Во всем мире стремительно растет популярность навигационных систем. Определение местоположения и точного времени находит все более широкое применение, и количество продаваемых GPS-устройств (Global Positioning System) с каждым годом удваивается. Информации о спутниковой навигации в повседневной жизни уже вполне достаточно, чтобы понять, нужен ли вам GPS-приемник.

Бытовые GPS-приемники можно условно разделить на три группы.

Первая, самая многочисленная сегодня, - простые безиндикаторные датчики, которые принимают спутниковую информацию, обрабатывают ее и выдают в виде стандартизированных записей. В настоящее время стоимость встраиваемых GPS-модулей снизилась настолько, что многие компании начали оборудовать ими бытовые устройства: от часов и мобильных телефонов до фотоаппаратов (причем иногда GPS-навигаторы служат лишь для определения точной даты и времени). Сегодня GPS-модулями оснащаются многие портативные компьютеры, коммуникаторы и электронные органайзеры.

Во вторую группу входят автономные навигационные устройства с жидкокристаллическим дисплеем. Они отображают маршрут, показывают направление и скорость движения. И тогда, оставив автомобиль в незнакомом месте и запомнив в мобильном GPS-приемнике его местоположение, можно спокойно уйти и вернуться по проложенному маршруту. Причем, сохранив координаты какого-либо объекта, можно "вспомнить" их через несколько лет. Удобно пользоваться такими навигационными "списками" (waypoints) и на автомобильных дорогах, которые зачастую не отличаются обилием пояснительной информации. Большинство GPS-приемников второй группы по виду напоминают мобильные телефоны, но по сравнению с устройствами первой группы имеют более широкие возможности (в том числе и по подключению к компьютерным устройствам).

Третья, самая дорогая группа GPS-навигаторов имеет наиболее широкие функции, т.к. помимо самого GPS-модуля включает встроенные или загружаемые карты (moving maps). Причем они составляют немалую долю в стоимости самих устройств. Карты выпускают либо изготовители GPS-приемников, либо независимые фирмы. К этой группе относятся и все современные автомобильные GPS-навигаторы.

В России с картами для GPS-приемников до сих пор дело обстоит из рук вон плохо. Фирмы-GPS-производители, как правило, карты не выпускают (причем форматы их хранения не раскрывают), а отечественных разработчиков таких карт крайне мало. Кроме того, с лицензированием таких аппаратов возникают дополнительные сложности, т.к. достаточно подробные карты местности сами по себе представляют повышенную секретность.

Таким образом, покупка устройства третьего типа для использования в России представляется нецелесообразной. А учитывая тот факт, что приспособления первого и второго типов при подключении к настольным и карманным компьютерам обладают не меньшей функциональностью и гибкостью использования, лучше остановиться на первых двух категориях.

Навигационные микрочипы в каждом устройстве

Компания Motorola разработала микрочип Instant GPS для спутникового приемника системы глобального позиционирования - компактный и достаточно дешевый для того, чтобы его можно было использовать в любых устройствах потребительской электроники. Скоро можно будет купить сотовые телефоны, часы, фотоаппараты и ноутбуки, оснащенные системой навигации. Чип будет стоить менее 10 долл. (оптовая цена), что позволит производителям различных устройств добавлять средства определения местонахождения так же, как сегодня монтируют в приборы часы или календарь. Когда эта функция появится повсеместно - это лишь вопрос времени.

Микрочип Instant GPS даст возможность подключаться к спутниковой системе GPS и выяснять свое географическое местонахождение практически с какого угодно носителя. Естественно, что первыми устройствами, в которых найдет применение данный чип, станут сотовые телефоны с доступом к службе спасения. Следующая цель - карманные компьютеры (КПК) и другие портативные приборы, которые будут отображать свое местоположение сразу на географической карте. Еще одно наиболее вероятное применение новинки - это мобильные радиостанции, используемые в целях безопасности, например, во время лыжных прогулок.

Впрочем, любое электронное устройство, которое обычно носят с собой, несомненно, выиграет, если можно будет обнаруживать, где оно находится.

Вероятно, низкая цена и высокие характеристики чипа сделают его внедрение повсеместным. Широкое распространение продуктов с навигационными функциями следует ожидать в III кв. 2003 г. Контракт на производство нового GPS-чипа получила компания IBM.

Дешевизна и миниатюризация устройств навигации приводит к совершенно неожиданному применению. Например, немецкие ученые разработали технологию, которая позволит футбольным судьям определять истину в спорных моментах намного точнее, чем традиционными методами - визуально боковыми судьями или с помощью видеозаписей. Система основана на использовании электронных навигационных чипов, вмонтированных в щитки на голенях футболистов, мяч и газон поля. Антенны постоянно считывают с них информацию и передают на центральный компьютер, который определяет точное местоположение игроков и мяча. Результат отсылается судьям на терминалы - небольшие устройства размером с наручные часы. Таким образом можно будет абсолютно точно определить, пересек ли мяч линию ворот, было ли положение "вне игры" и т.д., причем отпадет необходимость останавливать матч для просмотра видеозаписи и обсуждения ситуации с судьями-помощниками.

GPS на предприятии

Крупнейшая японская телекоммуникационная компания KDDI предлагает корпоративным клиентам услугу - наблюдение за перемещениями сотрудников. В первую очередь это относится к "мобильному" персоналу, водителям транспортных средств и выездным бригадам. Диспетчеры компаний получат возможность в любой момент определить, где находится сотрудник или выездная бригада. Для этого работникам раздадут сотовые телефоны со встроенными GPS-приемниками. После загрузки специальной программы аппараты смогут периодически отвечать на запросы о местоположении и статусе владельца (в пути, занят обслуживанием клиента, свободен и т.д.). Служба GPS MAP будет принимать эти данные и отправлять их на диспетчерский компьютер по Интернету. Диспетчер в свою очередь сможет увидеть на карте, где находятся сотрудники, выбрать оптимального кандидата на выполнение очередного заказа и известить его об этом.

Системы автоматического мониторинга движущихся объектов (Automatic Vehicle Location - AVL) развиваются и в России. Все они, как правило, используют комбинированные технологии GSM-GPS. Отечественная система слежения за подвижными объектами с возможностью контроля и управления ими с помощью Интернета есть, к примеру, у компании "Русслайн.ру" (RussGPS - www.russgps.ru). Данное решение основано на технологии WEBfleet, широко используемой в Европе и за ее пределами, и адаптировано для использования на территории стран СНГ. Такие системы предназначены для оптимизации и высвобождения транспортных и людских ресурсов, снижения расходов, простоев, а также для защиты жизни и собственности.

Подобные проекты стали результатом интеграции технологий глобального позиционирования (GPS), беспроводной связи (GSM) и, возможно, Интернет-технологий для создания систем передачи информации о местонахождении объектов через глобальную сеть, которая позволит государственным и коммерческим структурам повысить эффективность управления своими ресурсами, а также предоставит разнообразные дополнительные услуги физическим лицам.

"Цифровой ангел" - система слежения за детьми на основе GPS

Представьте ситуацию: вы покупаете мобильный телефон для вашего ребенка. Конечно, ему всегда можно будет позвонить и узнать, где он в данный момент находится, что собирается делать и когда придет домой. Однако он может заиграться, не иметь возможности ответить на звонок, находясь на занятиях, или просто вы не уверены в том, что он говорить вам правду. Что делать в этом случае? Как утолить родительские волнения? Тогда вы подключаетесь к Интернету, набираете заветный адрес и: узнаете местонахождение этого телефона.

Если ребенок слишком мал, чтобы пользоваться мобильным телефоном, то его можно снабдить браслетом или пейджером, оснащенным приемником системы глобального позиционирования (GPS) и беспроводным радиопередатчиком (GSM). Сомневаетесь в местопребывании вашего чада? Просто посмотрите по карте в Сети, где находится сопровождающая его система GPS-GSM.

Американская компания Digital Angel Corporation разработала собственную систему слежения за детьми, пожилыми, больными людьми и домашними животными, основанную на определении местоположения через спутники GPS. Система Digital Alert состоит из персонального монитора (маленького беспроводного устройства, похожего на пейджер), который крепится клипсой к одежде (или ошейнику собаки), и наручных часов-термометра ThermAlert. Также предусмотрены сигналы тревоги, которые посылаются специальными биосенсорами и датчиками окружающей среды и передаются в операционный центр системы Digital Angel через GSM-сеть. Например, если человек упал, вышел за пределы определенной территории или оказался на морозе или жаре, система автоматически дает сигнал тревоги. Кроме того, в любой момент владелец прибора может и сам вызвать помощь. Операционный центр в свою очередь извещает о происшествии по электронной почте (например, через сотовый телефон, пейджер, карманный или персональный компьютер). Местонахождение человека, с которым случилась беда, определяется с точностью до 25 м.

Digital Angel - это устройство размером со спичечную коробку. Оно работает даже вне зоны видимости спутников, везде, где будет работать сотовая телефонная связь. Корпорация постоянно работает над миниатюризацией своих GPS-систем и пытается создать прибор, который можно будет легко закреплять на людях, домашних животных или на каких-то объектах.

В Англии в качестве эксперимента с согласия родителей начинают вживлять детям электронные чипы, которые помогут всегда знать об их местонахождении. При этом врачи обещают, что "электронный колокольчик" будет абсолютно безвреден и невидим для постороннего глаза. Чип разработал профессор Кевин Варвик, 48-летний специалист по кибернетике. Сигнал от "электронного колокольчика" поступает через сеть мобильных телефонов на компьютер, и по электронной карте определяется точное местопребывание ребенка.

Похожие системы начинают внедряться и в Финляндии, которая, как известно, является одним из мировых лидеров по количеству сотовых телефонов на душу населения. В ближайшем будущем компания Benefon планирует выпускать новые аппараты с функциями телефона и GPS-навигатора.

Однако более привлекательными для детей являются часы-навигатор. Формат наручных часов все больше притягивает разработчиков различной электроники: вслед за флэш-плеерами, КПК и даже медицинскими анализаторами появились часы, оснащенные GPS-приемником и сотовой связью. Американская компания Wherify Wireless предлагает использовать такие часы родителям, желающим всегда быть в курсе, где находятся их чада. Через сайт компании или сотового оператора родители могут узнать не только точные координаты, но и получить ближайший к их ребенку уличный адрес. Другая важная функция безопасности - возможность вызова с часов службы спасения.

Устройство, названное GPS Personal Locator for Children, кроме собственно GPS-приемника (через него также постоянно синхронизируется время), оснащено модулем мобильной связи, который используется и как пейджер, причем в памяти можно хранить до 10 сообщений. Чтобы послать сигнал о помощи, требуется одновременно в течение трех секунд удерживать две специальные кнопки. Сигнал сначала поступает к операторам компании, которые затем передают информацию в местную службу экстренной помощи "911" или напрямую в полицию. Корпус детских часов водонепроницаем, а ремешок имеет электронный замок, который, во-первых, может фиксироваться удаленно, а во-вторых, при попытке его снять посылает сигнал тревоги. Компания Wherify Wireless разрабатывает аналогичные системы и для контроля над машинами, грузами и домашними животными.

Интересно, что планируется выпускать специальные версии для собак. Если домашний любимец убежит от хозяина на большое расстояние, то тот сможет отправить на телефон, закрепленный у нее на ошейнике, текстовое сообщение и через несколько секунд получить ответ с указанием точных географических координат. При желании собаке можно будет дать и голосовую команду, просто набрав ее номер.

GPS в автомобиле

Встроенные навигаторы в некоторых моделях машин - это головная боль наших автолюбителей. Мало того, что у таких автомобилей могут возникнуть проблемы с таможней (на навигаторы требуется получить разрешение Госсвязьнадзора, согласованное с Госгеонадзором), форматы карт там, как правило, оригинальные, а у производителя отсутствуют карты России. Однако выход здесь есть - это карманные персональные компьютеры (КПК) (специализированные или универсальные), снабженные соответствующим программным обеспечением (ПО).

Некоторые компании выпускают специализированные комплексные решения для создания навигационной системы в автомобиле на базе Pocket PC. В основе лежит ПО, которое может быть оптимизировано для использования в автомобиле. Например, PocketMap Navigator компании Space Machine Inc., где управление режимами осуществляется с помощью довольно крупных клавиш, которые можно нажимать пальцем, не извлекая пера и не отвлекаясь от управления автомобилем. Кроме того, есть специальный ночной режим: КПК приглушает подсветку, чтобы не слепить водителя во время ночной езды.

GPS-карточку в формате Compact Flash для КПК, аксессуары для крепления и подзарядки в машине, а также ПО для навигации можно купить за 200-400 долл.

Некоторые современные КПК выпускаются уже со встроенным навигатором и программой для его работы. Например, тайваньская компания ProSense Technology представила новый КПК PS-168 со встроенной системой ориентирования GPS и проигрывателем файлов MP3. В такое устройство можно загружать и собственные электронные карты местности.

Помимо навигации, GPS-технологии в недалеком будущем позволят водителю не только ориентироваться на дороге, но и управлять автомобилем. Такие разработки активно ведутся во многих странах. Управление двигателем возьмет на себя бортовой компьютер, который в свою очередь будет оснащен системой GPS-навигации. Получив координаты автомобиля, информацию о состоянии дороги, наличии пробок и аварий со спутника, бортовой компьютер автоматически выберет скоростной режим автомашины, и водитель сможет даже не пользоваться педалью газа. В пригороде Парижа уже были проведены официальные испытания новой технологии, и подобные бортовые компьютеры поступят в продажу во Франции примерно в 2010 г.

Есть подобные проекты и в Великобритании, где планируется брать плату за дороги согласно информации со спутников. Если этот проект будет принят, то через несколько лет за всеми автомобилями в стране будут следить спутники Земли, а водителям придется платить за пользование дорогами в зависимости от времени и места поездки. Согласно выводам специальной комиссии, это даст возможность избавиться от заторов и значительно улучшить движение общественного транспорта. Конечно, данный проект весьма дорогостоящий, ведь на каждом из 26 млн. автомобилей в Британии предполагается установить специальный датчик - прикрепляемое к ветровому стеклу небольшое устройство, находящееся в постоянном радиоконтакте со спутником. Система будет устанавливать, где находится автомобиль и сколько он проехал за время поездки. Затем спутник передаст данные о движении машины на центральную компьютерную станцию, где полученную информацию проанализируют и составят счет, предъявляемый каждому водителю индивидуально. Естественно, что во время часа пик оплата будет особенно велика.

Сначала британское правительство намеревается ввести систему спутникового слежения и оплаты за пользование дорогами для 450 тыс. иностранных грузовых автомобилей, въезжающих в страну (до 2006 г.), а затем и для всех британских автомобилей.

Забавную GPS-систему использует дорожная полиция штата Коннектикут в США. Она взяла на вооружение технологию глобального позиционирования, которая позволит значительно ускорять составление протоколов об авариях. Дело в том, что для всех измерений и регистрации обстоятельств происшествия используется специальная система AutoDocs, разработанная компанией Optimus, при помощи которой полицейские отмечают характерные точки на местности с помощью мобильного компьютера, оснащенного беспроводной связью с машиной, на которой установлена антенна спутниковой связи. Система автоматически генерирует схему и протокол ДТП. Благодаря автоматизации процедура оформления занимает всего несколько минут, что дает возможность избегать образования многокилометровых дорожных пробок.

Московское правительство также приступило к реализации подобного амбициозного информационного проекта стоимостью несколько десятков миллионов долларов и готовится взять Москву под контроль с помощью GPS и мобильных телефонов. Уже известно, что одним из участников проекта станет ОАО "Мобильные ТелеСистемы" (МТС) - сотовую составляющую системы обеспечит сеть именно этой компании. Проект предусматривает создание системы управления, позволяющей контролировать перемещение общественного транспорта, автомобилей городских служб и состояние стационарных объектов (например, трубопроводов и линий электропередачи). Эта система будет одновременно использовать спутниковую навигацию (GPS) и сотовую связь. С помощью спутника будет определяться положение объекта с точностью до нескольких метров, а затем эти данные передадутся по сотовой сети всем заинтересованным лицам. При этом возможна и обратная связь: например, водитель в случае ДТП сможет подать сигнал тревоги.

Времена меняются

Ограничения на продажу GPS-приемников странам бывшего СССР сняты с 1991 г. Официальное разрешение российских органов Госсвязьнадзора и Госгеонадзора на эксплуатацию GPS-навигаторов на территории РФ дают практически все компании, продающие такие устройства на нашем рынке. Любой желающий может приобрести GPS-навигатор и оформить все документы самостоятельно или непосредственно через продавца.

Согласно особым условиям, ввоз и приобретение систем радионавигации и радиоопределения на территории России осуществляется только на основании разрешений, выдаваемых Главным управлением государственного надзора за связью в Российской Федерации или его территориальными отделениями. А для спутниковой навигации требуется еще и лицензия. Впрочем, часть этих вопросов для пользователей GPS-навигаторов сегодня уже снята.

Однако предметом "засекречивания" являются уже не сами навигаторы, а карты, которыми они должны оснащаться. Согласно закону "О государственной тайне", Федеральная служба геодезии и картографии РФ разработала развернутый перечень сведений, подлежащих засекречиванию. Секретными, в частности, являются "...сведения о рельефе местности, отображенные на любом носителе, с точностью и подробностью нанесения на карты масштабов 1:50 000 и крупнее, на площади, превышающей 250 кв. км; координаты географических объектов, определенные с точностью 30 м и выше; топографические планы масштабов 1:50 000 и крупнее в местных системах координат; сведения, содержащие координаты режимного объекта". Информация о координатах географических объектов, полученная с точностью от 30 до 100 м, считается служебной и предназначена для ограниченного распространения.

Итак, определение координат разрешили, но вот карты продолжают оставаться секретными (и уж заведомо недопустимой считается точная привязка карт к местности). Таким образом, спутниковая навигация в России вышла из подполья, но стала довольно бессмысленной. Подробных карт для навигации в России никто не делает.

Кстати, согласно ст.137 Кодекса об административных правонарушениях, штраф за использование незарегистрированных средств спутниковой навигации - до 70 минимальных зарплат!

Навигационные программы для карманного компьютера

Программы для GPS-навигации существуют для всех платформ мобильных компьютеров. На платформе Palm наиболее распространены пакеты Atlas (http://www.gpspilot.com/Atlas.htm) и HandMap (http://www.handmap.net/programs.htm). На платформе Pocket PC (бывшей Windows CE) - различные версии программы OziExplorer (http://www.oziexplorer.com/), которая, по мнению российских и зарубежных специалистов, лидирует на сегодняшний день в области GPS-навигации.

Выпускает навигационные программы для карманных компьютеров и российская компания VITO Technology (http://www.vito-tech.com/): VITO Navigator и VITO SmartMap, причем первый реализован для платформ PalmOS и WinCE 3.0 (PocketPC 2000/ PocketPC 2002).