(U4,V4,W4)

л Координаты спутника Синхросигнал

Определение расстояния по временной задержке сигналов синхронизации

Рис. 5.26. Определение координат с помощью GPS

спутника и кварцевый генератор приемника. Таким образо.м при известных координатах {Ui,Vi,Wi) четырех спутников (рис. 5.26) и расстоянии от спутников до приемника Pi из решения четырехмерного нелинейного уравнения определяются координаты приемника (X,Y,Z).

Координаты спутника определяются по решению уравнения Кеплера, для чего и передается информация о системном времени.

Расстояние Pi .между спутником и приемником определяется по времени задержки ti прихода синхронизируюшсго сигнала со спутника (скорость распространения радиоволн - постоянная величина).

Полагают, что навигация с помошью GPS является наиболее перспективной, но есть и недостатки;

1. При первом обрашении начальные координаты определяются относительно долго - 2...3 минуты. В дальнейшем инфор.мация обновляется гораздо быстрее, в течение нескольких секунд.

2. Система работает в усювиях прямой видимости с 4 спутниками. Горы и высокие здания .могут служить препятствием.

5.10. Примеры автомобильных навигационных систем

в середине 80-х годов была выпушена первая автомобильная навигационная система Etak Navigator, производимая серийтю. В ней использовались электронные векторшяе карты дорог на дисках емкостью 3,5 Мб, навигационное счисление, аноритм орие1ггирования на карте но кон({)игурации пройденного пути, дисплей. В качестве датчиков использовались диффсрепциапьный одо.метр и компас.

Система Travepilot (второе поколение системы Navigator) была выпушена совместно Etak Inc. и Boscii GmbH в 1989 году. Картографическая информация хранилась на CD-ROM, его емкость позволяет иметь на одном диске карты не-

5.10. Примеры автомобилышх навигационных систем

скольких стран. Интерфейс Travepilot стал своеобразным стандартом для после-дуюищх моделей автомобильных навигационных систе.м. Положение и направление движения автомобиля по отношению к карте изображаюсь стрелкой в центре нижней части дисплея. При движении автомобиля меняется орие1ггация карты на дисплее, и водителю легче увязывать то, что он видит через ветровое стекло с картой.

В правой части карты указан масштаб. Он может бьггь ог 1/8 мили для просмотра деталей улиц до 30 миль, когда видны только крутые дороги. Во время парковки водитель, используя програ.ммируемые кнопки, мог вводить и получать от Travepilot различную информацию. Например, можно ввести данные о цели поездки в виде названия улицы, номера дома и т. д. Travepilot выделяет такую цель .мерцающими звездочками иа дисплее, указывает расстояние до цели и направление на нее от текущего положения автомобиля в верхней строке дисплея. Если задан но.мер до.ма, выделяется участок улицы, г.ле он находится.

Подменю позволяют водителю производить вручную корректировку положения автомобиля на карте. Это происходит не чаще 1 раза на 1000 миль пути из-за ошибок в картах и алгоритма определения положения автомобиля по конфигурации пройденного пути и т. д.

Travepilot был выполнен на процессоре V50, имел 0,5 .Мб DRAM, 64 Кб EPROM, 8 Кб неотключаемой памяти для храпения информации о текущем положении автомобиля, порт RS-232 и свободные слоты juih подключения к другим устройствам, например рации. В системах Travepilot на 400 пожарных авто.мобилях и скорой помощи Лос-Анджелеса диспетчеры по рации вводили экипажам координаты пунктов назначения.

Прототипы навигационной системы Zexel NavMate испытыватись еще в 1990 году. Ориентирование производилось по пройденному пути, по навигационному счислению и электронным картам. В 1994 году в NavMate встроили приемник GPS. Комбинированное использование навигационного счисления, электронной карты, ориентирования по конфигурации пройденного пути обеспечивают точность определения позипии автомобиля 2:30 м (только GPS дает точность ±10 м).

Система NavMate под другими названиями (TetraStar, NeverLost, GuideStar) выпускалась рахтичными производителями (GM, Ford, Siemens Automotive) и устанавливапась в качестве опции как па авто.мобили от производи геля, так и в автопарках фирм, предоставляющих автомобили в аренду (Avis Rent А Car, Hertz).

Картографическая информация (по США) для Nav.Mate хранится на девяти РС-картах и включает сведения о дорогах, улицах, номерах домов, интересных местах, магазинах, больницах и т. д.

Цель поездки задается как адрес на улице, перекресток, объект интереса. Может быть введено условие для прокладки маршрута, например, исключение скоростных трасс. Информация водителю выдается на 4-дюй.мовый нветной жидкокристаллический дисплей в виде карты и указывающих стрелок. Имеется подсказка голосом при приближении к повороту.

В 1998 году Zexel выпустил .модернизированный вариант NavMate. Картографическая инфор.мация хра)1ится на трех CD-ROM, пoльзoвaтeJп> может вносить нужные е.му объекты в персональную адресную книгу.

Фирма Nissan Motor Со разработала навигационную систему Nissan Birdview с дружественным иьггерфейсом. В режи.ме по умолчанию на мониторе изображена местность, какой она видится наблюдателю, рас1Юложеппому на высоте 300 м над автомобилем и с расстояния 400 м позади него. Водитель видит местность около и

St Louis Zoo

2М.1 ! 92

17.363

PRAIRIE Cimul

Attractions

30 Nov

Driving Time

All Types

Amusement/Theme Pork Huseuin/Historical Library I Landmark School

i Park/Garden

In m- I-635> U.S. 69, HetcoH Ave

[i1[i][i1ic]g]3.fc] <i

Driving tm Overall ftvg Mox Speed

iTime Stopped Time TotalTime

04:33:10 00:23:43 04:56:53

Рис. 5.27. Автомобильная навигационная система Garmin StreetPilot III: a - общий вид системы Garmin StreetPilot III; б - дисплей в навигационном режиме; в - режим выбора пункта назначения; г - дисплей в режиме маршрутного компьютера