Светлана Костыгова, Антон Кузнецов
Спортивная группа туристов, совершавшая лыжный марафон по Полярному Уралу, провела исследование возможностей использования навигационной спутниковой системы GPS в экстремальных условиях в сочетании с карманными компьютерами. Испытания проходили с двумя комплектами — Palm Vx и GPS Rand McNally, а также Cassiopeia E-125 в паре с GPS-приёмником Garmin eTrex.
Недавно один из сотрудников компании «МакЦентр», увлекающийся карманными компьютерами и кандидат в мастера спорта по туристическому многоборью, перед отпуском решил проверить работу КПК в экстремальных туристических условиях. Идея реализовалась месяц назад: группа спортсменов прошла 150 километров в тундре, преодолела несколько перевалов и доказала эффективность использования КПК вместе с портативными навигаторами для спортивного ориентирования.
Многие знают, что собой представляет спортивный туристический поход, но туристические путешествия в условиях полярной тундры — тема менее распространённая.
Основное внимание в статье уделено не участникам похода, закалённым в непростых условиях, а портативным карманным устройствам. Целью экспедиции было не только пройти маршрут, но и доказать, что сочетание навигационной системы и КПК способно заменить традиционные компас и карту, а также определить оптимальный комплект оборудования.
Эксперимент получил поддержку компании «МакЦентр», предоставившей ряд карманных компьютеров. GPS-наборы для эксплуатации в условиях Крайнего Севера предоставила фирма «СиБи-Град». Организацию и подготовку экспедиции осуществлял интернет-проект «hPCru: карманные компьютеры в России».
Перед тем как описать ход похода, следует пояснить, что представляет собой GPS-набор. Он состоит из портативного GPS-навигатора, подключённого к карманному компьютеру.
Global Positioning System (GPS) представляет собой спутниковую систему навигации, состоящую из 24 спутников, размещённых на 6 орбитах на высоте около 17 тысяч километров над земной поверхностью. Спутники движутся со скоростью примерно 3 км/с, делая два оборота вокруг планеты менее чем за сутки.
Орбиты спутников расположены между 60 градусами северной и южной широты, что обеспечивает приём сигнала практически в любой точке Земли в любое время суток.
GPS используется повсеместно, за исключением мест без спутникового сигнала — внутри определённых конструкций зданий, под землёй и под водой. На суше и воде система широко применяется пилотами, моряками и рыбаками. Среди любителей активного отдыха GPS популярен у пешеходов, горных и лыжных туристов, охотников, рыболовов и велосипедистов. Для тех, кому важно знать своё местоположение, маршрут, скорость и время прибытия, GPS является удобным и надёжным помощником.
Что касается карманных компьютеров, подробно останавливаться на их характеристиках не будем, но отметим, что работа GPS совместно с КПК даёт возможность не только определять координаты, но и отображать их на карте, сохранять информацию и планировать маршрут.
В ходе проекта были разработаны два GPS-комплекта на базе устройств с операционными системами Palm OS и Windows CE.
Первый включал Palm Vx и GPS Rand McNally, показавший лучшие результаты. Главными преимуществами были небольшой вес (около 500 грамм) и компактность. Топографическая карта создавалась в программном комплексе Atlas, который обеспечивал геопривязку карты, отображение скорости, направления движения, высоты над уровнем моря и магнитного склонения.
Для Windows CE была использована проверенная пара Cassiopeia E-125 и GPS-приёмник Garmin eTrex. Цветной экран «Кассиопеи» обеспечивал удобную работу с цветной картой. В отличие от Palm OS, GPS-приёмник в данном комплекте можно было использовать автономно. Для работы с картами применялся OziExplorer, требующий предварительной подготовки карт на стационарном компьютере, что занимает время и требует специалиста с знаниями в области геодезии.
Таким образом были собраны GPS-комплекты, готовые к двухнедельной экспедиции. Поезд «Москва-Лабытнанги» доставил четырёх участников с необходимым снаряжением и техникой в рюкзаках.
Полярный Урал. Дневники
26.03.01
Выход из поезда «Москва-Лабытнанги» сразу напомнил, что «здесь не всё просто». Несмотря на благоприятную погоду, пронизывающий холодный ветер чувствуется насквозь. Юра, энтузиаст технических новинок для Северных районов, пытается закрепить карту Palm Vx на текущих координатах. В ожидании запуска GPS-системы на морозе терпеливо наблюдают за процессом.
GPS у Palm Vx зафиксировал 12 спутников, однако данные на дисплее выглядели запутанными. Время ожидания затягивалось, а результат оставался неясным — удалось ли определить местоположение приёмнику. Для проверки сигнала надо было переключаться в другое приложение, что было неудобно.
В это время комплект eTrex с Cassiopeia реагировал быстрее и моментально показывал точные координаты.
Тем не менее Cassiopeia E-125 пока уступала по точности — отклонение составляло около 800 метров, тогда как максимальная точность других устройств доходила до 6 метров. Вероятно, это связано с тем, что карта для «Кассиопеи» была подготовлена заранее на компьютере.
Вездеход сомнительной конструкции доставил группу почти до начала ущелья, поднимая снежные облака гусеницами. Туристы часть пути прошли на лыжах и устроили первую ночёвку.
27.03.01
Возвращение к лыжному передвижению после перерыва оказалось захватывающим, но лишь после обеда Юра вспомнил о задаче — проверить маршруты с помощью GPS. Был запланирован радиальный выход на перевал Грандиозный.
Юра вынул устройства и спрятал навигационное оборудование в карман куртки. Рассчитывали испытать Cassiopeia E-125, GPS eTrex и Palm Vx в движении, но техника подвела. Из-за холода eTrex замёрз за сорок минут, а Palm Vx сначала терял карту, а затем экран гас.
eTrex работал на морозе около сорока минут, после чего его приходилось осторожно согревать. Palm испытывал проблемы с самого начала — постоянно терял загруженные карты.
Вечером в палатке выяснилось, что проблемы Palm были вызваны не только морозом, но и неправильной установкой координат карты, вероятно, из-за того, что GPS в поселке Полярный ещё не начал полноценно работать. Координаты были отредактированы вручную.
28.03.01
Утром планировался перевал Водопадный, начинающийся в 50 метрах от лагеря и представляющий собой три красивых каскада чистого льда, местами покрытого водой, предположительно от солнечного тепла.
Во время обеда Юра ставил горелки и возводил снежную стену от ветра, постоянно обращаясь к навигационным приборам. Palm Vx с исправленными координатами чётко отображал местоположение.
За три дня выявились особенности работы оборудования. Экран Cassiopeia E-125 на морозе немного терял яркость, но подсветка компенсировала это. Экран Palm Vx быстро остывал, темнел и начинал «тормозить» при обновлении изображения. При этом Palm оснащён полезной функцией, превращающей GPS в компас с учётом магнитного склонения — ценное качество для Полярного Урала, где склонение достигает 22 градусов.
GPS eTrex, благодаря хорошему приёму, работал из тёплого кармана куртки, что позволяло ориентироваться во время движения. Длинный кабель между Cassiopeia и GPS обеспечивал удобство: GPS оставался в тёплом кармане, а КПК доставался по мере необходимости. Аккумулятор КПК даже прогревался от руки через рукавицу.
Визуальные ориентиры совпадали с данными «Кассиопеи», что говорило о небольшой погрешности карты. Недостатком OziExplorer CE оказался отсутствие возможности создавать и редактировать точки привязки карты.
В отличие от этого, ПО Palm OS обеспечивало гибкость благодаря простой ручной корректировке карты, требующей всего двух опорных точек.
Вечером старый аккумулятор Cassiopeia E-125 был заменён на новый: несмотря на работоспособность старого, из-за холодов не хотели рисковать.
29.03.01
День начался пасмурно и с ветром, но было относительно тепло. По плану стоял перевал Неожиданный — узкий участок плато. Подняться было непросто из-за пурги на вершине.
Долго искали безопасный спуск, наталкиваясь на обрывы и скалы. По карте подходящий склон оказался только в одном месте. С большим трудом достали Cassiopeia E-125 из рюкзака, которую в таких условиях оказалось удобнее использовать, чем старую бумажную карту. Она показала не только точку спуска, но и текущую высоту.
Спуск затянулся, ветер и снег били с силой, сбивая с ног. Двух участников буквально унёс горный склон; они смогли остановиться только после 200 метров скольжения вниз.
В обстановке, напоминающей атмосферу романа «Солярис», группа завершила спуск. Настроение было подавленным, и руководитель сказал: «Ставим палатку и определим через GPS, где мы находимся». Это вселило надежду. Быстро построили снежную стену, поставили палатку и с облегчением расположились внутри. Плитка шоколада подняла дух. Включённая Cassiopeia показала красную стрелку с надписью «Вы находитесь здесь», что тронуло команду. Технический прогресс вдохнул веру в сложный момент.
Из-за пурги каждые два часа кто-то выходил, чтобы очистить палатку от снега.
Эти события подтвердили, что GPS особенно необходим при плохой погоде, когда работа с картой или компасом затруднена. Навигационное оборудование стоит брать даже в одиночные походы — оно способно спасти жизнь в критической ситуации.
30.03.01
После ночной борьбы со стихией команда проснулась поздно, пурга утихла. Данные Cassiopeia соответствовали визуальным наблюдениям.
Опасаясь новой пурги из-за сильного ветра, быстро покинули лагерь без завтрака. Во время движения проверяли работу Cassiopeia и GPS — всё функционировало стабильно. Добравшись до места с менее сильным ветром, плотно пообедали. Руководитель, не принимая участие в готовке, попросил сфотографировать себя с «Кассиопеей» на фоне гор.
Вечером, после ночёвки, мысли были о том, как хорошо было бы использовать GPS-комплекты летом — тогда не будет заморозков, и техника сможет работать на полную мощность.
31.03.-02.04.01
Следующие три дня прошли без особых происшествий. Маршрут вёл к вершине массива Пайпудын, находящегося в нескольких часах пути на поезде.
Высадившись на нужной станции, за четыре часа в мороз и сильный боковой ветер участники добрались до небольшого лесного массива у подножия горы и разбили лагерь.
Утром выйти из палатки было сложно из-за начавшейся пурги. День провели в ожидании и освоении дополнительных возможностей навигационного оборудования.
3.04.01
Утро порадовало ясной погодой: безоблачное небо, отсутствие ветра и ощутимый мороз. Поднимаясь в футболках по залитому солнцем склону, участники наслаждались прекрасным днём — тем, к которому стремятся все путешественники, в особенности несущие технический прогресс на Север.
На вершине Пайпудын-чорр открывались захватывающие виды горных массивов Полярного Урала. Несмотря на красоту, руководитель сосредоточился на проверке оборудования. Техника вновь не подвела — показания совпадали с визуальными наблюдениями и картой в масштабе 1:2000.
Так завершилось путешествие по Полярному Уралу с использованием Palm Vx, GPS eTrex и Cassiopeia E-125. Теперь известно, что наиболее сильные ветра, лучший загар и безлесые горы сосредоточены у Воркуты, а ориентироваться там лучше всего при помощи спутниковых систем и современной техники.
Подведём итоги по GPS-комплектам и использованному программному обеспечению.
Комплект на базе Windows CE рекомендуется профессионалам и энтузиастам с навыками геодезии, способным создавать карты с помощью настольной версии OziExplorer. Тем, кто не хочет глубоко погружаться в ориентирование, лучше использовать Pocket PC только с заранее подготовленными картами.
- Программное обеспечение Windows CE (Cassiopeia E-125 и OziExplorer CE):
- Возможность изменения масштаба карты.
- Работа с цветной картой повышает информативность на пересечённой местности в летнее время.
- Информационная строка с координатами и высотой без необходимости переключаться между программами.
- Работа Cassiopeia E-125 с энергонезависимой памятью:
- Отсутствие ограничений по объёму карты.
- Защита карты при жёсткой перезагрузке.
- Хранение установочных файлов и резервных копий программ.
- Сохранение данных, включая координаты, в энергонезависимой памяти.
- Быстрая замена аккумуляторов на КПК.
- Отсутствие функций привязки карты к местности и её коррекции.
Palm-комплект больше подходит опытным пользователям, умеющим точно определять местоположение для привязки карты.
- Программное обеспечение Palm OS (Palm Vx и Atlas):
- Возможность привязки карты на местности с ручной корректировкой.
- Аккумулятор Palm заряжается только специальными устройствами, замена аккумулятора затруднена.
- Компактные программы с высокой скоростью работы и набором специализированных утилит (Atlas, Tracker, Compass, NMEA Monitor).
Соединение КПК и GPS через кабель предоставляет следующие преимущества:
- Длинный кабель позволяет использовать метод, при котором GPS остаётся в тёплом кармане, а КПК доставляется для работы (удобно, например, в дождливую погоду).
- Оба устройства могут работать независимо друг от друга (если у GPS есть такая функция).
Замена карманного компьютера на другую модель не требует замены GPS-приёмника — достаточно приобрести новый кабель.
Во всех сложных условиях рекомендуется использовать GPS-приёмник, подключённый к КПК через кабель, что обеспечивает гибкость и возможность индивидуального использования устройств.
Если важны минимальные размеры и вес, предпочтителен комплект на базе Palm OS с GPS-приёмником, например GPS Rand McNally.
Подготовкой проекта занимался интернет-проект «hPCru: карманные компьютеры в России».
Карманные компьютеры предоставила компания «МакЦентр».
GPS-приёмники предоставила компания «СиБи-Град».