Sodobni navigacijski sistemi za današnja vozila
Papirnati zemljevidi so bili včasih edini način načrtovanja navigacije po poti. Preden bi se vi ali morda vaši starši odpravili na dopust, bi vzeli zemljevide za vsako zvezno državo ali provinco, skozi katero ste se nameravali peljati, jih položili na kuhinjsko ali jedilno mizo in označili pot, po kateri morate iti.
Težava zemljevidov je, da jih mora nekdo brati, brati zemljevid med vožnjo pa je precej nevarno. Proizvajalci avtomobilov so ugotovili, da bi tehnologijo morda lahko uporabili za varnejšo vožnjo. Ta koncept je pomenil rojstvo navigacijskega sistema.
Skozi osemdeseta leta sta Toyota in Mazda delali na več različnih navigacijskih sistemih za svoje avtomobile. Nekateri od teh zgodnjih navigacijskih sistemov so uporabljali digitalizirane papirnate zemljevide. V devetdesetih letih prejšnjega stoletja je Mazda predstavila prvi navigacijski sistem, ki temelji na GPS-u. Danes ima večina vozil, prodanih v Severni Ameriki, možnost navigacije.
Strojna oprema navigacijskega sistema
Sodobni navigacijski sistemi imajo štiri ključne komponente. Prvi je računalnik. Ta računalnik poganja navigacijsko programsko opremo, ki načrtuje pot, ki ste jo zahtevali, vam pove, kdaj morate zaviti, in vam svetuje, ko prispete. Druga ključna komponenta so zemljevidi, ki se uporabljajo z navigacijsko programsko opremo. Dve podjetji ponujata te zemljevide, ki so licencirani končnemu uporabniku. Tretja komponenta je sprejemni modul GPS in antena. Sprejemnik GPS sporoči navigacijskemu sistemu, kje ste in kam ste namenjeni. Končno je tu še vmesnik. Vmesnik je običajno nekakšen zaslon na dotik. Vmesnik prikazuje zemljevide in sprejema vnos informacij za načrtovanje poti. Informacije je mogoče vnesti na zaslon na dotik ali izgovoriti v programsko opremo in jih pretvoriti v besedilo.
Kaj je GPS?
GPS pomeni globalni sistem za določanje položaja. Ministrstvo za obrambo ZDA je tehnologijo ustvarilo leta 1975 in je bila popolnoma funkcionalna do leta 1995. Namen sistema je bil zagotoviti točne podatke o lokaciji, hitrosti in nadmorski višini kjer koli na planetu. Sistem GPS obsega približno 30 satelitov, ki krožijo okoli Zemlje. Vsak oddaja edinstveno kodiran signal z zelo natančnim časovnim žigom. Sprejemnik GPS lahko, ko pridobi signale z več satelitov, triangulira svojo lokacijo tako, da primerja razliko v času prihoda vsakega signala. Sistem GPS, ki smo ga večina od nas vajeni, se imenuje Navstar, upravlja pa ga in vzdržuje vesoljsko poveljstvo letalskih sil ZDA.
Mnogi potrošniki prenosni navigacijski sistem (PNS) ali navigacijski sistem v armaturni plošči imenujejo GPS. Medtem ko je ta izraz postal sprejet, je GPS le ena od ključnih komponent navigacijskega sistema.
Ni presenetljivo, da je na svetu v uporabi več kot en sistem GPS. Rusija upravlja sistem GLONASS, Indija IRNSS, Kitajci BeiDou-2 in Evropejci Galileo. Nekateri sprejemniki GPS lahko zajemajo informacije iz več sistemov za izboljšanje natančnosti. Primer bi bil radijsko voden dron s kamero – ti uporabljajo GLONASS in Navstar, da zagotovijo večjo ločljivost glede svojega položaja.
Signal, ki ga navigacijski sprejemnik pošlje navigacijskemu računalniku, vključuje zemljepisno dolžino, širino, smer (smer, v katero potujete), nadmorsko višino, hitrost in trenutni čas.
Kaj so navigacijski zemljevidi?
Vedeti, kje na planetu ste, je super. Pravi ključ do navigacijskega sistema so njegovi zemljevidi. Zemljevidi so na voljo pri enem od dveh podjetij:TomTom, ki je leta 2007 kupil TeleAtlas, in Nokia, ki je leta 2008 kupila Navteq.
Zemljevidi so zbirke podatkov o cestah, shranjene kot vektorji. Vektor je premica med dvema točkama. Pri navigacijskih cestnih zemljevidih so končne točke črt (ali cest) koordinate GPS. Večina informacij o navigacijskem zemljevidu vsebuje dodatne informacije, kot so hišne številke. Če ste se že kdaj spraševali, zakaj so naslovi nekaterih hiš ali zgradb nekoliko zamaknjeni, razlog temelji na tem, kako so naslovi shranjeni. Na enem koncu ulice ali odseka ceste podatki zemljevida vsebujejo začetno hišno številko. Na drugem koncu ulice je končna hišna številka. Navigacijski sistemi enakomerno porazdelijo razliko med obema hišnima številkama po dolžini ulice. Ta predvidena lokacija se ne ujema vedno z resničnostjo zaradi geografije – ali čiste naključnosti, ki temelji na muhavosti lokalnega občinskega gradbenega oddelka.
Brez zemljevidov so navigacijski sistemi neuporabni. Niso mogli načrtovati poti ali dajati navodil. Dobesedno ste prepuščeni na milost in nemilost kakovosti in natančnosti zemljevidov, ki jih imate.
V povezavi z bazo zemljevidov deluje zbirka zanimivih točk (znana tudi kot POI). Podatkovna zbirka POI vsebuje informacije o podjetjih in znamenitostih ter pogosto vključuje telefonsko številko. Odvisno od vašega navigacijskega sistema imate lahko le 1,5 milijona zanimivih točk ali celo 11 milijonov. Proizvajalec se odloči, koliko je pripravljen porabiti za te informacije. Če vaš navigacijski sistem lahko išče bencinske črpalke, hotele, restavracije ali bolnišnice, potem podatki zemljevida vključujejo podatkovno zbirko POI.
Nekateri od prvih navigacijskih sistemov so uporabljali analogni trak za shranjevanje zemljevidov in podatkov POI. Da – analogni, magnetni trak! Od takrat smo prešli na CD-ROM, DVD-ROM, trde diske in bliskovni pomnilnik. Najnovejši sistemi temeljijo na pametnih telefonih in nimajo trajno shranjenih podatkov zemljevida – vsi se prenesejo po zraku z uporabo mobilne povezave v realnem času.
Funkcije sodobnega navigacijskega sistema
Sodobni navigacijski sistemi so neverjetna orodja, ki vam pomagajo pri varnem in učinkovitem potovanju. Ti sistemi uporabljajo izjemno zapletene in lastniške algoritme za odločanje o najboljši poti med začetno in končno točko vaše poti. Najosnovnejša navigacijska programska oprema upošteva velikost ceste (število pasov in, če je na voljo, omejitev hitrosti) in smer zavojev, ki jih boste morda morali narediti, da dokončate pot. Podjetja za navigacijsko programsko opremo so zelo zaščitniška do svojih algoritmov za ustvarjanje poti.
Sodobni navigacijski sistemi lahko sprejemajo informacije v realnem času, da je načrtovanje poti natančnejše in učinkovitejše. Prva nadgradnja je vključevala informacije o prometnem toku. Mnogi sistemi so uporabljali FM antene za zajemanje informacij o prometnem toku, ki so se oddajale v večjih mestnih območjih. This technology is called RDS-TMC traffic, since the information was coded into the same frequency space as FM radio RDS information. Newer systems capture this traffic flow and accident information through the SiriusXM receiver. You do need a subscription to SiriusXM Traffic and, of course, supporting hardware in your vehicle to makes this work.
Apple CarPlay and Android Auto
If you have a vehicle with Apple CarPlay or Android Auto, your smartphone becomes an integral part of your navigation solution. Apple or Google stores map information and downloads it in real time through your smartphone’s data plan. The beauty of this solution is that you never, ever have to pay for map updates – the information is always being updated.
Apple Maps and Google Maps both offer turn-by-turn navigation solutions that use each brand’s advanced voice recognition software. All you have to do is press a button and ask the system to take you to an address.
CarPlay and Android Auto navigation has the benefit of being able to acquire Point of Interest information directly from the Internet. If a new company opens and registers itself with Apple and Google, you can search for it right away.
One drawback of CarPlay and Android Auto is that the maps aren’t stored on the phone or in the vehicle. If you are traveling to another country, your cellular provider will charge roaming fees. (You can get roaming data plans to help minimize the cost, so that’s not a huge deal, but it has to be considered before you buy.) Another consideration is that these systems are constantly downloading map information. If you happen to have a cellular data plan with very limited bandwidth, this could eventually cost some money in data overage charges. These are not show-stoppers, just considerations.
Google Waze
One very popular navigation application used by people who live in high-traffic areas like Los Angeles, Toronto, San Francisco, Seattle, Honolulu, New Orleans or Chicago is called Waze. This application is available for iPhone and Android phones for free. The beauty of Waze is that other users provide traffic flow information, including detours, accidents and warnings for potholes, weather or even animals on the road. Waze offers crowd-sourced traffic information at its finest. Google purchased Waze in June of 2013 for $1.3 billion. If you run the risk of getting stuck in a traffic jam, try Waze; it’s quite impressive.
Using any navigation solution has its perils. If your co-pilot is reading directions from a paper map, or you are trying to drive while listening to voice prompts from a navigation system, there is always the risk of making an error while turning, merging or exiting. Always be careful when navigating and heed the rules of the road at all times.
If you are in the market for a navigation solution for your vehicle, visit your local mobile electronics specialist. They have many different solutions depending on the vehicle you drive. Some systems replace the factory radio, some work with it and some operate separately from it. They can show you the options for your vehicle.