Какие функциональные особенности отличают автомобильные GPS-навигаторы от стандартных портативных персональных навигационных систем? В первую очередь, главное принципиальное отличие автомобильных GPS-навигаторов заключено в автоматическом составлении дорожного маршрута, так называемой автопрокладке.
Не вникая в суть автопрокладки, можно спросить, почему добавление всего одной функции в навигационную систему нами отнесено к принципиальному отличию? Разъясним данный вопрос несколько детальнее. Определение маршрута в дорожной сети города или отдельной страны — сложная математическая задача, поскольку подходящих маршрутов, ведущих в нужный пункт назначения, может быть много.
И маршрут нужен не абы какой. С позиции пользователя идеальным решением является нахождение маршрута от дома X до дома Y или от города N до поселка М, удовлетворяющего определенному критерию. Наиболее распространены следующие критерии.
Кратчайший маршрут.
Наиболее быстрый маршрут, комбинирующий главные и вспомогательные дороги с учетом ограничений по скорости.
Наиболее легкий маршрут с минимизацией числа поворотов.
С минимальным использованием главных дорог или без них.
С максимальным использованием главных дорог.
С исключением или минимальным числом участков с дорожными работами.
Маршрут с последовательным посещением нескольких точек назначения.
Маршрут с исключением платных дорог.
Маршрут с исключением разворотов.
Прокладка маршрута по указанным критериям относится к типу классических транспортных задач, математическое решение которых принципиально известно давно, но практически они никогда ранее не предлагались индивидуальному потребителю, потому что их внедрение требовало как большой вычислительной мощности, так и приспособленной для их решения специальной логической структуры электронных карт. Решение таких задач в сегодняшних автомобильных GPS-навигаторах свидетельствует об их высокой интеллектуальной «мозговой» начинке.
Расчет оптимального маршрута занимает определенное время. Чем оптимальней маршрут, тем больше времени требуется на его расчет. При определении маршрута могут быть учтены дорожные ограничения в зависимости от типа транспортного средства. Используя соответствующие критерии, вы действительно можете сэкономить и время и деньги. Наряду с автоматической прокладкой, в автомобильных GPS-навигаторах используются и ручная прокладка, когда маршрутные точки выбираются прямо с изображения электронной карты или вводятся по их координатам.
Такой способ прокладки можно с успехом применять для карт, не позволяющих осуществлять автопрокладку, иными словами, не имеющих маршрутизаторов. С точки зрения использования маршрутов на практике, укажем на две их модификации. В первой начальной точкой маршрута является собственное текущее местоположение. Во второй модификации начальная точка может быть любой, в том числе и точкой своего местоположения. Понятно, что первый вид маршрута является одним из вариантов второго. В чем же заключена тогда разница? В удобстве управления.
Ситуации для первого вида маршрута возникают довольно часто и неожиданно. Согласно ему необходимо быстро создать новый маршрут, отправной точкой которого является текущее место вашего автомобиля. Если в GPS-навигаторе предусмотрено создание такого маршрута в виде специальной опции или кнопки, то полностью исключается затрата времени на поиск данного места и ввод его координат. Вы можете сказать, что это мелочь. Но именно из таких малых деталей и складываются удобства управления и дружественный характер диалога водитель — GPS-навигатор. Особенно тогда, когда устранены необязательные и часто выполняемые рутинные операции.
Для эффективной и быстрой прокладки маршрута автомобильный GPS-навигатор должен предоставлять пользователю возможность нахождения нужных объектов в базе данных системы, которые могут выполнять роль как пункта назначения, так и промежуточных маршрутных точек. Иными словами, в автомобильных GPS-навигаторах должна быть встроена расширенная база картографических данных с мощной информационно-поисковой системой. В большинстве развитых автомобильных GPS-навигаторах используются все лучшие технологические и функциональные решения навигационных систем с картографической поддержкой : панорамирование карты с помощью курсора, идентификация объектов карты, визуальные и голосовые сообщения.
Вторым отличительным признаком автомобильных GPS-навигаторов является обеспечение вождения по маршруту, штурманское сопровождение, режим «от поворота к повороту». Это главная задача навигационной системы, и она выполняется практически однотипно во многих системах. Для этого графическое изображение участка маршрута, которое можно назвать схемой движения, упрощено до минимума, чтобы достаточно было одного беглого взгляда на дисплей для распознавания ситуации и рекомендуемого направления. Схема движения всегда ориентирована «курсом вверх», то есть текущее направление движения на экране направлено вертикально. Схема движения обязательно содержит следующие элементы.
Название улицы, по которой вы едете, внизу экрана.
Название следующей улицы, примыкающей к повороту с текущей улицы, вверху экрана.
Расстояние до точки поворота.
Расстояние до конечного пункта.
Направление текущего движения.
Направление движения до конечного пункта.
Дополнительно к названию текущей улицы может добавляться название города, что существенно, когда город не имеет явно выраженной границы. В режиме сопровождения система обеспечивает необходимые голосовые указания, причем одна из команд выдается заранее до поворота, позволяя водителю подготовиться к нему, а вторая — в момент начала самого поворота.
Альтернативное счисление координат в автомобильных GPS-навигаторах.
Современные автомобильные навигационные системы используют преимущества глобальной спутниковой системы определения координат GPS в сочетании с методом альтернативного (автономного) счисления координат местоположения с помощью специальных датчиков или электронных гироскопов. Уместен вопрос, зачем же используется расчет и счисление своего места, если координаты места с помощью спутниковой системы GPS обновляются каждую секунду?
Дело в том, что для измерения координат с помощью GPS необходимо принять одновременно сигналы не менее чем от трех навигационных спутников. Это легко достигается на открытых территориях или проспектах шириной в 50-80 метров с двух- и трехэтажными зданиями. В условиях же плотной и высотной городской застройки и в туннелях прием сигналов от спутников прерывается. Вот в этих случаях и работает счисление координат, постоянно обеспечивая водителя точной и достоверной информацией о его местоположении.
Использование портативных GPS-навигаторов в автомобиле.
Применение некоторыхпортативных носимых GPS-навигаторов в автомобиле может иметь ряд ограничений навигационных возможностей. Использовать придется только ручную прокладку маршрута, а маршрутное сопровождение не будет поддерживаться графикой поворотов. Только новые серии портативных GPS-навигаторов наиболее приспособлены для использования в автомобиле, поскольку имеют автоматическую прокладку маршрутов и режим «от поворота к повороту».
Для автоматической прокладки маршрута, конечно, надо использовать и соответствующие карты. Если применяемый навигатор не имеет загруженной карты дорог, то маршрут следует подготовить на персональном компьютере, затем его загрузить в память GPS-навигатора. Можно ввести маршрут в виде набора отдельных точек. Проехав по нужному пути и сохранив трек, можно его скопировать, отредактировать и создать на его основе маршрут, который возможно затем использовать многократно.
При наличии карты в GPS-навигаторе облегчается составление маршрута и более наглядным становится контроль его прохождения. Что нужно иметь для более эффективного сопровождения по маршруту? Мы считаем, обязательно должна быть звуковая сигнализация, нелишней будет и внешняя антенна для улучшения приема сигнала спутников. Хотя многие навигаторы, установленные на торпедо, прекрасно справляются со своей задачей и без нее. Особо внимательно надо отнестись к выбору приспособления для крепления GPS-навигатора. Место установки должно обеспечивать хорошую видимость экрана и не ограничивать радиоприем сигналов спутников.
По материалам книги Все о GPS-навигаторах.
Найман В.С., Самойлов А.Е., Ильин Н.Р., Шейнис А.И.
