СОВЕТЫ РЫБАКУ
Зачем рыбаку GPS ? ! Егор Кондрашев
Процесс покупки навигатора GPS растянулся на довольно значительное время, терзали смутные сомнения в целесообразности затрат. До этого несколько раз читал об этих хитрых приборах в научно-популярных журналах, да и то, в основном, в применении к дорогим автомобилям с предустановленной системой Map-GPS. От знакомых рыболовов тоже слышал о применении GPS в их поездках, но считал это скорее дорогой и модной игрушкой, чем полезной вещью. Все решило несколько поездок на Ладогу, наши читатели из Санкт-Петербурга легко поймут меня. Ладога это не только озеро, поражающее своими размерами, но и водоем, отличающийся сложным рельефом дна, с перепадами глубин от десятков и даже сотен метров до обширных мелей и далеко выдающихся каменных гряд. В 5-10 км от берега можно налететь на банки с глубиной 0.5 метра, хотя в сотне метров эхолот покажет безопасную для плавания глубину в 5 метров. Кроме этого, Ладога печально известна своими резкими сменами погоды - полный штиль может через час обернуться штормом, внезапно может все затянуть дымкой или туманом.В мае 2000г. мы с приятелем первый раз решили посетить Мекку всех питерских рыболовов - остров Птиный, недалеко от Дубно. Это одно из немногих мест, где можно надеяться на хороший улов, где щук в 1.5кг завсегдатаи тех мест называют “шнурками”. Все из-за того, что добраться туда можно только по воде, проделав путь в 30 км в одну сторону. Есть три маршрута - выйти через устье р.Волхов и напрямик Ладогой к острову (редко кто ходит этой дорогой из-за сильной волны), промчаться по глади Ново-Ладожского канала до Дубно и пройти только 6 км открытой Ладогой (самый длинный, но относительно безопасный путь), третий маршрут (который мы и выбрали тогда из-за волнения) самый короткий но запутанный, надо проделать 4.5км по Ново-Ладожскому каналу, затем через протоку, которая называется “7-ой километр” выйти в озеро и дальше вдоль берега идти к острову. Протока длинной в километр и шириной 3-5 метров. Когда идешь по каналу, промахнуться трудно - первая (и единственная) протока между Новой Ладогой и Дубно. Выходя в Ладогу, не сразу замечаешь, где кончается берег, и где начинаются тростниковые плавни шириной в несколько сот метров. Видно это становится по тому, как начинает петлять, до этого момента довольно прямая, протока. Вышли через камышовые плавни и по находящимся рядом отмелям, покрытым тем же тростником, постарались запомнить место, которое нам предстояло найти вечером на обратном пути. Светило яркое утреннее солнце, все береговые ориентиры (трубы промышленных предприятий и приметные высокие деревья на берегу) были отчетливо видны. Мы тронулись в дальний путь.
Опуская подробности этого путешествия и рыбалки, хочу отметить, что шли мы не напрасно, поймав в окрестностях Птиного более двух десятков неплохих щук. Солнце давно уже перевалило за полдень, пора ехать домой. По озеру прошли нормально, но когда стали приближаться к 7-ому километру начало немного темнеть. На, казалось бы, очевидное занятие “вход в протоку” ушло 50 минут вместо 5 запланированных - изменилось положение солнца, чуть стемнело и все предстало в другом свете. Тем более, что из протоки в озеро путь прост и понятен - озеро одно, большое, и его видно издалека. Пред нами же предстали много углублений и проток в стене камыша, все из которых оканчивались тупиком, кроме одного, нужного нам. Если бы дело было на земле, то задача бы решалась легко и просто, а на воде пришлось проламываться на лодке через тростник, на удивление прочный, в очередную протоку, из которой приходилось кормой вперед выбираться обратно. В результате вход нам подсказали местные рыбаки, он был в 50 метрах от нас, тогда я впервые подумал о возможной практической пользе от навигатора GPS.
Второй случай представился в следующей поездке на Птиный. В этот раз я пошел со знакомым, Константином С., экипированым по последнему слову науки и техники - катер был оборудован мощным двигателем, эхолотом и навигатором. Маршрут был следующим: пос.Новая Ладога - р.Волхов - Варецкие банки на Ладоге - о.Птиный. Обратный путь: о.Птиный - Дубно - Ново-Ладожский канал - пос.Новая Ладога. Отойдя от причала в яхт-клубе, Костя включил свой навигатор Garmin-12, нажал несколько кнопок и начал движение, поглядывая вперед, чтобы не налететь на топляк или рыбачьи сети, и на экранчик навигатора, на котором жирная стрелка указывала нужное направление. Из устья Волхова мы пошли не сразу в сторону острова, а вышли метров на 800 прямо, следуя указаниям навигатора, и лишь затем свернули влево. Волхов своим достаточно сильным течением, выносящим тонны песка, создал далеко выдающуюся в Ладогу косу, над которой во время отлива лучше не ходить. Обходя многочисленные рыбацкие сети, мы двинулись на Варецкие банки. В этой поездке у меня появилась возможность самому посмотреть, попробовать, что же из себя представляет навигатор GPS.
Для того, чтобы нашим читателям было понятно, о каком оборудовании идет речь, немного отклонимся от подробностей рыбалки и обратимся к технической информации, почерпнутой с интернет-сайтов двух ведущих компаний (отдельная благодарность фирме Boston-PC за предоставленную техническую информацию), производящих оборудование для систем спутниковой навигации, корпораций Garmin и Magellan.
Global Positioning System (GPS) - это спутниковая навигационная система (известная также под другим названием - NAVSTAR). Она состоит из работающих в единой сети 24 спутников, находящихся на 6 орбитах высотой около 17 тыс. км над поверхностью Земли. Спутники постоянно движутся со скоростью около 3 км/сек, совершая два полных оборота вокруг планеты менее чем за 24 часа.
Первый GPS-спутник был запущен в феврале 1978 г. Каждый спутник весит более 900 кг и имеет размер около 5 м (с раскрытыми солнечными батареями). Мощность радиопередатчика 50 ватт. Каждый спутник передает сигналы на 3-х частотах. Гражданские GPS-приемники используют частоту "L1", равную 1575.42 МГц. На борту каждого спутника установлены часы, обеспечивающие точность 10-9 сек.
Каждый спутник расчитан на работу примерно в течение 10 лет. Новые спутники изготавливаются и запускаются на орбиту по мере необходимости. Спутники GPS принадлежат министерству обороны США и их работа профинансирована налогоплательщиками США минимум до 2006 г. Для всех пользователей услуги GPS предоставляются бесплатно.
Орбиты спутников располагаются примерно между 60 градусами северной и южной широты. Этим достигается то, что сигнал от хотя бы от некоторых спутников может приниматься повсеместно в любое время. Даже на полюсах можно "увидеть" спутники, правда, они не будут пролетать прямо над головой. Это, конечно, повлияет на геометрию и, следовательно, на точность, но лишь немного.
Одним из важнейших преимуществ GPS перед существовавшими ранее наземными системами является всепогодность. Независимо от того, для каких целей вы используете навигацию, GPS-приемник готов показать ваше местоположение - и именно тогда, когда вам это надо.
Какую же информацию передает GPS-спутник? Каждую миллисекунду спутник излучает сигнал содержащий т.н. "псевдослучайный код" (PRN - pseudo-random code), эфимерис (ephimeris) и альманах (almanach).
Псевдослучайный код служит для идентификации передающего спутника. Все они пронумерованы от 1 до 32 и этот номер показывается на экране GPS-приемника во время его работы. Почему же количество PRN-номеров больше, чем число спутников (24)? Это облегчает обслуживание GPS-сети: новый спутник может быть запущен, проверен и введен в эксплуатацию еще до того, как старый выйдет из строя. Такому спутнику просто будет присвоен новый номер ( от 1 до 32).
Данные эфимериса, постоянно передаваемые каждым спутником, содержат такую важную информацию, как состояние спутника (рабочее или нерабочее), текущая дата и время. Без этого ваш GPS-приемник не знал бы, в частности, какой сегодня день и сколько сейчас времени. Помимо этого, как мы увидим далее, эта часть сигнала крайне важна для определения местоположения.
Данные альманаха говорят о том, где в течение дня должны находиться все GPS-спутники. Каждый из них передает альманах, содержащий параметры своей орбиты, а также всех других спутников системы.
Пожалуй, теперь картина того, как работает GPS, должна становиться для вас немного яснее. Каждяй спутник передает сигнал, который, образно говоря, означает следующее: "Я - спутник № Х, сейчас мое положение Y, это сообщение было послано во время Z". Конечно, это - сильное упрощение, но поможет понять идею.
Ваш GPS-приемник получает это сообщение и запоминает эфимерис и альманах для дальнейшего использования. Эта же информация используется для установки или коррекции часов приемника. Все приборы GPS работают в системе Гринвичского времени (всемирное время -UTC). В инструкции к прибору сказано, как установить поясное время. Там же имеется таблица, показывающая разницу в часах между Гринвичским временем и вашим местным временем, необходимо только учесть переход на летнее/зимнее время. Итак, для определения местоположения GPS-приемник сравнивает время отправки сигнала со спутника со временем его получения на Земле. Эта разница во времени говорит приемнику о расстоянии до конкретного спутника. Если добавить к этому информацию о расстоянии, измеренном до нескольких других спутников, то можно триангулировать свое местоположение. Это в точности то, что делает GPS-приемник. Имея сигналы от минимум трех спутников, он может определить широту и долготу - это называется двумерной фиксацией. Если же спутников четыре или более, то GPS-приемник может определить положение в 3-х мерном пространстве, т.е. указать широту, долготу и высоту. Постоянно отслеживая ваше местоположение в течении некоторого времени, приемник также может рассчитать скорость и направление вашего движения (имеется ввиду т.н. "наземная скорость" и "наземный курс").
далее>>
