в какой системе координат работает навигатор гармин

Сайт о выживании, Survival guide

Как известно, большинству из нас, Земля представляется в форме, близкой к шару, но всем известно, что она не шар. Отличие, весьма существенное для точной навигации и системы координат. Сложная поверхность Земли получила еще в 19 веке название геоида. Поверхность геоида совпадает с поверхностью морей и океанов в их спокойном состоянии и виртуально продолжается под материками.

Земля, ее форма и координаты.

Для практического применения широкое распространение получили две модели формы Земли : сферическая с упрощенным представлением ее в виде шара с радиусом 6371,1 километра и сфероидальная в виде эллипса вращения (эллипсоида). Под ним понимают геометрическую фигуру, которая образуется при вращении эллипса вокруг своей малой оси. Размеры эллипсоида вращения, его ориентация и расположение относительно центра масс Земли могут варьироваться для достижения наибольшей точности приближения к реальной земной поверхности. Следует уяснить, что каждой используемой модели соответствует и своя система координат.

Когда мы говорим о какой-либо системе координат, то подразумеваем и соответствующую модель эллипсоида. Но и это еще не все различия, которые нужно знать пользователю системы GPS. Если параметры эллипсоида подбираются для Земли в целом, то такой эллипсоид получил название общего земного эллипсоида (ОЗЭ). С целью же описания локальной (частичной) области поверхности Земли с большей точностью может использоваться эллипсоид с другими параметрами.

Такой эллипсоид, законодательно принятый для измерений и обработки геодезических данных, называется референц-эллипсоидом (РЭ), а образуемая им система координат — референцной. В референц-эллипсоиде его малая ось не совпадает с осью вращения Земли, но должна быть параллельна ей. В ОЗЭ малая полуось всегда совпадает с осью вращения, а центр эллипсоида совпадает с центром масс Земли.

На территории СНГ используются две общеземные системы координат, ПЗ-90 и Международная WGS-84 (Wordl Geodetic System 1984). Цифры в обозначении системы указывают на год ее создания. Обе системы близки друг к другу. ПЗ-90 используется на территории СНГ для геодезического обеспечения орбитальных полетов, a WGS-84 применяется во всем мире для обработки спутниковых измерений GPS. К российским референцным системам относятся системы СК-42 (Пулково) и СК-95. Обе системы используют эллипсоид Красовского (введен с 1946 г.) и применяются при выполнении геодезических и картографических работ.

Системы координат для GPS-навигаторов.

При навигации и использовании GPS-навигаторов очень важно понимать, что отображение GPS-позиций на картах с разными системами координат без их пересчета приведет к большим ошибкам. Поэтому используются картографические программы, позволяющие переводить данные, например, из системы WGS-84 в местные системы координат. К счастью, у пользователей портативных GPS-навигаторов этой проблемы вообще нет. При использовании совместно с GPS-навигатором бумажной карты с координатной сеткой необходимо проверить совпадение систем координат карты и навигатора.

При необходимости можно произвести настройку системы координат навигатора, установив в нем параметры, называемые датумом, соответствующие загруженной карте, или выбрав пользовательский датум. Преобразование координат навигатор выполнит тогда автоматически. Датум есть геодезическая система координат, однозначно определяемая размерами своего эллипсоида и его положением по отношению к центру Земли. Число разных датумов, а проще — систем координат, используемых в мировой картографии, более сотни. Разные датумы были предложены с целью получения наилучшего приближения определяемой ими модели к реальной поверхности Земли данного региона.

К примеру, локальный Североамериканский датум NAD-27 разработан для наилучшего представления Северной Америки, а локальный Европейский датум ED-50 создан для использования в Европе. Локальные датумы нельзя применять вне области, для которой они были разработаны. Для удобства пользователя GPS-навигаторов в их память заложены параметры многих датумов, что дает возможность использовать в них электронные карты из разных источников без каких-либо сложностей.

На многих бумажных картах указана поправка для перехода с системы координат карты к международной WGS-84, в которой работает GPS. Например, чтобы точку, находящуюся в районе Балтийского моря и Ладоги, с координатами по WGS-84 системе нанести на российскую карту, построенную в системе Пулковской обсерватории 1942 года, необходимо сместить это точку на 0,14 минуты к востоку. На широте Петербурга Эта разница соответствует примерно 130 метрам.

Параметры эллипсоидов в разных системах координат для GPS-навигаторов.

Географические координаты.

Для определения положения любого объекта на поверхности Земли используется система из географических координат и двух особых точек — полюсов Северного и Южного. Полюса являются, как известно, точками пересечения оси вращения Земли с поверхностью эллипсоида. Наиболее наглядно географические координаты представляются в сферической модели Земли. В ней географические координаты, широта и долгота, определяются с помощью окружностей, образующихся при сечении шаровидной модели Земли плоскостями : для широты — в горизонтальном направлении, а для долготы — в вертикальном.

Окружность EQ, образуемая на поверхности шара горизонтальной секущей плоскостью, перпендикулярной земной оси и проходящей через центр шара, называется экватором. Он делит земной шар на северное и южное полушария. Окружности малых кругов, плоскости которых параллельны плоскости экватора, образуют параллели (РР). Окружности, образуемые плоскостями, проходящими через земную ось, получили название меридианов (географических или истинных). Среди всех меридианов надо выделить начальный (нулевой) PnGPs, называемый гринвичским, поскольку он проходит через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (Англия). Этот меридиан делит земной шар на восточное и западное полушария.

Географическая широта.

Географической широтой некоторой точки на поверхности земного сфероида называется угол между плоскостью экватора и нормалью (отвесной линией) к этой поверхности. Для модели Земли в виде шара нормаль совпадает с земным радиусом ОМ, проведенным через данную точку М в центр шара. Широта измеряется дугой меридиана (угол МОЛ) от экватора до параллели данной точки. Широта принимает значения в диапазоне от 0 до 90 градусов. Если точка находится в северном полушарии, то широте приписывают наименование N (северное), если в южном — S.

Географическая долгота.

Географической долготой какой-либо точки называется двугранный угол между плоскостями начального (нулевого) меридиана и меридиана, проходящего через заданную точку. Так, долгота точки М определяется углом GOL. Долгота измеряется меньшей дугой экватора GL, а, к примеру, не дугой GEQL. Счет долгот ведут к востоку или западу от начального меридиана, от 0 до 180 градусов.

Если точка находится в восточном полушарии, то долготе приписывает наименование Е (восточная), если в западном — W (западная). Иногда, для обозначения полушарий точки, в координатах используются знаки +/-. Причем знак минус приписывают координатам, находящимся в южном и западном полушариях. Для географических координат в GPS-навигаторах используются следующие форматы :

— ddd.mm.ss.s — градусы, минуты, секунды,
— ddd.dddd — градусы, десятичные доли градусов,
— ddd.mm.mmm — градусы, минуты, десятичные доли минут.

По материалам книги «Все о GPS-навигаторах».
Найман В.С., Самойлов А.Е., Ильин Н.Р., Шейнис А.И.

Источник

GIS-LAB

Географические информационные системы и дистанционное зондирование

Настройка GPS для работы с российскими картами

Как настроить GPS на отображение координат в Pulkovo 1942

Российские карты создавались и создаются на математической основе отличной от основы используемой при создании картографических материалов других стран. В частности, российские карты используют в качестве основы систему координат 1942 года (СК-42 она же Pulkovo-1942), в определение которой входит эллипсоид Красовского.

Если вы по той или иной причине хотите, чтобы ваш приемник отображал координаты в этой системе координат (СК), вам нужно либо выбрать ее в списке поддерживаемых СК или задать вручную набор специальных параметров, описывающих как эта система соотносится с WGS84, в которой работает система GPS.

Такая настройка может пригодится в следующих случаях:

Важно помнить, что, независимо от того, какая система координат настроена в GPS, загрузка данных с него с помощью кабеля, будет все равно происходить в системе координат WGS 84. Таким образом, этих данные все равно придется пересчитывать в нужную систему координат.

[править] 1. Установка системы координат Pulkovo-1942 в GPS

Далее нужно ввести следующие значения:

Смещение эллипсоида по оси X

Смещение эллипсоида по оси Y

Смещение эллипсоида по оси Z

Разница в длине между большими полуосями (а) эллипсоидов WGS-84-Красовского

Масштабированная разность сжатий (f1-f2)*10000
эллипсоидов WGS-84 и Красовского

При дальнейшей камеральной работе, использование карты в одной системе координат и данных GPS измерений в другой, ошибка может достигать достаточно больших величин. В большинстве случаев, рекомендуется избегать использования данных в разных системах координат одновременно.

Для скачивания и пересчета данных с GPS удобно использовать программу DNR Garmin, подробнее про настройку и работу с ней можно прочитать здесь.

С другими наборами параметров, с которыми вы можете столкнуться, можно ознакомиться в отдельной статье.

[править] Ссылки по теме

Последнее обновление: 2014-05-14 23:39

Дата создания: 25.05.2002
Автор(ы): Максим Дубинин

Источник

Компас и барометр в навигаторах Garmin. Обзор малоизвестных настроек.

Возможные варианты такие:

Истинный ( True North )

Это направление на географический полюс, т.е. на ту точку, куда направлена ось вращения земли. Эта точка почти совпадает с Полярной звездой. Меридианы на карте направлены именно по направлению истинного севера. Такой режим удобен, если вы используете карту с градусной сеткой и откладываете азимуты от меридианов.

Магнитный (Magnetic North)

Именно этот режим является самым популярным у туристов, потому что он показывает те же самые азимуты, что откладываются на лимбе обычного магнитного компаса.

По сетке ( Grid North )

Этот режим удобен, когда вы откладываете азимуты от линий километровой сетки на карте.

Помните, что калибровать необходимо:

— После дальнего перемещения

— После больших изменений температуры

— После смены батарей

Калибруйте компас только на улице, находясь далеко от объектов, которые могут влиять на магнитное поле: машины, дома, ЛЭП и т.п.

Калибровка компаса достаточно простая процедура и описывается на экране прибора:

Одновременно прибор отслеживает два давления: одно, которое измеряет при помощи своего датчика, в русском переводе интерфейса оно имеет название Атм. Давление (в английском – Ambient Pressure ). Второе – вычисленное давление на уровне моря, в русском переводе имеет два названия Атмосферн. Давл. и Барометр (в английском – Barometric Pressure ).

Другое применение барометра – это определение вашей высоты, когда спутники по какой-либо причине не видны, например при перемещении в пещере или шахте (необходимо выставить режим барометра в Переменная высота). В этом случае у прибора не будет информации о высоте от GPS приёмника и он будет вычислять вашу высоту по изменению давления барометра, предполагая, что погода не меняется. Это хороший метод для определения высоты на небольших промежутках по времени (несколько часов). При длинных промежутках барометрическое давление неизбежно изменится и повлияет на точность определения высоты.

Выбор того, когда происходит калибровка барометра

Калибровка возможна только при наличии GPS сигнала

Переменная выс. ( Variable Elevation ) – в этом режиме прибор может мерять изменение высоты за счёт показаний барометра

Пост. высота ( Fixed Elevation ) – прибор предполагает, что не перемещается по высоте и все изменения давления происходят только из-за изменений погоды

Тренд давления ( Pressure Trending )

Устанавливает, когда прибор записывает показания датчика давления.

Тип графика ( Plot Type ) – эта опция определяет, что вам будет показывать экран с графиком

Высота/время ( Elevation / Time ) – Высота в зависимости от времени

Высота/расст. ( Elevation / Distance ) – Высота в зависимости от пройденного расстояния

Атмосферн. давл. ( Barometric Pressure ) – Барометрическое давление (давление на уровне моря) в зависимости от времени

Атм. давление ( Ambient Pressure ) – Внешнее давление (измеренное датчиком прибора) в зависимости от времени

Калиб.альтиметра ( Calibrate Altimeter )

Надо-ли вам это – решайте сами. Я не заметил повышенного потребления батарей при включении данной опции. Так что считаю это бесплатным способом повышения точности GPS (к сожалению не работает на территории России). Такая точность не часто бывает нужна, но вроде бы пока не мешала?

Источник

Форматы GPS координат

Многие любители отдыха на природе, а также автомобилисты и мотоциклисты активно пользуются GPS-навигаторами. Это могут быть как отдельные устройства, так и обычные смартфоны и планшеты со встроенным GPS-модулем и навигационным программным обеспечением. Пользоваться этими устройствами несложно, достаточно небольших навыков. Но когда речь заходит о системе координат GPS может возникнуть путаница из-за того, что нет общепринятого единого формата записи этих самых координат.

Типы координат GPS

Рядовому пользователю навигационной системы редко приходится сталкиваться с чтением и записью географических координат. Обычно достаточно вбить в навигатор нужный адрес или точку (POI), и устройство отобразит на карте нужное место и, при необходимости, проложит до него маршрут. Но более продвинутые пользователи GPS, например туристы и кладоискатели, нередко сталкиваются с необходимостью ручного ввода координат. И тут из-за отсутствия единого формата записи координат могут возникнуть трудности.

Существует 3 основных формата записи географических координат:

В качестве примера указаны координаты одного и того же места в г. Омске. Существуют и другие форматы, но они почти не используются в гражданских навигационных устройствах. Как видим, первые числа в координатах, т.е. целые части градусов, неизменны независимо от формата записи. А вот дробная часть градусов и минуты с секундами различны для одного и того же места. Т.е. если ввести координаты формата с минутами и секундами в навигатор, настроенный на формат градусов с дробью, то устройство отобразит место, которое может находиться в нескольких километрах от искомого. Либо выдаст ошибку о несоответствии типа координат.

Из-за этого и может возникнуть путаница: искали одно место, а пришли к другому. Чтобы этого не случилось, стоит понимать разницу между разными форматами записи координат и правильно настроить свое устройство. Большинство навигационных устройств и приложений для телефона поддерживают несколько форматов отображения координат, которые можно менять в настройках.

Выбор формата в приложении Статус GPS GPS Тест и RMaps

Наиболее распространен в настоящее время и формат градусов в виде десятичной дроби. Нередко к значениям координат могут добавляться буквы (N, S, E, W) или знаки («+», «-»), обозначающие тип широты (северная (N, «+»), южная (S, «-»)) и долготы (восточная (E, «+»), западная (W, «-»)). Знак «+» обычно не пишется. Иногда координаты могут записываться наоборот: сначала долгота, потом широта. Но такой тип записи используется редко.

Вывод

При необходимости можно всегда перевести координаты из одного вида в другой. Для этого достаточно помнить, что 1 градус равен 60 минутам, в каждой из которых по 60 секунд. Существуют специальные GPS конвертеры для телефона и онлайн сервисы для решения этой задачи. Но если пользоваться только одним форматом, желательно самым простым и распространенным (градусы с дробью, «54.97158, 73.38318»), то необходимость в конвертации координат возникает редко.

Читайте также:

Форматы GPS координат: 6 комментариев

Координаты вполне успешно гуглятся. Формат обычный, десятичный, но с меньшим количеством знаков после точки

Может быть 40-45 метров, а не километров? Давайте посчитаем: в 1 градусе широты примерно 111 км на любой долготе. В долготе это значение уменьшается при приближении к полюсам. Для простоты посчитаем на широте, а для еще большей простоты примем это значение за 100 км. Итак, в одном градусе — 100 км, в одном десятом градуса (1 знак после точки) — 10 км, в 1/100 градуса (2 знака) — 1 км, 3 знака — 100 м, 4 знака (как в вашем случае) — 10 метров. Возможно что-то напутал в расчетах, но не о каких 40-45 км речи даже близко не идет. Откуда вы это взяли? Просто введите свои координаты (N55.1374 E37.5728) в строку поиска Гугла, место отобразится на карте. Честно говоря, не понимаю, в чем проблема…

При необходимости можно всегда перевести координаты из одного вида в другой. Для этого достаточно помнить, что 1 градус равен 60 минутам, в каждой из которых по 60 секунд
И. …что это даёт без онлайн калькулятора?

То, что путем несложных вычислений можно перевести координаты из одной системы в другую без использования калькулятора

Источник

Навигация

GPS навигация для начинающих

>> Матчасть >> GPS навигация для начинающих

GPS навигация для начинающих часть 4

Основной целью GPS навигации является предоставление возможности попасть из точки А в точку В настолько просто, насколько это возможно. GPS навигаторы GARMIN могут сохранять несколько сотен точек или месторасположений, называемых «путевыми точками». Ваш дом, аэропорт, стоянка машины, хорошие места для рыбалки/охоты или просто живописное местечко, которое вы бы хотели еще раз посетить – это только несколько примеров тех мест, которые можно сохранять и позже использовать для навигации. А что, если вы никогда там не были, но знаете координаты этого места или где оно находится на карте? С GPS навигаторами GARMIN вы сможете создавать путевые точки тех мест, где раньше не бывали, и проложить маршрут (GOTO) до нужного места.

Использование данной функции также просто, как выбрать путевую точку направления и сказать GPS навигатору «идти туда». GPS навигатор нарисует прямую линию к данной точке и укажет направление указателем «стрелка», линией азимута, линией курса или предоставит «путь» в трехмерном режиме. Когда вы движетесь к определенному месту, GPS навигатор всегда отслеживает, где вы, куда движетесь, с какой скоростью, насколько далеко вы от пункта назначения и сколько времени вам потребуется, чтобы туда добраться! Но что, если на прямой между вами и местом назначения находятся горы, острова или глубокие ущелья? Вы можете сказать GPS навигатору двигаться по серии путевых точек в определенном порядке, называемых «маршрутом».

Помните картинку, которая получается, если соединять линиями точки? Вы рисуете линию из точки 1 к точке 2, 3 и так далее. Представьте, что путевые точки это те самые точки, которые необходимо соединить, а маршрут это соединяющая линия. Поскольку вам необходимо указывать свои номера точек, то обычно вы задаете: «Я хочу пойти отсюда туда-то, затем туда-то и т.д. в таком-то порядке».

Может быть картинка, которую вы увидите, получится и не очень, но зато это однозначно приведет вас туда, куда нужно! С GPS навигаторами GARMIN вы сможете увидеть, где вы были, в виде журнала пройденного пути (track log).

Журналы пройденного пути

По мере продвижения GPS навигатор будет автоматически записывать ваш маршрут в журнале пройденного пути. Представьте этот журнал как след из хлебных крошек, оставленный там, где вы прошли. То, как вы петляли лесными тропками, обходили разные объекты, каждое ваше движение сохраняется в GPS навигаторе. Если вы захотите пройти обратно тем же путем, достаточно просто активировать функцию TrackBack и GPS навигатор сам составит обратный маршрут. Вы можете даже сохранять эту информацию, чтобы использовать её снова и снова и знать, что вы двигаетесь в правильном направлении!

Географический и магнитный север

Думая о направлении, вам необходимо определиться, магнитный или географический север вы хотите использовать для ориентации. Географический север использует как ориентир 0° Северный Полюс, в то время как магнитный север использует магнитный северный полюс, находящийся фактически на севере Канады. Если вы используете GPS вместе с обычным компасом, то установите GPS навигатор в режим магнитного севера. Разница между географическим и магнитным севером в текущем местоположении известна как «магнитное отклонение». GPS навигаторы GARMIN имеют встроенную модель магнитного отклонения земли и могут автоматически устанавливать отклонение для вашего местонахождения в любой точке планеты. Вы также можете устанавливать отклонение вручную, используя пользовательские настройки.

Координатные сетки и форматы

В GPS навигации текущее месторасположение можно просматривать в виде координат. Поскольку различные карты и схемы используют различные форматы координат, GPS навигаторы GARMIN позволяют вам выбирать необходимую систему координат.

Самым типичным форматом, используемым GPS навигаторами GARMIN, является широта и долгота. В большинстве моделей есть возможность переходить и на другие системы координат.

UTM/UPS (Универсальная поперечная проекция Меркатора/Универсальная полярная стереографическая проекция) это простая в использовании метрическая сетка, которая чаще всего встречается на топографических четырехугольных картах геологической службы США (USGS). Сетка MGRS очень похожа на UTM/UPS и используется в основном на военных картах. В большинстве GPS навигаторов можно выбирать также несколько других сеток, включая настраиваемую пользователем (функция для продвинутых пользователей).

Карты и схемы это по своей сути сетки, созданные от опорной точки, называемой координатой. Много карт, которые используются до сих пор, были составлены десятки лет назад. Со временем технологии позволили нам улучшить геодезические навыки и создавать более точные карты. Тем не менее, существует необходимость адаптировать GPS навигаторы для использования старых карт. Большинство GPS навигаторов GARMIN включают более 100 систем координат, позволяя переключатся на соответствующие настройки карты. Использование неподходящей системы координат может стать причиной получения недостоверной информации о местоположении. На большинстве хороших навигационных карт указывается, какая система координат используется. Наиболее распространенными системами координат США являются WGS 84 (Всемирная геодезическая система 1984), NAD 83 (Североамериканская 1983), NAD 27 (Североамериканская 1927). Просматривая список систем координат, помните, что все они являются математическими моделями формы Земли, а не реальными картами, встроенными в GPS навигатор.

Дополнительные средства навигации

Даже учитывая то, что GPS навигация становится лучше с каждым днем, запасные средства навигации все равно не помешают. Владение бумажной картой, обычным компасом и приемами навигации является хорошей техникой безопасности. Помните, что GPS навигатор является только составляющей частью навигации и не должен быть единственным используемым навигационным инструментом.

Вы можете бесконечно решать, какой GPS навигатор и какие аксессуары покупать, особенно в сегодняшних условиях большого выбора на рынке GPS. Прежде всего, подумайте, для чего преимущественно вы будете использовать GPS навигатор: в автомобиле, самолете, лодке, на охоте, рыбалке, в походах, на велосипеде и пр. Поскольку все GPS навигаторы GARMIN могут показывать местоположение и основную навигационную информацию, то хорошим началом могут стать недорогие GPS навигаторы для начального уровня. Также все GPS навигаторы GARMIN имеют подсветку, что позволит вам использовать прибор как днем, так и ночью. Выбор GPS навигатора с большим количеством функций сможет предоставить абсолютно новый уровень возможностей GPS навигации и информации и местоположении при такой же простоте использования. При разработке изделий мы стараемся улучшать их, учитывать пожелания пользователей, и делать более дружественными к пользователю.

При выборе GPS навигатора учитывайте следующее:

Размер и вес – GPS навигаторы GARMIN доступны в большом количестве различных размеров и форм: маленькие ручные GPS навигаторы, графопостроители с большими дисплеями, модели, встраиваемые на панели.

Конфигурация антенны – Вы собираетесь использовать GPS навигатор в основном на улице? А как на счет машины? GARMIN предоставляет продукты как с внутренними, так и с внешними подключаемыми антеннами.

Возможность DGPS – Вам необходима самая лучшая точность, которая только возможна? Если да, в этом вам помогут дифференциальные GPS (DGPS) приемники.

Все GPS навигаторы GARMIN поставляются в базовом комплекте, достаточном для работы. Приобрести дополнительные аксессуары вы может у региональных дистрибьюторов GARMIN или на сайте www.garmin.com

Среди аксессуаров имеется следующее:

Внешняя антенна: если встроенная антенна экранируется, скажем, крышей автомобиля, то вам поможет внешняя антенна, как и в других случаях, когда имеются некоторые проблемы с чистым обзором неба.

Внешний источник питания – даже при наличии хороших аккумуляторов в большинстве GPS навигаторов GARMIN, всегда лучше лишний раз их по экономить, используя питание от автомобильного прикуривателя или от сети переменного тока.

Крепления – Когда вам необходимы свободные руки, могут пригодится крепления. Большинство GPS навигаторов поставляются вместе с креплением, также можно приобрести несколько дополнительных креплений.

Для GPS навигаторов, поддерживающих функцию передачи информации, можно также дополнительно загружать карты интересующих территорий (см. спецификацию на прибор для определения наличия данной функции). Для этого GPS навигатор просто подключается к компьютеру с помощью соединительного кабеля. Далее необходимо выбрать нужную карту и кликом мышки информация загрузится в GPS навигатор. Некоторым GPS навигаторам для загрузки необходимы чистые картриджи размером 8, 16, 32, 64 или 128 Мб.

Все продукты MapSource включают функции управления путевыми точками и маршрутами. Вид вашей деятельности и предпочтения детализации карт определят, какое именно ПО MapSource вам необходимо.

G-Charts (морские карты) – если вам необходимо больше данных для морской GPS навигации, GARMIN предлагает вам два типа карт: наземные и прибрежные стандартных и микро размеров. Прибрежные карты содержат информацию о рельефе дна, аэронавигационных устройствах, порты с названиями гаваней, городов, заливов, опасных мест и прочего. Наземные содержат также такие детали, как границы штатов, магистрали, места спусков суден на воду, расположение различных служб.

Источник

• ← что такое радикальные взгляды
• в какой срок проводится разбор результатов технических ревизий региональной дирекции руководителем →