Светлана Костыгова, Антон Кузнецов

Группа спортивных туристов, совершавших лыжное путешествие по Полярному Уралу, испытывала возможности применения в экстремальных условиях навигационной спутниковой системы GPS в смычке с карманным компьютером. Испытания проводились с двумя комплектами — Palm Vx и GPS Rand McNally и Cassiopeia E-125 плюс GPS-приемник Garmin eTrex.

Более подробный материал
об этом путешествии вы можете прочитать на страницах Информационного
интернет-проекта «hPCru:карманные компьютеры в России»

Не так давно одному из сотрудников компании «МакЦентр«, поклоннику карманных компьютеров и кандидату в мастера спорта по туристическому многоборью, собирающемуся уйти в очередной отпуск, пришла в голову идея. Эта идея заключалась в том, чтобы найти применение карманным компьютерам в условиях экстремальной туристической экспедиции. Осуществить задуманное удалось месяц назад: группа спортсменов совершила путешествие по Полярному Уралу, в ходе которого было пройдено 150 километров по тундре, несколько перевалов, и — доказана целесообразность использования КПК в смычке с портативными навигаторами для спортивного ориентирования на местности.

Все, наверное, представляют себе, что такое спортивный туристический поход. Хотя что такое туристический поход в условиях полярной тундры представляют, наверное, не многие.

Но не это является темой настоящей публикации — хотя, конечно, пренебрегать антуражем экстремальной полярной экспедиции мы не станем. Настоящими героями этой статьи являются не бывалые туристы, закаленные в тяжелых походах, а портативные карманные устройства. А настоящей целью похода было не пройти сложный маршрут, а доказать, что сочетание навигационной системы и КПК является достойной заменой традиционным компасу и карте. И еще выбрать наиболее достойное сочетание из всех возможных.

Эксперимент был осуществлен при помощи и поддержке компании «МакЦентр«, которая согласилась снарядить туристическую группу несколькими карманными компьютерами. Наборы GPS-оборудования для проверки их работы в связке с КПК в условиях Крайнего Севера предоставила фирма «СиБи-Град«. Подготовка и организация экспедиции легла на плечи интернет-проекта «hPCru: карманные компьютеры в России«.

Прежде чем будет начат рассказ о походе, необходимо пояснить, что такое «набор GPS-оборудования». Такой набор состоит из портативного GPS-навигатора, соединенного с карманным компьютером.

Global Positioning System (GPS) — это спутниковая навигационная система. Она состоит из работающих в единой сети 24 спутников, находящихся на 6 орбитах высотой около 17 тысяч километров над поверхностью Земли. Спутники постоянно движутся со скоростью около 3 км/с, совершая два полных оборота вокруг планеты менее чем за 24 часа.

Орбиты спутников располагаются примерно между 60 градусами северной и южной широты. Этим достигается то, что сигнал хотя бы от некоторых спутников может приниматься повсеместно в любое время.

GPS находит применение везде, кроме мест, где нельзя принимать спутниковые сигналы, то есть в зданиях определенной конструкции, под землей, под водой. В воздухе и на море GPS используется летчиками, моряками и рыбаками в качестве навигационного прибора. Цели, для которых GPS используется любителями сухопутного отдыха, также разнообразны, как и виды такого отдыха. Сегодня GPS становится чрезвычайно популярным среди любителей пешего, горного, водного и лыжного туризма, охотников, рыболовов, велосипедистов. Любой, кому нужно знать, где он находится и откуда пришел, как ему добраться до нужного места, с какой скоростью он движется и когда доберется до цели, может легко пользоваться преимуществами, предоставляемыми GPS.

Что такое карманный компьютер, распространяться не будем, однако заметим, что его применение в комплекте с GPS-навигатором позволяет не только определять координаты своего местонахождения, но и делать привязку этих координат к карте местности, хранить данные в памяти компьютера и планировать маршрут.

В результате разработки проекта были подготовлены два GPS-комплекта на базе устройств с операционными системами Palm OS и Windows CE.

Первый GPS-комплект состоял из Palm Vx и GPS Rand McNally. Этот вариант показался наиболее удачным. Среди достоинств Palm GPS-комплекта можно отметить малый вес (около 500 грамм), небольшие суммарные габариты. Топографическая карта была подготовлена в программном комплексе Atlas. Программа позволяет осуществлять привязку карты непосредственно на местности. Кроме того, Atlas умеет показывать скорость и направление движения, высоту над уровнем моря, магнитное склонение.

В случае с Windows CE было решено использовать уже вполне хорошо зарекомендовавшую себя комбинацию — Cassiopeia E-125 плюс GPS-приемник Garmin eTrax. «Кассиопея» всегда славилась своим прекрасным цветным экраном, что позволяет пользоваться цветной картой. В отличие от Palm OS комплекта, GPS-приемник в комплекте с Windows CE можно использовать автономно. Для работы с картографическими материалами применялся программный комплекс OziExplorer. К сожалению, карты для этой программы должны быть подготовлены заранее на настольном компьютере. Это отнимает много времени и требует некоторых знаний по геодезии.

Итак, GPS-комплекты собраны и готовы к двухнедельному путешествию. Поезд «Москва-Лабытнанги» увозит четырех участников похода со спецснаряжением в рюкзаках.

Полярный Урал. Дневники
26.03.01

Выходим из вагона с романтическим названием «Москва-Лабытнанги» и сразу понимаем, что «здесь вам не тут»! Хотя, вроде бы, и погода хорошая, а тянущий ветерок продувает насквозь. Но мороз не может остановить Юру — настоящего борца за продвижение технического прогресса в районы дальнего севера — он пытается привязать карту Palm Vx к координатам нашего реального местоположения. Стоя на морозе, терпеливо ждем завершения исторического момента.

GPS для Palm Vx показывает, что нашел целых 12 спутников, и долго «перебирает» на экранчике какие-то числа. Ожидание результатов затягивается и, по сути, ничем не оканчивается. Так и непонятно — определил приемник свое местоположение или нет. Для полной уверенности, что сигналы спутников принимаются четко и можно работать дальше, нужно перейти в другое приложение (NMEA Monitor), а это не очень-то удобно.
Другой испытуемый — eTrex в связке с Cassiopeia — «соображает» намного быстрее: улавливает сигналы спутников и тут же отображает точность измерения координат.

Правда, Cassiopeia E-125 пока ориентируется на местности хуже нас — разница в определении точки на карте составляет около 800 метров. В то время как максимальная точность наших измерений — 6 метров. Вероятно, это связано с тем, что карту для «Кассиопеи» пришлось готовить на настольном компьютере.

Попутный вездеход, неизвестной, но весьма «проходимистой» конструкции, не дает нам как следует согреться ходьбой и довозит почти до входа в наше ущелье. Взметнув к небу тучи снега гусеницами, он скрывается вдали, а мы проходим на лыжах немного дальше и встаем на первую ночевку.

27.03.01

Ходьба на лыжах — несколько забытое с прошлого года ощущение — настолько захватывает нас, что Юра вспоминает о своей миссии «носителя прогресса» только после обеда. Мы решаем совершить радиальный выход на перевал Грандиозный.

Юра достает заветную коробку с устройствами и перекладывает навигационное оборудование из нее во вместительный карман своей ветровой куртки. Он хочет проверить работу Cassiopeia E-125, GPS eTrex и Palm Vx в движениии, но… ничего хорошего из этого не получается.
Техника — это вам не люди! Она не может работать в таких нечеловечески холодных условиях! Всего один переход на морозе минут в сорок — и eTrex замерзает совсем, а Palm Vx сначала несколько раз сбрасывает уже загруженную карту, как будто мы из нее уже вышли, а потом и вовсе темнеет экраном и умирает.

GPS-приемник eTrex выдерживает на морозе около сорока минут. Работу с ним приходится ограничивать — иначе надо придумывать, как его отогреть. Palm хандрит с самого начала: постоянно сбрасывает карту, буквально отказываясь с ней работать.

Причина болезни Palm-a, как выяснилось вечером в палатке, — не только холод, но и неправильно определенные в поселке Полярном координаты привязки. Видимо, во время их установки GPS-приемник еще не вышел на рабочий режим. Точки привязки карты можно отредактировать вручную, что мы и сделали.

28.03.01

Все с утра настроены на прохождение красивейшего перевала Водопадный, который начинается в 50 метрах от нашей палатки и представляет собой три ступени лазурного чистейшего льда! Правда, местами встречается еще и вода, по-видимому, натопленная солнцем.

На обеде Юра, одной рукой устанавливая горелки, другой сооружая снежную стенку от ветра, третьей достает аппаратуру. На радость ему Palm Vx, у которого теперь полный порядок со всеми определяющими координатами, абсолютно правильно показывает, где мы находимся.
Всего за три походных дня уже проявились первые закономерности в работе нашего навигационного оборудования. У Cassiopeia E-125 на морозе немного темнеет экран, но это регулируется простым увеличением яркости. Экран Palm Vx быстро замерзает, становится темнее и начинает «тормозить», медленно перерисовывая изображение. Зато у Palm Vx есть очень полезное приложение, позволяющее пользоваться GPS-приемником как компасом и определять магнитное склонение. Весьма полезное качество на Полярном Урале, где склонение составляет ни много ни мало 22 градуса.

GPS eTrex, как выяснилось, благодаря отличному приему сигналов спутников, может прекрасно работать из кармана ветровой куртки, что позволяет ориентироваться прямо в движении. Длинный кабель, соединяющий Cassiopeia E-125 и GPS очень удобен. GPS кладется в теплый карман, а карманный компьютер можно иногда вынимать. Его аккумулятор греется от руки даже через рукавицу.

На этот раз результаты визуального ориентирования совпали с показаниями «Кассиопеи», что позволяет сделать вывод о погрешностях карты. Очень жаль, что в OziExplorer CE не предусмотрены функции создания и редактирования точек привязки карты.

И, наоборот, в случае Palm, очень приятно, что такие возможности есть — это делает работу с картой более гибкой. Для привязки на Palm требуется всего две точки, параметры которых можно изменять.

Вечером вставляем свежий аккумулятор в Cassiopeia E-125: старый еще может работать, но рисковать не хочется. Предыдущей ночью было явно за 30 градусов мороза.

29.03.01

Кто бы мог подумать, каким будет этот день и как он закончится! Серое ветреное, но довольно теплое утро. По плану у нас был намечен к прохождению перевал под названием Неожиданный. По сути, нам надо было преодолеть узкую часть плато. Но это оказалось совсем не легко. Наверху бушевала пурга.

Мы довольно долго искали более-менее подходящий спуск, постоянно натыкаясь на обрывы и скальные сбросы. Судя по карте, относительно нормальный склон был строго в одном месте. Жить хотелось очень, и с большим трудом была вытащена из рюкзака Cassiopeia E-125. Маленькая и тяжелая, она в подобной ситуации была несомненно удобнее, нежели разрываемая ветром бумажная карта. Через некоторое время двинулись куда-то сильно влево. Как оказалось, Cassiopeia не подвела и показала нам не только точку спуска, но и высоту, на которой мы находились в тот момент!

Спуск затянулся, ветер со снегом нещадно молотил и сдувал нас, не позволяя даже лицо повернуть в сторону. Двоих буквально смело со склона: прокатившись вниз около двухсот метров, они сумели остановиться.

В обстановке, близкой к атмосфере Соляриса, мы куда-то спустились. Состояние в команде было унылое, и наш мудрый руководитель, чтобы всех утешить, произнес: «Ставим скорее палатку, а там включим GPS и узнаем, куда мы попали!»

Мы сразу успокоились, повеселели и, крепко держась друг за друга, чтобы не улететь, быстро соорудили снежную стенку и поставили палатку. Забраться внутрь капронового домика было сущим удовольствием. Как нельзя кстати оказалась и плитка шоколада. Ощутив необыкновенный прилив сил, решили все-таки узнать, где мы, собственно, находимся. Экран Cassiopeia засветился. Надо сказать, что чертовски приятно было в эту трудную минуту в условиях полного отсутствия видимости увидеть на карте большую красную стрелку c надписью «Вы находитесь здесь». Ну, просто слезы на глаза навернулись! Слава техническому прогрессу! С этой мыслью мы и провели ночь. Из-за сильной пурги каждые два часа один из нас выбирался наружу, подолгу пытаясь хоть как-то очистить палатку от заваливающего ее снега.

События этого дня наводят на мысль, что основным применением GPS в путешествиях может стать именно ориентирование в плохую погоду, когда компас или карту использовать просто невозможно. Брать с собой комплект навигационной аппаратуры стоит даже, если он может пригодиться всего лишь один раз. При грамотной настройке и умелом использовании все эти «технические навороты» в походе могут сильно выручить и, возможно, и спасти жизнь.

30.03.01

После ночной борьбы со стихией просыпаемся поздно. Пурга кончилась. После визуальной проверки нашего местоположения делаем вывод: наши с Cassiopeia мнения по этому поводу абсолютно совпадают.

Без завтрака, опасаясь начала новой пурги (так как ветер дует очень сильно), мы быстро уходим вниз. Теперь время для проверки Cassiopeia и GPS в движении. Все работает здорово. Добравшись, наконец, до места, где ветер не сдувает с ног, решаем плотно пообедать. Наш руководитель в процессе приготовления еды не участвует, зато просит каждого, кто проходит мимо него, сфотографировать его с любимой «Касей» на фоне гор.

Вечером на ночевке приходят мысли о том, как здорово было бы взять с собой GPS-комплекты летом: они не будут мерзнуть, и их можно будет использовать на полную мощь.

31.03.-02.04.01

Следующие три дня можно условно объединить, так как ничего значительного не происходило. Наш путь лежал к высшей точке Пайпудынского массива, расположенного в нескольких часах езды на поезде.

За минуту выгрузившись на нужной станции, мы всего часа за четыре добежали по морозцу и при сильном боковом ветре до почти незаметного леска (несколько деревьев и кустов) прямо перед «нашей» вершиной и поставили палатку.

Выбраться утром из палатки оказалось почти невозможно — опять началась пурга. День прошел в тоскливом ожидании и изучении все новых и новых возможностей наших навигационных приборов.

3.04.01

Никто не мог представить, что с утра погода может быть так великолепна! На небе ни облачка и, что самое поразительное, нет ветра. При вполне приличном морозе в тени, мы поднимались по залитому солнцем склону горы в футболках. О таком дне мечтают все путешественники, и особенно те, которые несут технический прогресс в районы дальнего севера.

Мы поднялись на вершину Пайпудын-чорр и увидели вокруг все горные массивы Полярного Урала. Но даже это великолепное зрелище не смогло отвлечь руководителя похода от его миссии. Мы-то шли на вершину за красотой, а он — проверить показания приборов. Техника, уже в который раз, не подвела. Все цифры, высветившиеся на маленьких экранах, соответствовали визуальным наблюдениям и нашей простой двухкилометровой карте.

Вот так закончились наши похождения по Полярному Уралу с Palm Vx, GPS eTrex и Cassiopeia E-125. Теперь мы знаем, что лучший загар приобретается под Воркутой, самые сильные ветры постоянно дуют под Воркутой, самые безлесые горы тоже находятся под Воркутой, а ориентироваться в этих горах лучше всего с помощью спутников и современной техники.

Остается сделать выводы по GPS-комплектам и программному обеспечению к ним.

Комплект на основе Windows CE можно рекомендовать профессионалам и энтузиастам, хорошо знакомым с геодезией, способным самостоятельно создать необходимую карту при помощи настольной версии OziExplorer. Кроме того, всем тем, кто не хочет разбираться ни в ориентировании, ни в геодезии, то использовать Pocket PC комплект в этом случае можно только при наличии уже подготовленных к работе карт.

Программное обеспечение Windows CE(Cassiopeia E-125 и программа OziExplorer CE):
1. Возможность масштабирования карты.
2. Возможность работы с цветной картой (при движении по пересеченной местности летом информативность карты повышается в несколько раз).
3. Информационная строка, в которой показываются основные параметры (координаты и высота). Не надо переходить в другие приложения или копаться с GPS-приемником.
4. Возможность работы Cassiopeia E-125 с модулями энергонезависимой памяти
   • нет ограничения на объем карты
   • карта не пропадет при жесткой перезагрузке
   • можно хранить дистрибутив программного обеспечения и backup
   • можно хранить информацию (координаты точек и т д.) в энергонезависимой памяти
   • возможность быстрой замены аккумуляторов на КПК
5. Отсутствие функций привязки карты на местности и коррекции этой привязки.

Комплект на основе Palm можно рекомендовать людям с некоторым опытом в ориентировании, способным точно определить свое местоположение для привязки карты к местности.

Программное обеспечение Palm OS (Palm Vx и программа Atlas):

1. Привязка карты непосредственно на местности, коррекция привязки карты вручную.
2. Подзаряжать аккумулятор Palm можно лишь при помощи специальных устройств, простая замена невозможна.
3. Размеры программ невелики, скорость их работы достаточна. Наличие спектра специализированных программ (Atlas, Tracker, Compass, NMEA Monitor).

Соединение КПК и GPS через шнур

1. Длинный соединительный шнур между КПК и GPS позволяет использовать комплекс таким образом, что для работы из кармана вынимается только КПК (например, в дождь).
2. Устройства друг от друга независимы и могут эксплуатироваться отдельно (если у самого GPS предусмотрены такие функции и возможности).

Замена КПК на новую модель не потребует замены GPS-приемника, достаточно приобрести новый соединительный шнур.

Независимо от платформы в сложных полевых условиях можно рекомендовать использовать GPS-приемник, стыкуемый с КПК при помощи кабеля. Такое решение более гибко и позволяет работать с каждым из устройств по отдельности.

В случае, когда важны габариты и вес комплекта, можно рекомендовать Palm OS комплект со специальным GPS-приемником, таким как GPS Rand McNally.

---

Подготовка проекта осуществлялась силами информационного интернет-проекта «hPCru: карманные компьютеры в России»

КПК предоставлены компанией «МакЦентр«

GPS-приемники предоставлены компанией «СиБи-Град»