Статьи » 
Часто задаваемые вопросы и просто полезные сведения

Каждое электронное устройство с резонатором излучает некоторое радиочастотное излучение. Мобильные телефоны, маломощные CB-рации, любительские радиостанции созданы для того, чтобы излучать. Эти устройства в том или ином виде оказывают влияние на авиационное оборудование и не должны использоваться на борту самолета. Большинство коммерческих авиалиний запрещает использование передатчиков на своих линиях.
С другими электронными устройствами (ноутбуками, AM- и FM-радиоприёмниками, электронными играми) ситуация не так однозначна. Есть подтвержденные сведения, что AM- и FM-радиоприёмники приводили к нарушению нормальной работы авиационной техники и, как результат, они так же были запрещены к использованию во время полёта. Большинство электронных игр не соответствуют стандартам FCC по защите от электромагнитного излучения, в отличии от ноутбуков и GPS-навигаторов. Несмотря на их малые размеры и низкий уровень излучения, они также запрещены к использованию в самолетах во время взлета, посадки (на высотах до 3000 метров) и наземного маневрирования из-за возможного внесения помех в работу бортовых приборов. Ноутбуки же, в силу своей конструкции и качества исполнения, хорошо защищены от излучения, и в данный момент в основном не запрещены для использования во время полётов.

А что же с GPS-навигаторами ? GPS-навигаторы очень маломощные устройства. Мощность большинства моделей не превышает одного ватта. Если всю эту мощность превратить в радиоизлучение, то оно, конечно же, может вызвать неполадки в работе авиационного оборудования. Но: а) лишь малая доля этой мощности превращается в энергию, которая может вызывать радиочастотное излучение.
б) разработчики GPS-устройств вынуждены руководствоваться стандартами FCC Part 15 Class B, которые значительно строже, чем существующие индустриальные стандарты Class A. Это связано с тем, что в быту человек находится, как правило, ближе к источникам излучений, чем на производстве.
в) в силу своей конструкции, GPS излучает в диапазоне, отличном от использующегося авиационными приборами.

Компании Garmin и Magellan заявляют, что им неизвестно ни одного случая, когда бы использование GPS на борту самолета привело к проблемам с авиатехникой. Нет ни одного упоминания от пилотов и авиаинженеров, что GPS вносит помехи в работу авиаоборудования. Более 80% авиакомпаний разрешают использование GPS-навигаторов на борту. В любом случае: если бы использование GPS вызывало бы проблемы - мы бы уже о них знали. Согласно всему вышесказанному, можно признать GPS-навигаторы более безопасными для использование во время полётов, чем ноутбуки.

Но многие авиакомпании запрещают использовать GPS на борту. Почему, если они так безопасны ? Многие официальные лица более осторожны, чем другие. Некоторые из них менее компетентны, чем третьи. Если есть хоть малейшая потенциальная угроза (какая бы маловероятная она не была), то всегда проще сказать "нет", чем проводить дорогостоящие исследования с привлечением высококлассных специалистов. Для слова "нет" не требуется хорошего знания предмета. Некоторые опасаются, что излучения GPS-приемников возможно в будущем смогут мешать работе разрабатываемых новейших систем аэронавигации. И сказав однажды "да", в дальнейшем будет очень тяжело снова закрыть дверь.

Но почему нельзя пользоваться GPS (при всей их безопасности), если пилот самолета запрещает это делать ?
Не сомневайтесь в авторитете и знаниях пилота. Он лучше всех знает свой самолет, приборы в нём, как они работают. Он отвечает за жизни своих пассажиров. Использование GPS в самолете не повод для споров с экипажем самолета, и уж тем более не повод посетить полицейский участок на земле за нарушение запрета.


Что такое "горячий" и "холодный" старт ?

Каждый GPS-спутник передает данные эфимериса, содержащие информацию об орбитах всех спутников, входящих в систему GPS. В комплексе с другими полями данных это полное сообщение передается каждые 12.5 минут. Приемник периодически получает этот сигнал и обновляет в своей памяти данные альманаха, необходимые для дальнейшей работы.

Последний полученный альманах сохраняется в памяти даже при выключенном питании, однако некоторые карманные модели GPS-навигаторов теряют эти данные, если вытащить из них батарейки на достаточно продолжительное время. Однажды запомненный альманах используется программой приёмника для различных целей, при этом срок его "годности" – ограничен (до нескольких месяцев). Данные эфимериса же устаревают примерно через 30 минут.

Когда Вы покупаете новый GPS-приёмник и включаете его в первый раз, то он не "знает", где находится. Чтобы определить свое местоположение приемник начинает сканировать частотный диапазон GPS в поисках нужных сигналов. Такой процесс, называемый "холодный старт" и включающий в себя поиск, декодирование сигналов и проведение расчетов, может занимать от 5 до 20 минут. Точная продолжительность зависит от ряда факторов, включая количество видимых спутников и алгоритм поиска, реализованный в данной модели. С другой стороны, если навигатор "знает" свое местоположение (оно может быть введено вручную или в качестве него может быть принято последнее запомненное положение), то вышеуказанный процесс значительно сокращается. Более того, если приёмник уже имеет в памяти ранее запомненный альманах, то местоположение будет определено в течении нескольких секунд. Это называется "горячий старт". В качестве вспомогательного средства для "горячего старта" некоторые модели приемников имеют вшитый в постоянной памяти дополнительный альманах. Хотя его данные всегда будут отличаться от актуальных на данный момент времени, однако его наличие позволяет существенно сократить время определения местоположения в тех случаях, когда прием истинного альманаха от спутников затруднен.


Особенности работы высотомера в Garmin eTrex Summit


Имея GPS приемник eTrex Summit от GARMIN, я так нигде и не смог найти внятного и исчерпывающего объяснения принципов и особенностей работы его встроенного высотомера. Интерес к этому "белому пятну" был у меня скорее теоретический, нежеле практический. Но, тем не менее, оно мне не давало покоя и я, наконец, решил во всем разобраться, что и удалось сделать. На данный момент мне хотелось бы, чтобы потраченное на это время и полученные результаты (которые скорее всего имеют также отношение и к другой модели, eTrex Vista) не пропали даром, а стали достоянием общественности. Имея GPS приемник eTrex Summit от GARMIN, я так нигде и не смог найти внятного и исчерпывающего объяснения принципов и особенностей работы его встроенного высотомера. Интерес к этому «белому пятну» был у меня скорее теоретический, нежеле практический. Но, тем не менее, оно мне не давало покоя и я, наконец, решил во всем разобраться, что и удалось сделать. На данный момент мне хотелось бы, чтобы потраченное на это время и полученные результаты (которые, скорее всего, имеют также отношение и к другой модели, eTrex Vista) не пропали даром, а стали достоянием общественности.

Итак, главные выводы (без описания проведенных экспериментов и измерений, которые я, конечно, могу затем изложить тому, кому это будет интересно):

1. eTrex Summit имеет два альтернативных определителя высоты:

Первый - это барометрический высотомер, который работает на основе встроенного барометра (или измерителя внешнего атмосферного давления) и том факте, что с увеличением высоты давление понижается. Достоинством такого высотомера является его достаточно высокая относительная (или дифференциальная) точность. Беда только в том, что атмосферное давление меняется не только с изменением высоты, но и само по себе (правда, медленно) при изменении погодных условий. Поэтому такой высотомер требует процедуры калибровки своих абсолютных показаний, которая может быть выполнена в какой-нибудь удобной точке местности (геодезический знак, вершина холма, берег моря или озера и т.д.) путем задания известной высоты. Или в любой произвольной точке местности путем задания текущего известного атмосферного давления, приведенного к уровню мирового океана (именно приведенного давления, например, из метеосводок, а не считанного с какого-нибудь первого попавшегося барометра; об этом в инструкции пользователя ничего не сказано; может быть, такое правило само собой разумеется?). Все значения высоты, которые появляются в меню eTrex Summit, берутся от барометрического высотомера.

Второй – это секция GPS приемника, вычисляющая по спутниковым сигналам помимо координат еще и высоту. Недостатком этого высотомера является его большая относительная погрешность (кратковременно более 100 метров), которая очень сильно зависит от текущего расположения спутников в пространстве. В eTrex Summit значения высоты секции GPS недоступны для пользователя. Единственная возможность их увидеть – это подключить приемник к компьютеру по протоколу NMEA. Протокол Garmin для этого не подходит.


2. У eTrex Summit есть функция автокалибровки барометрического высотомера по данным, получаемым от секции GPS.

Если эта функция отключена, то значение высоты берется от барометрического высотомера таким, какое оно есть.

Если функция автокалибровки включена, то к показаниям высоты барометрического высотомера добавляется поправка, которая плавно изменятся, компенсируя отличие высоты барометрического высотомера, от высоты секции GPS. Скорость изменения этой поправки пропорциональна разнице в показаниях двух высотомеров, а ее постоянная времени с точностью 10% составляет 30 минут (в течении этого времени отклонение компенсируется в e (2.718…) раз). Существенно то, что значение поправки не сохраняется и обнуляется всякий раз при включении приемника.

Если показания двух высотомеров отличаются более чем на 300 метров, то автокалибровка не работает.

Для того, чтобы наилучшим образом откалибровать высотомер в незнакомой местности, процедуру калибровки желательно выполнить дважды. Сначала нужно найти место, с которого хорошо проглядывается небо и с точностью до 300 метров задать высоту при первой калибровке. Затем необходимо оставить в этом месте приемник включенным на 1 час (функция автокалибровки при этом должна быть включена). Полученное после этого текущее показание высоты рекомендуется использовать для повторной калибровки высотомера.

eTrex Summit не подходит для измерения высоты при нахождении на борту самолета с герметичной кабиной, так как отличия в показаниях двух высотомеров как правило превышают 300 метров и данные с барометрического высотомера перестают калиброваться и отражать истинное значение высоты. Единственная в данном случае возможность получить верные показания - это использовать NMEA интерфейс eTrex Summit, при сопряжении его с компьютером.

ПРИМЕЧАНИЕ:
Встроенный в eTrex Summit дополнительный барометрический высотомер позволяет этому приемнику определять полные координаты даже при наличии сигналов только от 3-х спутников, а не от 4-х.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
eTrex Summit (а также eTrex Vista) в отличие от просто приемника GPS позволяет с высокой точностью отслеживать значения высоты при помощи встроенного барометрического высотомера. Медленные изменения атмосферного давления, вносящие ошибки в определение высоты, при включенной автокалибровке могут быть скомпенсированы при помощи показаний секции GPS, высокая погрешность которых устраняется методом усреднения на большом промежутке времени (порядка часа).