36NM - GPS pro turistiku
ČVUT- FEL- 36NM Nová media
www.jrr.cz
Parametry přijímačů
› Obecně › Citlivost a chipset › Podpora WAAS/EGNOS › Ostatní parametry
Obsah referátu
› Úvod » Parametry přijímačů › Jednoúčelová zařízení › Multifunkční zařízení › Modelové situace › Závěr a doporučení › Rejstřík pojmů › Odkazy a zdroje
Zip soubor
Celý referát je možné stáhnout zabalený v zip souboru. referat.zip

# Obecně o GSP přijímačích

Bez ohledu na to, zda budete používat jednoučelový navigační přístroj, multifunkční nebo nějakou kombinaci, vždy přesnost a spolehlivost navigace závisí na vlastním GPS přijímači. To je soustava obvodů, která přijímá signál z družic a poskytuje zbytku přístroje informace o poloze a dalších vypočtených údajích. Gps přijímač může být zabudován v navigačním přístroji nebo je to samostatný modul, který se k přístroji připojuje z vnějšku.
Jelikož zbytek přístroje závisí na údajích vypočtených GPS přijímačem a nepřesnost negativně ovlivňuje všechny ostatní funkce i kvalitu navigace, je dobré se o parametry GPS přijímače při výběru přístroje zajímat.

# Citlivost a chipset

Pokud se podíváte do popisu GPS přístrojů v nějakém internetovém obchodě, zjistíte, že u většiny přístrojů je napsáno, že se jedná o "extremně citlivý GPS přijímač", "vysoce citlivý přijímač vhodný i do městské zástavby" a podobně. Zatím jsem nenarazil na přístroj, u kterého by byl napsán opak a dohledat nejaké porovnatelné číselné vyjádření citlivosti je problém.
Jednoduše lze citlivost přístroje posoudit podle toho, zda je možné připojit externí anténu (pokud ji plánujete používat), a hlavně podle použitého chipsetu. Přestože GPS přístrojů existují stovky typů, chipsetů se používá jen několik. Obvykle se za nejcitlivější považuje chipset SIRFstar III, který často obsahují GPS vyrobené v poslední době. Pro porovnání citlivosti známějších chipsetů lze využít tabulku na těchto stránkách nebo srovnání přesnosti zde. Objevují se ale nové chipsety, které obvykle v tabulkách srovnání ještě nejsou a pak nezbývá než hledat recenze a diskuzní fóra se zkušenostmi uživatelů.

# Podpora WAAS/EGNOS

Podpora příjmu signálu WAAS/EGNOS je velmi užitečná vlastnost GPS přijímače, protože umožňuje snížit chybu měření polohy pomocí diferenčního měření (dgps). Korekční data jsou přijímána z geostacionárních satelitů, v evropě je to systém EGNOS, v severní americe systém WAAS. Oba systémy jsou kompatibilní, liší se pouze pokrytou oblastí. Pokud chceme korekční data využívat, je dobré snažit se mít volný výhled na jih. Přesnost polohy změřené s pomocí dat WAAS/EGNOS by měla být do 3m.

# Ostatní parametry

U GPS přijímačů bývá uvedena ještě celá řada dalších parametrů. Některé jsou užitečné hlavně pro marketing, některé mají svůj význam.

Komunikační protokol
  Protokol přenášených dat uživatele zajímá pouze, pokud chce koupit samostatný GPS modul a používat ho s nějakou navigační aplikací v jiném zařízení. Protokolů existuje několik velmi odlišných, ale pro GPS je dominantním standardem NMEA 0183, který je podporován prakticky ve všech přijímačích i navigačních aplikacích a většinou je taky nastaven jako výchozí. Protokol NMEA 0183 obvykle dostačuje k plnohodnotnému využití GPS a běžného uživatele nemusí další podporované protokoly (většinou proprietární) zajímat. Mají význam především pro servisní operace a nastavování pomocí software dodaného výrobcem.
Statická navigace
  Funkce, která se snaží, aby se poloha vypočítaná GPS přijímačem neměnila, pokud nejste v pohybu. Cílem bylo předejít stavu, kdy zastavíte na křižovatce a vlivem náhodných chyb nepatrně měnící se poloha, dovede navigační aplikaci k dojmu, že jedete špatným směrem. Nevýhodou je, že pomalý pohyb jako je chůze bývá často považován za chybu a ignorován. Podobnou funkci není problém implementovat v navigační aplikaci (v aplikacích se s nepřesností GPS musí stejně počítat), bohužel někteří výrobci tuto funkci implementují již v GPS přijímači. Z mého pohledu je to velmi nešťastný nápad, protože řada aplikací by lépe využila průběžně aktualizovanou polohu, místo které dostává souřadnice místa, kde jsme se podle GPS přestali pohybovat. Podrobnosti a řešení pro některé přijímače lze najít v tomto članku.
Počet kanálů
  Tento údaj bývá v parametrech přístrojů uveden téměř vždy, ale obvykle zcela bez popisu, takže se těžko dozvíte, k čemu jsou kanály užitečné. Na otázku jsem se obvykle dozvěděl, že čím má přijímač kanálů více, tím je GPS lepší a někdy také, že přijímač může zachytit jen tolik satelitů, kolik má kanálů. Na internetu jsem našel celou řadu protichůdných vysvětelní a hypotéz, často je počet kanálů spojován i s citlivostí přijímače.
  Nejvěrohodnějším vysvětlením je, že každý kanál může zpracovávat paralelně signál od jednoho satelitu. Starší jednokanálové GPS přijímače nemohly zpracovávat signál od všech viditelných satelitů najednou, takže se přijímač mezi satelity musel rychle přepínat a přijatá data si před přepnutím uložit. Fungovalo to, ale za cenu nižší přesnosti a hlavně dlouhé doby potřebné k určení polohy po zapnutí.
  Aby přijímač mohl paralelně zpracovávat signál od všech satelitů, které můžeme ze země vidět, měl by stačit 12ti-kanálový přijímač. Pokud připočteme příjem dat ze satelitů WAAS/EGNOS, lze obhájit 16 kanálů. Nicméně běžně se prodávají i 20 nebo 32 kanálové přijímače, pro jejichž účel se mi vysvětlení najít nepodařilo. Nejčastěji se uvádí připravenost na signál z družic systému Galileo.
  Tento parametr bych asi vyhodnotil tak, že pokud GPS nemá méně než 12 kanálů, běžnému uživateli se vyplatí soustředit hlavně na ostatní parametry.
Magnetický kompas
  GPS přijímač je běžně schopen určit, kterým směrem se pohybujete, čehož obvykle využívá navigační aplikace a na mapě zobrazí šipku. Pokud se ovšem nepohybujete nebo není pohyb dostatečný vzhledem k přesnosti měření polohy, nelze již směr určit. To muže být problém, například pokud v lese hledáte určité místo, podle přístroje víte, že vám zbýva jen 15 metrů, ale nevíte kterým směrem se vydat. U běžných GPS musíte směr odhadnout a po ujití několika metrů (při špatném signálu i několika desítek metrů) GPS aktualizuje polohu i směr a vy zjistíte, zda jdete správně.
  Tento problem u některých jednoúčelových navigačních přístroju řeší magnetický kompas, který umožní zjistit směr, kterým je přístroj natočen.
Barometrický výškoměr
  Každý přijímač umí vypočítat nadmořskou výšku, pokud vidí alespoň 4 satelity, viz princip určování polohy, jenže takto získaný údaj není tak přesný jako výška vypočtená z tlaku vzduchu, což je důvod, proč některé přístroje obsahují barometrický výškoměr. Mírnou nevýhodou tohoto principu měření je nutnost kalibrace výškoměru. V nastavení lze obvykle zvolit jakým způsobem se bude nadmořská výška počítat, lze tedy nechat výšku počítat i ze signálu satelitů jako to dělají běžné přijímače.
Výdrž baterie
  Zatímco u navigačních přístrojů určených do automobilů není napájení problém, turistu bude určitě spotřeba jeho GPS přístroje, respektive jeho výdrž, zajímat.
  Výdrž přístrojů v provozu se velmi liší nejen podle typu a baterií, ale také podle využívaných funkcí. Na spotřebě se znatelně projeví zapnuté podsvícení displeje, kompas i výškoměr. Výdrž lze obvykle prodloužit aktivováním úsporného režimu, kdy přístroj nezjišťuje polohu průběžně, ale jen jednou za čas. Nejkratší doba provozu bývá u bluetooth GPS modulů, primárně určených pro autonavigaci, které vydrží fungovat z baterie pouze několik hodin. Jednoúčelové přístroje obvykle baterie udrží v provozu i několik dnů.
  Různé přístroje používají různé typy baterií a situace dost připomíná situaci u digitálních fotoaparátů. Pokud si pořídíte přístroj na standardní AA nebo AAA baterie, není problém si levně pořídit několik sad nabíjecich baterií, případně si v nouzi koupit nenabíjecí baterie. Mnoho přístrojů však používá speciální typy nabijecích baterií, které nikdo jiný než výrobce neprodává a náhradní baterie může vyjít poměrně draho. Některé přístroje dokonce obsahují baterii, kterou není možné vyměnit.
  Ve všech případech je nutné počítat s tím, že baterie navigačního přístroje bude nutné občas dobít a také brát v úvahu plánované použití při výběru přístroje. Pokud některé přístroje vydrží například 6 hodin v provozu, zřejmě nebudou vhodné pro použití mimo civilizaci, kde nepůjde baterie dobít.