутника;

· детальная прорисовка углов, без лишних точек на прямых участках пути;

· встроенная энергонезависимая память, позволяющая сохранить не менее 14 000 точек;

· возможность записи архива данных о перемещениях на microSD-карту;

· определение удара и наклона транспортного средства;

· 3 дискретных выхода для управления внешним оборудованием;

· сигнализация и удаленный запуск двигателя;

· 4 универсальных входа, которые могут работать в частотном, импульсном, дискретном и аналоговом режимах;

· порт RS-232 для подключения топливных датчиков и видеокамеры;

· интерфейс 1-Wire для идентификации водителей и измерения температуры (до 8 датчиков температуры и 8 ключей iButton);

· CAN-интерфейс (J1939, FMS-standard), пользовательский режим iCAN и встроенный сканнер CAN-шины;

· двухуровневая защита от перенапряжения;

· антивандальный корпус из металла;

· работа в автономном режиме до 48 часов.

Автотрекер Galileo GPS

GPS-трекер GALILEO определяет координаты движущегося транспортного средства, сохраняя данные времени, маршрута и показаний датчиков в виде точек с географическими координатами, которые затем передаются для обработки на сервер диспетчерского пункта.

Прибор GALILEO, установленный на транспортном средстве, позволяет выявить такие серьезные факты нарушения эксплуатации, как отклонение от заданного маршрута и нецелевая растрата выделенного запаса горючего. Результатом внедрения системы спутникового слежения является заметное сокращение расходов организации за счет экономии топлива, уменьшения пробега транспорта и повышения общего уровня трудовой дисциплины водителей. Как правило, GPS-трекер окупает себя в течение нескольких месяцев.

Главные преимущества:

· высокая степень надежности;

· индивидуальный контроль качества для каждого выпускаемого GPS-трекера;

· использование надежных и проверенных временем комплектующих;

· комплексное тестирование в различных климатических условиях;

· возможность использования на любых типах транспорта.

Возможности прибора для глонасс мониторинга:

· on-line мониторинг (поддержка непрерывной связи с сервером), "Стелс-режим" (выход на связь по расписанию), off-line мониторинг (выгрузка сохранённого архива через USB);

· отправка данных мониторинга одновременно на 2 сервера;

· настраиваемый протокол передачи данных, позволяющий экономить GPRS-траффик;

· шифрование передаваемых данных;

· голосовая двухсторонняя GSM-связь водителя с диспетчером;

· удаленное обновление ПО прибора через GSM-сеть;

· настройка через SMS, GPRS, USB;

· удобный и функциональный интерфейс настройки прибора посредством разработанного нами приложения gps мониторинга конфигуратор;

· возможность подключения видеокамеры, с настройкой непрерывной съёмки и по событию;

· отправка снимков на сервер через GPRS и сохранение на microSD-карте;

· функция «Автоинформатор», позволяющая автоматически объявлять остановки маршрутного транспорта;

· идеальная прорисовка трека движущегося автомобиля даже при низком уровне сигнала со спутника;

· детальная прорисовка углов, без лишних точек на прямых участках пути;

· встроенная энергонезависимая память, позволяющая сохранить до 14 000 точек;

· возможность записи архива данных о перемещениях на microSD-карту;

· определение удара и наклона транспортного средства;

· 3 дискретных выхода для управления внешним оборудованием;

· сигнализация и удаленный запуск двигателя;

· 4 универсальных входа, которые могут работать в частотном, импульсном, дискретном и аналоговом режимах;

· 2 порта RS-232 для подключения датчиков Omnicomm LLS, видеокамеры, внешней ГЛОНАСС-приставки;

· интерфейс 1-Wire для идентификации водителей и измерения температуры (до 8 датчиков температуры и 8 ключей iButton);

· CAN-интерфейс (J1939, FMS-standard) и встроенный сканнер CAN-шины;

· двухуровневая защита от перенапряжения;

· антивандальный кожух из металла;

· работа в автономном режиме до 48 часов.

5.Дорожно-строительные меры по решению транспортной проблемы

Прогноз великого классика подтвердила Эльвира Набиуллина, министр экономического развития и торговли РФ, заявив, что, если не изменить подход к строительству дорог в России, на их реконструкцию и строительство понадобится около 270 лет. “Евгений Онегин” был написан около 180 лет назад; сложив эту цифру с цифрой министра получаем около 450 лет…

Строительство дорог, качественных, с удобными развязками, - первоочередная задача. Дорог не хватает - это факт. При общей протяженности дорог в России примерно в 1 млн. 100 тысяч км ежегодно строится и реконструируется около 1800 км, то есть менее 0,2% общей протяженности.

Необходимо строить дороги-дублеры, мосты, туннели, подземные переходы, эстакады, объезды вокруг городов. Нужно вкладывать деньги в строительство метро и железных дорог, как альтернативного вида транспорта. Факт: в Москве до 2015 года планируется открыть более 20 станций метро.

С другой стороны, заглядывая в будущее, процесс дорожного строительства в городах не будет вечным, и все равно дорог может быть недостаточно. Тут на первый план выходят организационные меры по решению транспортной проблемы (см. выше).

Рассмотрим конкретные решения по борьбе с автомобильными пробками для Москвы и Нижнего Новгорода.

Для ликвидации автомобильных пробок в Москве (в центре города) есть идея строительства офисов на окраине (back-офисов) для сотрудников, проживающих в дальнем Подмосковье.

В развитие этой идеи (на долгосрочную перспективу - 50-100 лет): вывести из Москвы весь бизнес за пределы МКАД. Для этого на расстоянии 25-40 километров от МКАД нужно проложить новую железнодорожную кольцевую дорогу, с которой будут соединяться все железнодорожные въезды в город. В районе этой железнодорожной кольцевой дороги распределить офисы, бизнес-центры, фабрики, заводы.

Данное решение позволит вывести основные транспортные потоки из города. Электропоезда, которые будут курсировать по новым железнодорожным линиям, позволят снизить пассажиропоток в центр Москвы.

Рассматривается также идея по изменению графика работы московских служащих в две смены для разгрузки основных магистралей.

1 февраля 2007 года в Москве началось строительство Четвертого транспортного кольца. Долгожданная трасса, которую полностью обещают открыть лишь к 2013 году (в год будет строиться 12-14 км дороги), позволит несколько разгрузить Третье транспортное кольцо, оттянув автомобильный поток на себя, но транспортную проблему в городе не решит. По мнению специалистов, объемы строительства дорог в Москве нужно значительно увеличить.

Московскими властями обсуждалась и кардинальная идея о запрете в городе всех автомобилей старше семи лет, как представляющих реальную опасность на дороге.

В 2008 году в Москве запустят два дирижабля, которые будут контролировать ситуацию на столичных дорогах.

В Нижнем Новгороде в 2007 году наблюдался настоящий бум продаж легковых машин. Новые автомобили (серии “Т” и “У”) буквально заполонили город. В вечерние часы (часы пик) город стоит, пробки на подъездах ко всем мостам через Оку. Единственный мост через Волгу - отдельная печальная история.

Основные меры по борьбе с автомобильными пробками в Нижнем Новгороде:

· строительство метромоста (!). Его ждут уже более 15 лет. Власти планируют закончить работы в 2010 году;

· строительство нового моста через Волгу в районе Подновья;

· строительство объездной автодороги вокруг Нижнего Новгорода. Разгрузит город от транзитных фур;

· строительство надземных (подземных) переходов. Нижний “страдает” от светофоров;

· борьба с незаконными парковками в центре города;

· строительство дорог-дублеров проспекта Ленина, проспекта Гагарина, Сормовского шоссе.

В других городах России пути решения проблемы пробок на дорогах похожи.

В России к 2020 году будут ежегодно выпускать 6 миллионов автомобилей. Это в три раза больше, чем сейчас. Из них 5,1 миллиона - легковые.

Ежегодное увеличение прироста автомобилей по Москве составляет от 7 до 13% или около 200 тысяч единиц (примерно 500 новых автомобилей ежедневно). За последние пять лет численность автотранспорта в Москве возросла на 22%. На каждую тысячу жителей приходится порядка 300 автомобилей.

На начало февраля 2007 года в столице зарегистрировано более 3 миллионов единиц автотранспорта. А есть еще иногородние автомобили. Через десять лет, по прогнозам специалистов, городской парк транспортных средств будет составлять около 5 млн. единиц. Всего в России насчитывается около 40 миллионов частных автомобилей.

В будни в Москве одновременно движется от 200 до 350 тысяч автомобилей. В час пик количество автомобилей на городских дорогах превышает 400 тысяч (до 600 тысяч), а средняя скорость их движения составляет около 24 км/ч. При том каждый день возникает в среднем около 650 пробок, в каждой из которых стоит около 500 автомобилей. А чтобы полностью парализовать Москву, заполнив все улицы без возможности движения, надо 1,9 миллиона машин.

В предновогодние дни количество автомобилей на столичных дорогах увеличивается примерно на 20% - все едут в Москву за покупками.

В настоящее время протяженность улиц и дорог Москвы составляет около 4667 км, в том числе магистралей - 1285 км. За последние десять лет построено 527 км улично-дорожной сети. Столице на сегодняшний день не хватает около 350 км магистралей.

Эта статистика отражает реальное положение дел не только в Москве. Крупные города просто “задыхаются” от автомобилей, в прямом и переносном смысле этого слова.

За границей дела не лучше. Подсчитано, в США ежегодно за время стояния в пробках попусту теряется около 11 миллиардов литров горючего, времени - примерно 4,2 млрд. часов. С учетом потерь времени убытки оцениваются в 78 миллиардов долларов в год. Но реальная сумма еще больше.

В рейтинге самых опасных дорог мира, по версии популярного автомобильного ресурса Autospies.com, в первой строчке оказалась федеральная трасса “Лена”, соединяющая Москву и Якутск.

России нужны хорошие дороги и грамотное управление транспортными потоками. С пониманием должны относиться и водители, по чьей вине, кстати, происходят многочисленные аварии, с печальным результатом. В статистику происшествий на дорогах вдаваться не буду, но она просто ужасает! Здесь обоснованными будут меры по серьезному ужесточению наказания за различные правонарушения на дорогах (отбирать права, крупный штраф и прочее). Безопасность на дороге превыше всего! Обратите внимание!..

Хотел бы еще обратить внимание на проблему хамства на дороге (как водителей, так и пассажиров) - неуважение людей к другим, необоснованное нарушение правил, ведущее к опасным последствиям… Решение этой проблемы лежит в области воспитания; нужны некие меры, обличающие проблему, и время. Тут уместно вспомнить наше больное: в России две беды - дураки и дороги.

Автомобильные пробки, аварии на дорогах вскрывают множество проблем российского общества, решать которые предстоит нам общими усилиями, участием каждого, кто в пути, в дороге… по ту или другую ее сторону.

Самые большие пробки за всю историю использования человеком авто:

· 242 км - Сан-Паулу (Бразилия), 28.06.1996;

· 180 км - Мадрид (Испания), 04.05.2005;

· 176 км - Лион (Франция), 16.02.1980;

· 172 км - Сан-Паулу, 15.06.2007: образовалась из-за забастовки работников метрополитена; в этой пробке сидело в общей сложности 3,5 млн. человек;

· 130 км - Париж (Франция), 28.03.2006.

Дорожный затор

Дорожный затор, или автомобильная пробка -- скопление на дороге транспортных средств, движущихся со средней скоростью, значительно меньшей, чем нормальная скорость для данного участка дороги. При образовании затора значительно (до 20 раз и более) снижается пропускная способность участка дороги. Если прибывающий поток транспорта превышает пропускную способность участка дороги, затор растёт лавинообразно.

Плохо организованная работа общественного транспорта также является причиной пробок. Москва.

Причиной пробок на дорогах является повышение плотности потока автомобилей в результате поступление потока машин, превышающего их пропускную способность из-за увеличения потока или снижения пропускной способности дороги. Увеличение притока машин может быть вызвано:

· Массовыми сезонными миграциями населения к местам отдыха и обратно.

· Ежедневными поездками на работу и обратно.

· Появление потока машин в объезд места перекрытия дорог для проезда кортежей или для проведения массовых мероприятий без своевременного предупреждения населения.

Все эти факторы имеют случайный характер по времени появления и интенсивности.

Причины сокращения пропускной способности делятся на постоянные и случайные.

Постоянные причины снижения пропускной способности:

· Неправильная конструкция дороги:

o наличие резких сужений, вызывающих появление нерегулируемых пересечений траекторий с низкой пропускной способностью:

o наличие изломов дороги, вынуждающих водителей снижать скорость для совершения манёвра;

o отсутствие дополнительных полос разгона и торможения транспортных средств, совершающих повороты и въезд на дорогу;

o отсутствие «карманов» для остановок общественного транспорта;

o Наличие нерегулируемых перекрёстков, въездов и пешеходных переходов;

· Наличие перекрестков с круговым движением, являющихся нерегулируемыми перекрестками для потоков автомобилей;

· Стоянки и остановки автомобилей на проезжей части вне специальных карманов;

· Наличие светофоров с большим количеством фаз работы и малой длительностью фаз.

· Несогласованность работы светофоров, приводящая к остановкам транспорта на всех перекрестках.

Постоянные причины могут быть устранены реконструкцией дороги и изменением организации движения на дороге.

Случайные факторы,вызывающие снижение пропускной способности:

· Нарушения правил перестроения и движение с малой скоростью в левых полосах дороги.

· Перестроения через несколько полос движения; повороты из полос, предназначенных для движения прямо;

· Перекрытие проезда для чиновников

· Дорожно-транспортные происшествия;

· Неблагоприятные условия для движения, принуждающие водителей снижать скорость:

o Погодные условия (туман, дождь, град, снег, гололёд);

o Проблемы техногенного характера (например, задымление в результате пожаров);

· Ремонт или уборка дороги в часы пик;

Следует также отметить факторы, усугубляющие уже образовавшийся затор и препятствующие его разрешению:

· Выезд на перекрёсток, за которым уже образовался затор, что приводит к распространению затора на пересекающую дорогу;

· Попытки объезда затора отдельными участниками движения по полосам, не предназначенным для движения в данном направлении, а также обочинам, тротуарам и выделенным трамвайным путям, что приводит к затору в месте их возвращения на правильную полосу движения;

Случайные факторы не могут быть устранены.

Негативные последствия заторов

· Резкое снижение пропускной способности дороги.

· Нарушение работы экстренных и оперативных служб.

· Общее увеличение времени в пути, приносящее экономический ущерб из-за потери времени, опозданий;

· Непредсказуемость времени в пути;

· Увеличение расхода топлива, выброса вредных веществ;

· Увеличение износа автомобилей;

· Увеличение шума;

· Стресс водителей и пассажиров;

· Увеличение аварийности;

Предотвращение заторов

Меры предотвращения заторов можно свести к следующим категориям: увеличение пропускной способности, регулирование доступа к дорогам, и предотвращению ситуаций, приводящих к возникновению и развитию заторов. Не все меры предотвращения заторов подходят для любых ситуаций: те или иные меры в некоторых случаях могут быть не только неэффективны, но и давать противоположный эффект.

Увеличение пропускной способности дорог

· Налаживание работы общественного транспорта, в особенности внеуличного. Общественный транспорт имеет бомльшую провозную способность, чем личный. Но для того, чтобы жители чаще пользовались общественным транспортом, необходимо обеспечить достаточное удобство пользования, включая, комфортные условия поездки, оптимальное расписание, достаточную скорость движения и стабильность работы;

· Усовершенствование перекрёстков:

· Отдельные полосы движения для транспорта, имеющего большую эффективность перевозки:

· общественного транспорта

· дополнительные полосы движения на дороге для разгонов и замедления движения машин, поступающих или сворачивающих на примыкающие дороги,