ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ GPS

Во втором номере журнала "Авиация общего назначения" за 1999 г. была опубликована статья "Спутниковая навигационная система GPS - друг и помощник пилота", где в сжатом виде изложена структура, принцип действия GPS и методика определения местоположения потребителя.

В данной статье я хочу описать возможности небольших, недорогих (бытовых) GPS фирмы GARMIN типа GPS 12 всех модификаций, GPS II плюс и GPS III. Все приемники являются двенадцатиканальными. Информация от 12-ти спутников обрабатывается и отслеживается параллельно по одному на каждый канал. Все перечисленные приемники GPS являются мощными навигационными средствами, которые могут решать все навигационные задачи.

Все приемники предоставляют потребителю качественную навигационную информацию в разнообразном, дружественном гибком виде в любой точке Земного шара, в любое время года, в любых метеоусловиях.

Точность и охват навигации GPS повышают безопасность полетов и делают полеты эффективнее.

Эту информацию могут использовать туристы, рыбаки (браконьеры тоже), охотники, грибники, яхтсмены и владельцы малого флота и пилоты сверхлегких воздушных судов. У пилотов сверхлегкой авиации небольшие и дешевые GPS пользуются особым авторитетом и спросом. Например, в "АОН" № 1 за 1999 г. печаталась статья об использовании GPS при выполнении авиахимработ с помощью дельталетов ночью и о ночных перелетах на заранее записанные посадочные площадки.

Пилоты сверхлегкой авиации используют любые модели GPS.

Навигация может осуществляться одним из четырех методов.

GOTO (ИДТИ К) - позволяет выбрать точку маршрута в качестве пункта назначения и выполнить навигацию от точки текущего положения до этой точки.

МОВ (ЧЕЛОВЕК ЗА БОРТОМ) - фиксирует текущее положение в качестве точки маршрута и обеспечивает повторный выход в эту точку. Этот метод целесообразно использовать в случае аварийной ситуации, при поисково-спасательных работах, выход в точку над безориентирной, лесной местностью и водной поверхностью.

TracBack (Возвращение по пути следования) - позволяет повторить пройденный путь в обратном направлении с помощью автоматически записываемого в память приемника пройденного пути следования.

Routes (Маршруты) - позволяет вручную создавать последовательность промежуточных точек маршрута, которые приведут Вас к конечному пункту маршрута.

Все приемники GPS могут хранить в памяти до 20 обратимых маршрутов с 30 точками каждый.

Как же использовать бытовые GPS для навигации воздушных судов?

Вспоминаем навигационный треугольник скоростей (рис.1).

V - вектор воздушной скорости; W - вектор путевой скорости; U - вектор скорости ветра; K - курс воздушного судна; ПУ - путевой угол; УС - угол сноса; УВ - угол ветра; - направление ветра.

В руководстве по эксплуатации GPS говорится, что приемник рассчитывает (магнитный или истинный) курс следования относительно земной поверхности, но это верно для наземного транспортного средства. В нашем случае курс - это путевой угол (ПУ). ПУ отсчитывается от северного направления меридиана (истинного или магнитного) до линии пути (вектора путевой скорости) по ходу часовой стрелки. Вычислить точно ПУ (учесть угол сноса) - одна из сложных навигационных задач. Точный расчет и выдерживание ПУ обеспечивает точный полет по линии заданного пути маршрута.

Для навигации используют "Страницу компаса" или "Страницу шоссе".

Страница компаса рассчитает и проиндицирует магнитный путевой угол (ПУ) в виде цифрового отсчета и графического изображения компаса с указателем азимута. Эта страница используется, когда часто меняется направление полета или когда полет по прямой невозможен.

В средине страницы изображено вращающееся "кольцо компаса", в верхней части которого, индицируется ПУ - направление полета относительно земной поверхности. Указатель азимута, в средине кольца, показывает направление на заданную точку относительно текущего ПУ. Если стрелка показывает вверх - значит, полет выполняется на заданную точку. Если стрелка отклонена в любое другое положение, необходимо выполнить разворот на стрелку, пока она не будет показывать вверх.

Вдоль правой стороны страницы (или сверху) расположены четыре выбираемых пользователем поля, которые (по умолчанию) индицируют текущую путевую скорость, расстояние и время до заданной точки, а также текущее время. Каждое поле параметров полета может показывать один из 25 вариантов, данных по выбору (рис. 2).

На странице шоссе графически изображена линия заданного пути в виде шоссе с осевой линией. Справа или сверху расположены четыре выбираемых экипажем поля, индицирующие (по умолчанию) текущую путевую скорость, расстояние и время до заданной точки маршрута и указатель азимута. Функции указателя азимута такие, как и на странице компаса. Сверху страницы графически изображен компас, по которому производится отсчет ПУ следования. Непосредственно под компасом изображено шоссе, которое визуально показывает направление полета на заданную точку. Линия заданного пути изображена осевой линией шоссе. Чтобы выполнить полет по линии заданного пути необходимо просто довернуть воздушное судно по направлению к осевой линии шоссе. При полете к заданной точке маршрута шоссе перемещается, индицируя приближение воздушного судна к данной точке, положение линии заданного пути и боковое отклонение. Если полет выполняется по маршруту, изображение шоссе будет показывать каждый поворотный пункт маршрута последовательно (рис. 3). Масштаб шоссе можно изменять.

Для решения навигационных задач целесообразно использовать и "Страницу положения". Она показывает, где находится воздушное судно (широта и долгота), направление полета - ПУ и скорость полета. Графическое изображение компаса вверху страницы показывает направление полета, а шесть полей индицируют текущую путевую скорость, среднюю скорость, пройденное расстояние, время движения, а также время восхода и захода Солнца на Вашей текущей позиции. Информацию на полях можно менять.

Под выбираемыми полями находятся дополнительные поля данных, где индицируется текущее положение воздушного судна (широта и долгота) с датой и временем суток (рис. 4).

Используют GPS и воздухоплаватели на воздушных шарах. Воздушный шар летит только туда, куда дует ветер. Ветер (скорость и направление) зависит от высоты полета. Изменяя высоту полета, экипаж по приемнику GPS может контролировать направление и скорость ветра. Имея данную информацию, экипаж может выбрать необходимую высоту с необходимыми параметрами ветра и выполнить полет по заданному маршруту.

Все приемники GPS являются точным электронным вспомогательным навигационным прибором. При практическом применении всем потребителям необходимо внимательно сравнивать информацию, представляемую приемниками GPS, с расчетами экипажа и местом воздушного судна, определенным методом визуальной ориентировки.

Для владельцев малого флота приемники GPS обеспечивают безопасное плавание. В памяти приемника можно сохранять опасные зоны, мели, фарватеры, буи и причалы. По записи маршрута, пройденного днем в простых метеоусловиях, можно выполнять походы в сложных метеоусловиях.

GPS приемники используют и автомобильные транспортные компании. В данном случае приемник GPS, кроме решения навигационных задач выполняет функции "черного ящика". Используя программу GPS PC KIT и компьютер по записи маршрута, можно определить когда, где (дата, время, населенный пункт, широта и долгота), с какой скоростью перемещалось транспортное средство и какое пройдено общее расстояние.

Обработав и проанализировав данную информацию, руководство автопредприятия видит, рационально ли использовался этот транспорт и не использовался ли данный транспорт не по назначению, соответствуют ли данные в путевом листе истинной информации.

С помощью двух совершенно различных спутниковых систем - спутниковой навигационной системы GPS и спутниковой коммуникационной системы ORBCOMM информация о нахождении, передвижении любого транспортного средства передается потребителю в реальном времени.

Эту возможность используют для связи, службы поиска и спасения, управления флотом, автотранспортом, для связи при бедствиях и т.д., для слежения за движением спецавтотранспорта.

Для водителей-профессионалов и любителей приемник GPS III - это атлас шоссейных дорог. Владелец этого приемника на движущейся карте дисплея видит свое место нахождения, направление движения, расстояние до заданной точки, скорость движения и время прибытия в конечную точку маршрута.

Навигационная информация приемников GPS может оказать неоценимую помощь аварийно-спасательной службе Министерства по чрезвычайным ситуациям. Используя GPS любого образца, экипаж аварийно-спасательного вертолета или другого спасательного средства в любых метеоусловиях обеспечит выход в район катастрофы, бедствия или аварии со средней квадратической ошибкой, равной 15м.

Г.П. Мисюра (ООО "Аэрос", Киев)