Характеристики GPS-приемников

Поскольку ГЛОНАСС-приемники на рынке практически не представлены, то ниже речь пойдет о GPS-приемниках. В обшем случае такие приемники, в зависимости от методов обработки GPS-сигнала, можно разделить на две категории:

  • С/А-кодовые приемники гражданского применения, использующие информацию, которая содержится в спутниковом сигнале для вычисления местоположения объекта;
  • фазовые приемники, которые используют сам радиосигнал для вычисления местоположения объекта.

Эти два метода обработки не являются взаимно исключающими. Некоторые С/А-кодовые приемники могут выполнять ограниченную обработку фазы, и все фазовые приемники могут вычислять положения, основанные на кодовых измерениях.

Большинство современных фазовых геодезических GPS-приемников позволяют получить сантиметровый уровень точности в реальном времени. Однако ограниченное использование фазовых измерений совместно с кодовыми увеличивает время наблюдений на одной точке до нескольких минут. Использование технологии обработки фазовых измерений дает результат более точный, чем кодовые измерения. Однако при этом увеличиваются требования к процедуре сбора данных и требуется более сложная обработка «сырых» измерений. Например, для одной точки съемки требуется записывать более 10 минут непрерывных фазовых измерений, чтобы получить точность горизонтальных координат и высоты в пределах нескольких сантиметров. Поэтому приемники с фазовыми измерениями используются в основном для выполнения специальных задач, в частности, при высокоточных геодезических измерениях.

В навигаторах гражданского назначения используются в основном кодовые СНС-приемники. Принцип работы СНС нами рассмотрен ранее. Такие приемники выпускаются как в виде функционально законченных навигаторов, так и в виде отдельных блоков для совместной работы с ПК, ноутбуками и карманными компьютерами. Последние отличаются сравнительно невысокой стоимостью ($50…80) и следующими характеристиками (на примере приемника HI-204S компании HiCOM (Тайвань)):

  1. Чувствительность 165 дБ/Вт (величина, типичная практически для всех GPS-приемников).
  2. Погрешность позиционирования при выключенном S/A:
    • СЕР (Circular Error Probable) —- круговая вероятная ошибка, определяемая радиусом круга, который содержит 50 % ошибок, —- 25 метров.
    • Погрешность определения времени — 0,1 с.
  3. Режимы пуска (Acquisition):
    • Холодный старт (Cold start) — 48 с.
    • Теплый старт (Warm start) —- 38 с.
    • Горячий старт (Hot start) -—8 с.
      Указанные в п. 3 значения времени часто называют TTFF (Time То First Fix) — это время, необходимое для захвата минимального числа запеленгованных спутников и достаточное для дальнейших вычислений для холодного старта (первое включение приемника), теплого (выключение приемника на время удержания в памяти последнего альманаха запеленгованных спутников) и горячего старта (кратковременное выключение приемника).
  4. Скорость обновления информации на выходе приемника (Update Rate) – 1 Гц.
  5. Время восстановления приемником связи со спутниками после временного выхода из зоны покрытия (Reacquisition) —- 100 мс.
  6. Динамические характеристики:
    • Предельные значения рабочих высот 1000…18000 м.
    • Предельная скорость подвижного объекта —- 500 м/с.
    • Предельное ускорение —- 4 g.
  7. Рабочая температура 20…+75°С.
  8. Температура хранения (Storage) 55…+90°С.
  9. Влажность (Humidity) — 5…95 % (водостойкое герметичное исполнение).
  10. Напряжение питание —- +3,8…8 В. Испытания показали, что минимальное значение напряжения питания для HI-204S составляет 2,8 В, что в автономном режиме позволяет использовать три аккумулятора типа АА или AAA (минимальное напряжение разряда 1 В для каждого аккумулятора). Испытания трех других приемников (типа Н1-204Е) показали, что минимальное напряжение питания для них составляет 4,8 В вместо 3,8 В по паспорту.
  11. Ток потребления при напряжении питания 3,3 В нормируется на уровне 80 мА, что близко к полученному при испытаниях. Для приемника типа HI-204E он составляет около 145 мА, что на 20 мА выше паспортного. Для рассматриваемого приемника (HI-204S) предусмотрен режим энергосберегающего питания (Trickle Power) с потреблением 27 мА, однако для этого требуется специальная схема управления, поэтому в этом режиме он не проверялся.
  12. Интерфейс связи приемника с регистратором (ПК, КПК и т. п.) — RS-232. Если быть более точным, то все встраиваемые приемники HiCOM снабжены разъемом PS/II (как у мыши PS/II) и (за отдельную плату) переходниками PS/II—USB и PS/II—DB9 (СОМ). В последнем случае кабель имеет дополнительный разъем типа PS/II (мама) для подключения источника питания.
  13. Протокол связи — NMEA-0183 v. 2.20 с форматами GGA, GLL, GSA, GSV, RMC, VTG (см. раздел 2.3) и скоростью передачи 4800 бод.
  14. Антенна —- встроенная.
  15. Размеры — 69 х 73 х 20 (Ш х Д х В).
  16. Для крепления приемника (например, на крыше автомобиля) предусмотрена магнитная присоска.
  17. Совместимость с системами дифференциальных поправок: WAAS и EGNOS.
  18. Система координат (Datum) — возможность работы с 219 системами, включая WGS-84 (используется по умолчанию).
  19. Процесс работы приемников индицируется красным светодиодом под его полупрозрачным колпаком: для HI-204S постоянное свечение означает поиск спутников, сбор и обработку данных, мигающее свечение —- фиксацию своего местоположения, для HI-204E —- наоборот.
  20. В состав ПО приемников включены USB-драйверы, утилита GPSviewer и компакт-диск от дистрибьютора с демоверсией OziExplorer и набором карт Москвы и большинства областей европейской части России. Утилита GPSviewer, рабочее окно которой показано на рисунке, позволяет:
    • провести диагностику интерфейса связи приемника с ПК; при нажатии кнопки Scan производится сканирование последовательных портов ПК с выводом в строке Com Port его номера, используемого для связи, и допустимую скорость передачи (в строке Baudrate);
    • проверить работу системы энергосбережения (опция Power Save);
    • проверить способность приемника принимать сигналы дифференциальных поправок (опция WAAS/EGNOS);
    • проверить работу приемника в различных режимах старта (кнопки Hot Start, Cold Start, Warm Start);
    • ознакомиться с содержимым сообщений протокола NMEA (в нижней левой части окна);
    • получить планисферу спутников (в правой части окна);
    • определить текущие дату (Date) и время (Time) по данным спутников;
    • определить долготу (Longitude) и широту (Latitude) местоположения, фактор DOP, вид фиксации местоположения (Acquiring), уровень сигналов в виде гистограмм для спутников рабочего созвездия (номера этих спутников почему-то не соответствуют номерам обнаруженных спутников), направление (Direction), скорость (Speed), высоту (Altitude) и фактор PDOP.




Дополнительные материалы:

  • OziExplorer Программа OziExplorer (www.oziexplorer.com) предназначена для работы с растровыми картами и GPS-навигаторами (приемниками) компаний Magellan, Garmin, Lowrance, Eagle и других, […]
  • Android-смартфон Garmin-ASUS A50 Недавно поступило официальное уведомление  о том, что смартфон  Garmin-ASUS А50 будет показан на шоу Mobile World Congress, которое состоится 15-18 февраля в Испании.  Как и другие […]
  • Миниатюрный автомобильный видеорегистратор Одна из самых миниатюрных моделей автомобильного видеорегистратора. Передняя камера имеет ультра широкоформатный 140 градусный обзор и ее можно вращать вверх и вниз на 20 градусов. […]
  • Фитнес приложение Nike+ Running Самый известный производитель спортивной одежды Nike имеет свою линию фитнес-трекеров. Эти устройства, которые продаются под брендом Nike+, включают в себя устройства, которые можно […]
Share This

Поделитесь!

Если статья показалась Вам полезной.