GPS-технологии в организации экологического практикума
Киселев А.К., Шустов С.Б., Катеринчик Е.М., Нижегородский государственный педагогический университет, МОУ Лицей №28, г.Нижний Новгород
В настоящее время во всем мире получает широкое распространение система глобального позиционирования (Global Positioning System, GPS). Приборы GPS – компактные мобильные устройства, предназначенные для определения точного местонахождения объекта (например, человека с прибором GPS). Принцип работы прибора заключается в том, что прибор принимает сигналы спутников космической группировки North Star, состоящей из 24 спутников. В каждый момент времени над каждой точкой земного шара в зоне видимости находится как минимум 3 спутника. Спутники синхронизировано передают радиосигнал точного времени, но поскольку находятся на разных расстояниях от приемника (объекта), сигнал доходит с задержкой. Определяя задержку сигнала и получая сведения о нахождении спутника, прибор GPS вычисляет собственную позицию на поверхности земного шара. Точность определения координаты может составлять до 30 см. Столь высокая точность позволяет маркировать объекты незначительных размеров.
Определение. Что такое GPS-приемник
GPS-приемник получает сигналы с орбитальных спутников GPS и определяет свою позиции в любой точке Земли. Точность определения позиции зависит от количества спутников, сигналы которых получил приемник. Для того, чтобы определить местоположение необходимы устойчивые сигналы по крайней мере с трех спутников.
Это компактные мобильные устройства по внешнему виду напоминающие мобильные телефоны. Стоит отметить, что мобильные телефоны ближайшего будущего будут включать в себя GPS приемники и навсегда избавят жителей Земли от страха заблудится и потеряться. GPS-приемник получает сигналы с орбитальных спутников GPS и определяет свою позиции в любой точке Земли. Точность определения позиции зависит от количества спутников, сигналы которых получил приемник. Для того, чтобы определить местоположение необходимы устойчивые сигналы по крайней мере с трех спутников. Обычно точность определения местоположения составляет от 8 до нескольких десятков метров. Чем больше стутников засек Ваш приемник, тем точнее он определит местонахождение.
На основании полученных от спутников сигналов прибор сообщает пользователю координаты (широту, долготу, и высоту) точки, в которой тот находится. Например, координаты Сергиевской Церкви в Нижнем Новгороде: 56 градусов 19 минут 39 секунд северной широты и 49 градусов 59 минут 22 секунды восточной долготы. В цифровой записи – N 5619'39 и Е 4359'22. С появлением GPS-устройств возникли различные сервисы, использующие их возможности. В первую очередь сервисы связаны с автомобильными путешествиями, когда навигатор помогает следовать от точки к точке. Путешественники и исследователи природы в лесах, на горах, и на воде используют GPS приемники для того, чтобы обозначить отдельные точки и сложить эти точки в маршруты.
Существует большое разнообразие GPS-приемников. Даже внутри моделей одного производителя они значительно отличаются по своим возможностям – количеству каналов, которые используются для приема сигналов со спутников, количеству точек и маршрутов, которые приемник может хранить в своей памяти. Наиболее простым приемников является 12-ти канальный Etreх фирмы Garmin. Прибор может запоминать до 500 точек и хранить 1 маршрут из 50 точек.
Кроме деловой активности возникло несколько направлений игрового и образовательного использования карманных GPS-приемников. В первую очередь, это такие направления как геокешинг и геотаггинг.
Точность определения координат составляет в среднем около 15 метров, иногда точность может достигать 3 метров, а в случае плохого приема спутников может значительно понижаться. До 1 мая 2000 года точность искусственно занижалась путем внесением в передаваемые спутником данные помех.
Содержание |
Карты для GPS
Многие GPS-приемники позволяют использовать карты местности, которые загружаются в прибор. GPS-приемники походного (не автомобильного) назначения,как правило, позволяют загружать векторные карты. Такие карты имеют много преимуществ, но должны заново создаваться и не могут быть автоматически преобразованы из растровых карт, издаваемых, например, в атласах. В связи с этим в данный момент наблюдается значительный дефицит карт для GPS.
При подготовке туристических походов в ряде случаев осмысленным является рисование собственных карт района будущего путешествия. Такая карта рисуется с помощью специализированного векторного графического редактора — и может быть сохранена в векторном формате, пригодном для загрузки в GPS-приемник. Таким образом,количество и качество туристических карт для GPS также со временем растет.
Использование навигационных приёмников в России
В связи с развитием навигационной системы ГЛОНАСС и снятием ограничений на использованием навигаторов, в России декларируется использование бытовых GPS/ГЛОНАСС навигаторов.
На МАКСе показан первый российский GPS/ГЛОНАСС навигатор
Тем не менее, задача создания ГЛОНАСС-навигаторов, способных составить рыночную конкуренцию GPS, не решена.
Использование GPS-приёмников для экспериментального краудсорсинга
Ссылки
Прибор GPS часто применяется как навигационный и содержит сервисные возможности для навигации объекта, такие как отображение положения на карте, указание курса движения, вычисление протяженности пути, скорости перемещения, высоты над уровнем моря и другие.
В ходе летней экологической практики со школьниками и студентами нами был апробирован прибор GPS и предложены приемы его использования в образовательных целях. Ниже показаны некоторые активные формы работы с GPS-навигатором в условиях полевых экскурсий и экспедиций.
- Ведение путевого журнала. В путевом журнале отмечаются координатами основные точки маршрута. По этим точкам выполняется проложение маршрута по карте. Записываются такие путевые данные как: пройденное расстояние, время в пути, скорость перемещения, удаление от базовой станции. Внутри экспедиции (экскурсии) выделяется школьник (или группа школьников), который ведет путевой журнал. В некоторых случаях целесообразно использовать диктофон для фиксации информации путевого журнала с последующим переносом ее на бумагу или электронный носитель.
- Геотаггинг (“geotagging”, от греч. “geo” – Земля, англ. “tag” – метка, ярлык). Под геотаггингом мы понимаем использование в качестве меток географических GPS координат точки, в которой обнаружен интересующий нас объект и сделаны его фотографии, запись, рисунок. Таким образом, можно, например, помечать места произрастания редких видов растений и др.
- Геокешинг (“geocaching” от греч. “geo” – Земля, англ. “cache” – тайник). Это деятельность, связанная с поиском тайников, для которых указаны географические координаты. В нашем случае это обнаружение ранее помеченных объектов природы с целью их описания, наблюдения и мониторинга их состояния.
- Обеспечение безопасности экспедиционной группы. Знание точного положения группы (GPS координат), а так же наличие современных средств связи, позволит в случае чрезвычайной ситуации организовать экстренную эвакуацию или принятие соответствующих мер помощи. В ходе экспедиций и экскурсий можно организовывать тренинги по самоспасению, когда проводник группы неожиданно предлагает выбираться к базе самостоятельно, используя GPS–навигаторы.
- Викимапия. В ее основе лежит Интернет-технология ВикиВики (wiki) – среда быстрого гипертекстового взаимодействия. Важным отличием этой технологии является то, что любой учащийся может принять участие в создании коллективного гипертекста. В случае Викимапии (англ. “map” – карта), каждый гипертекстовый объект или элемент помечен своей географической координатой, что дает возможность обрабатывать и представлять результаты экологического практикума в сети Интернет. Эта виртуальная активность представлена, в частности, на портале www.letopisi.ru.
В зависимости от целей и задач экологического практикума, а также уровня подготовленности участников экспедиции возможны дифференцированные задания по разработке маршрутов и составлению карт и схем с использованием GPS-навигатора. GPS-технологии в экологическом практикуме представляются нам весьма перспективным направлением современного образования, хотя бы даже потому, что они способствуют привлечению точных методов в экологические науку и образование.
