Что такое холодный старт gps
Что такое «холодный» и «горячий» старт навигатора?
Знаниями мы уже вооружены, давайте разбираться.
Общий алгоритм работы навигатора
Именно общий – все до мелочей знают только разработчики. Итак, после включения навигатор начинает совершать попытки установить связь с одним из навигационных спутников.
Первый же спутник, с которым связь была установлена, передает навигатору альманах, в котором содержится информация про основные параметры орбит каждого спутника орбитальной группировки этой конкретной навигационной системы.
Одного спутника для определения координат мало. Для этого, например, в навигационной системе GPS их необходимо как минимум четыре. Каждый из этих четырех передает навигатору свои эфемериды – набор уточненных данных про свою орбиту.
В целом, ничего сложного, но вот так незаметно мы и подобрались к тому этапу, на котором будет раскрыта разница между двумя этими видами старта навигатора.
«Холодный» старт
Включив навигатор в первый раз или после длительного перерыва в его использовании, получения собственных координат придется ждать. Сколько? Зависит от многих факторов:
от качества приемного блока навигатора;
от количества спутников в зоне радиовидимости;
от состояния атмосферы;
от уровня электромагнитного шума на основных частотах.
При так называемом «холодном» старте навигатора, в его памяти вообще отсутствуют как альманах, так и эфемериды. А может, и присутствуют, но они безнадежно устарели.
В таком случае навигатор должен пройти полный цикл получения этих данных.
Алгоритм его действий примерно таков:
установить связь с первым из найденных спутников;
получить альманах, сохранить;
получить эфемериды от найденного спутника, сохранить;
установить связь еще с тремя спутниками, получить от них эфемериды, сохранить;
на основе эфемерид, зная местоположение спутников, вычислить собственные координаты.
Немало действий, правда? На все это необходимо время. Потому старт и называют «холодным» – навигатору нужно время на «разогрев», подготовку к работе.
«Горячий» старт
Кардинально отличается от «холодного» тем, что на момент включения в памяти навигатора уже находится актуальный альманах и актуальные эфемериды. Вспоминаем, что данные альманаха действительны 30 суток, а эфемерид – 30 минут.
Значит, старт может быть «горячим» только в том случае, когда питание отключается только на весьма непродолжительное время.
Алгоритм работы навигатора значительно упростится:
установить связь со спутниками;
если необходимо – обновить эфемериды, сохранить;
на основе эфемерид, зная местоположение спутников, вычислить собственные координаты.
«Теплый» старт
Кратко. Навигатор располагает актуальным альманахом, но все без исключения эфемериды устарели, значит, необходимо получить только их.
Расставим все по местам
Если расставить в порядке возрастания времени, необходимого для определения навигатором приемника после включения, получится такая последовательность: «горячий», «теплый», «холодный» старты.
Теперь характеристика навигатора «время холодного/горячего старта» не только не сможет смутить знающего человека, но и даст возможность продемонстрировать свои знания. А ведь все не так уж сложно!
Прикладная некромантия: использование Garmin GPSmap 76S в 2021 году
За последнее десятилетие мы почти все привыкли часто обновлять устройства, которыми владеем. Старые устройства либо кладем на полку, либо продаем, либо вообще выбрасываем в помойку. И многие даже не думают о том, что по факту устройства нормально работают и могут продолжать выполнять свои функции.
Производители же стараются делать так, чтобы пользоваться старыми устройствами было максимально неудобно: для них перестают выпускать обновления, утилиты удаляются с сайтов, а официальный сервис на запрос о поддержке старого устройства в подавляющем большинстве случаев отвечает отказом.
Вот как раз подобное устройство завалялось у моего друга в чулане, и он отдал мне его для экспериментов. Этим устройством стал GPS-навигатор для туризма Garmin GPSmap 76S, в свое время бывший одним из лучших устройств в своем классе. И у меня родилась идея начать его использовать, например, для записи треков со своих велопоездок. О том, какие препятствия встали у меня на пути и как я с ними справился, читайте под катом.
Находясь в городе с доступным интернетом на смартфоне и возможностью легко его зарядить от розетки или пауэрбанка, таскать относительно громоздкое устройство для навигации нет никакой необходимости. Но, как только вы оказываетесь в местности, где сигнала сотового сигнала нет, а до ближайшей розетки несколько десятков километров пересеченной местности, автономный GPS-навигатор, работающий от стандартных батарей или аккумуляторов типоразмера AA, будет более чем полезным устройством.
В процессе знакомства с навигатором мне стало ясно, что есть 3 ключевые проблемы с использованием его в 2021 году:
«Нажать и держать QUIT+DOWN+MENU. Продолжая держать, нажать и отпустить POWER, отпустить DOWN, удерживать MENU и QUIT еще 5 секунд. Когда навигатор включится, все отпустить.»
Инициализация
Теперь, когда у нас есть навигатор с чистой памятью и заводскими настройками, необходимо его инициализировать и откалибровать компас. Вначале проводим инициализацию: оставляем навигатор под открытым небом, позволяя принять сигнал со спутников. В процессе инициализации производится так называемый «холодный старт».
Что такое «холодный старт»
Изначально GPS-навигатор ничего не знает об орбитах навигационных спутников GPS, он знает только частоту, на которой сможет принять сигнал. Как только сигнал с одного из спутников принят, навигатор сохраняет в своей памяти так называемый «альманах», то есть сведения о параметрах орбит всех спутников группировки. Эти параметры транслируются каждым из спутников. В дальнейшем этот «альманах» используется для «теплого старта».
Что такое «теплый старт»
У нас есть «альманах» с примерными параметрами орбит спутников на несколько месяцев, так что GPS-навигатор начнет инициализироваться, основываясь уже на этих данных. В ходе процесса будут приняты так называемые «эфимериды» — коррекционные данные, позволяющие вычислить точное местоположение каждого спутника в каждый момент времени. «Эфемериды» имеют свой срок годности, примерно 30 минут, так что если навигатор был выключен на большее количество времени, то он каждый раз будет пытаться их принять и только потом сможет использовать эти данные.
Что такое «горячий старт»
«Горячим стартом» называется инициализация GPS-навигатора, когда и «альманах», и «эфемериды» актуальны и по ним устройство сразу может определить свое местоположение. Если навигатор умеет использовать интернет-соединение для обновления этих данных, то в большинстве случаев используется именно «горячий старт». Это позволяет крайне быстро начать работу. Автономные же навигаторы используют «горячий старт», только если с момента приема актуальных «эфемерид» прошло менее 30 минут.
Если вы с автономным GPS-навигатором уехали далеко от той точки, где навигатор использовался в последний раз, например, на пару тысяч километров, то будет только «холодный старт». Теперь переходим к инициализации компаса. Нажимаем кнопку PAGE, выбираем «Calibrate compass» и дважды медленно поворачиваемся вправо, вокруг своей оси.
Когда компас откалиброван, мы готовы к тому, чтобы решить проблему с заливкой актуальных растровых карт в девайс. Приступим.
Подготовка софта
Устанавливаем ОС и соответствующие драйверы. В итоге у нас в системе появится COM-порт, к которому мы и будем обращаться в дальнейшем. Чтобы корректно работать с навигатором, нам потребуется софт под названием MapSource. Последняя версия от 2010 года до сих пор доступна на официальном сайте.
Чуть позже вернемся к работе с этим ПО, а пока подумаем, откуда нам брать актуальные карты. Самым простым и очевидным будет использование карт из свободного картографического сервиса OpenStreetMap. Их достаточно легко скачивать и конвертировать.
Работа с картами OSM
Чтобы скачать нужный кусок карты, достаточно перейти на сайт проекта и выбрать нужный масштаб для экспорта. Увы, но существуют ограничения: масштабирование должно быть равным или более 11. Для большинства задач этого вполне достаточно.
Выбираем нужный кусок и нажимаем кнопку Экспорт, а затем Экспортировать. На выходе получаем файл с именем map.osm. Далее начинаются «танцы с бубном». У устройств Garmin свой собственный формат, и потребуется конвертер, благо, он существует и называется mkgmap.
Скачиваем конвертер с официального сайта и распаковываем архив. Конвертер написан на Java, так что придется вначале установить актуальный JRE, также потребуется Visual C++ для Visual Studio 2015. Теперь закидываем нашу карту map.osm в директорию с конвертером, открываем консоль и пишем простую команду:
После завершения процесса конвертации мы получим набор файлов, среди которых будет файл с картой, вида 63240001.img. Это уже готовый файл, который можно залить в навигатор. Для заливки воспользуемся очень полезной софтиной, которая называется IMG2GPS. Найти ее в гугле не составит проблем, лично я брал отсюда.
Открываем приложение, нажимаем Load Folder и выбираем директорию с конвертированными картами. Ставим галочку на нашу карту и нажимаем Upload to GPS. Карта будет залита на навигатор.
Проверяем на устройстве и убеждаемся, что все работает как положено:
Таким образом, мы получили участок карты со свежими и актуальными данными. Тем не менее, если нам потребуется расширить карту, например, добавить свои кастомные POI, то придется задействовать еще и MapSource. Софтина эта «хитрая» и рассчитана на то, что карты вы будете покупать и инсталлировать прилагающимся в комплекте регистрационным файлом. Но этот метод нам явно не подойдет. Энтузиасты давно написали свой собственный софт, который позволяет устанавливать произвольные карты в MapSource.
Одной из таких утилит будет MapSetToolKit v.1.77 Beta by cypherman, которую также легко найти в сети, к примеру, на популярных torrent-трекерах. К сожалению, сама по себе эта утилита ни что иное, как графический интерфейс к утилите cgpsmapper. Так что вначале ищем и скачиваем это ПО, а уже потом запускаем MapSetToolKit. Очень часто на трекерах эту утилиту кладут, так сказать, «в довесок».
Чтобы инсталлировать карту, открываем утилиту, задаем директорию, где лежит cgpsmapper, а затем указываем следующее:
Теперь нажимаем START и после завершения открываем MapSource. Наша карта успешно инсталлировалась и теперь мы можем с ней работать.
Вместо заключения
Итак, нам удалось использовать устройство с современными картами. По факту это означает, что если у вас есть подобный навигатор, то вы вполне можете его использовать и сейчас. Тот же Garmin GPSmap 276c, снятый с производства, до сих пор активно используется любителями покатушек по бездорожью и считается чуть ли не эталонным девайсом.
Производителям выгоден только один подход — продавать постоянно выходящие новые модели и искусственно прекращать использование старых. У навигаторов использование ускоряют, прекращая поддержку и актуализацию карт.
Пользователям, таким как я, важно другое: приобретая хорошее и качественное устройство, я хочу использовать его, пока это возможно, и в большинстве случаев не стану покупать новое. Жаль лишь то, что сейчас такие устройства — редкость и изначально проектируются, чтобы максимально усложнить использование после истечения «жизненного цикла» продукта, определяемого производителем.
Краткий ликбез по работе навигаторов. Что такое «холодный» и «горячий» старт навигатора?
Базовыми для понимания особенностей «холодного» и «горячего» старта являются понятия альманаха и эфемерид, которые были рассмотрены немного раньше. Кратко: альманах — общие данные о параметрах орбиты навигационных спутников; эфемериды — данные, уточняющие эти параметры для конкретного спутника в конкретный момент времени.
Знаниями мы уже вооружены, давайте разбираться.
Общий алгоритм работы навигатора
Именно общий — все до мелочей знают только разработчики. Итак, после включения навигатор начинает совершать попытки установить связь с одним из навигационных спутников.
Первый же спутник, с которым связь была установлена, передает навигатору альманах, в котором содержится информация про основные параметры орбит каждого спутника орбитальной группировки этой конкретной навигационной системы.
Одного спутника для определения координат мало. Для этого, например, в навигационной системе GPS их необходимо как минимум четыре. Каждый из этих четырех передает навигатору свои эфемериды — набор уточненных данных про свою орбиту.
В целом, ничего сложного, но вот так незаметно мы и подобрались к тому этапу, на котором будет раскрыта разница между двумя этими видами старта навигатора.
«Холодный» старт
Включив навигатор в первый раз или после длительного перерыва в его использовании, получения собственных координат придется ждать. Сколько? Зависит от многих факторов:
от качества приемного блока навигатора ;
от количества спутников в зоне радиовидимости;
от состояния атмосферы;
от уровня электромагнитного шума на основных частотах.
При так называемом «холодном» старте навигатора, в его памяти вообще отсутствуют как альманах, так и эфемериды. А может, и присутствуют, но они безнадежно устарели.
В таком случае навигатор должен пройти полный цикл получения этих данных.
Алгоритм его действий примерно таков:
установить связь с первым из найденных спутников;
получить альманах, сохранить;
получить эфемериды от найденного спутника, сохранить;
установить связь еще с тремя спутниками, получить от них эфемериды, сохранить;
на основе эфемерид, зная местоположение спутников, вычислить собственные координаты.
Немало действий, правда? На все это необходимо время. Потому старт и называют «холодным» — навигатору нужно время на «разогрев», подготовку к работе.
«Горячий» старт
Кардинально отличается от «холодного» тем, что на момент включения в памяти навигатора уже находится актуальный альманах и актуальные эфемериды. Вспоминаем, что данные альманаха действительны 30 суток, а эфемерид — 30 минут.
Значит, старт может быть «горячим» только в том случае, когда питание отключается только на весьма непродолжительное время.
Алгоритм работы навигатора значительно упростится:
установить связь со спутниками;
если необходимо — обновить эфемериды, сохранить;
на основе эфемерид, зная местоположение спутников, вычислить собственные координаты.
«Теплый» старт
Кратко. Навигатор располагает актуальным альманахом, но все без исключения эфемериды устарели, значит, необходимо получить только их.
Расставим все по местам
Если расставить в порядке возрастания времени, необходимого для определения навигатором приемника после включения, получится такая последовательность: «горячий», «теплый», «холодный» старты.
Теперь характеристика навигатора «время холодного/горячего старта» не только не сможет смутить знающего человека, но и даст возможность продемонстрировать свои знания. А ведь все не так уж сложно!
В алгоритме работы навигатора при «холодном» и «горячем» старте упоминалось о вычислении навигатором своих координат.
О том, как эти координаты вычисляются, и о большом значении малых отрезков времени поговорим в
следующей статье.
8-800-5555-035
Звонок бесплатный
8-812-309-3595
Особенности работы навигатора при «холодном» и «горячем» стартах.
Основными для осознания особенностей «горячего» и «холодного» старта навигатора являются такие, на первый взгляд неясные понятия, как альманах и эфемерид. Немного об этих понятиях, без которых невозможна работа навигатора. Альманах, своего рода база данных, содержащая общие сведения навигационных спутников, об их орбитальных параметрах. Данные эфемерид же эти параметры уточняют для определённого спутника в определённый период времени.
Рассмотрим принцип работы навигатора
Именно принцип, поскольку всеми процессами, происходящими в навигаторе, знают лишь создатели подобной чудо-техники. Итак, включившись, навигатор начинает делать попытки установить связь с каким-либо из спутников.
Навигационный спутник, с которым навигатор установил связь, передает альманах, содержащий информацию о параметрах орбит всех спутников, находящихся в конкретной навигационной системе.
Однако для определения координат одного спутника мало. Для навигатора, к примеру, их потребуется как минимум четыре. Эти четыре спутника навигатору передают детализированные данные о своей орбите, так называемые эфемериды.
В общем, сложного ничего нет. Теперь рассмотрим настройки GPS на спутники и их особенности.
«Холодный» старт
После продолжительного перерыва в использовании навигатора, при включении GPS придется подождать для получения собственных координат. Длительность ожидания будет зависеть от различных факторов:
В данном случае GPS проходит весь цикл получения данных.
Действие алгоритма навигатора примерно следующее:
«Горячий» старт
Вот и получается, что » горячим » старт может быть лишь тогда, когда отключение питания происходит исключительно на кратковременное время.
«Теплый» старт
«Теплый»старт навигатора осуществляется в случае актуальности в памяти альманаха, но устаревшими эфемеридами, следовательно, требуется только их получить.
Подведем небольшой итог.
Если расположить старты по длительности времени, требуемого для определения навигатором своих координат, то выйдет такая последовательность: «холодный», «теплый», «горячий» старты. А такие характеристики GPS как «время горячего» и «холодного» старта не должны смутить человека, решившего приобрести такую полезную вещь!
Виды стартов навигационного оборудования
Спутниковая навигационная система GPS была изначально разработана США для использования в военных целях. Предназначение данной системы – обеспечение навигации на всей территории земного шара: не только на суше, но и на море и в воздухе. Используя навигационные сигналы, любой человек может определить свое текущее местоположение с высокой точностью, вплоть до 3-10 метров. Фактически, это дало мощный импульс для развития бытовой навигационной аппаратуры, снижению ее стоимости, и активной популяризации среди пользователей.
При включении GPS-приемник должен определить, в какой части земного шара он находится, какое текущее время и какие спутники доступны. Для этого он начинает сканировать частотный диапазон в поисках нужных сигналов.
Чтобы определить местоположение, GPS-приемник сравнивает время отправки сигнала спутником со временем его получения на Земле – эта разница говорит приемнику о расстоянии до конкретного спутника. Если добавить к этому информацию о расстоянии, измеренном до нескольких других спутников, то можно определить свое местоположение.
Точное положение спутников известно из данных, передаваемых в навигационных сообщениях.
Информация, передаваемая каждым спутником:
Информация эфемерид и альманаха постоянно корректируется. Это происходит один раз (а при необходимости и более) в сутки.
Время «старта», необходимое навигационному приемнику на определение позиции после включения, зависит от имеющейся в памяти начальной информации. Выделяются следующие режимы старта приемника:
«Холодный» старт приемника может быть связан не только с его длительным бездействием, но перемещением на большое расстояние в выключенном состоянии. Во время «холодного» старта приемник сканирует весь диапазон возможных значений частот и временных задержек навигационных сигналов. После того, как сигнал хотя бы от одного спутника будет получен и разобран, приемник будет иметь полную информацию об альманахе всей спутниковой группы и перейдет к «теплому» старту.
При «теплом» старте приемник, включенный после шести часов бездействия, начнет поиск сигналов спутников, используя значение текущего времени и данные, хранящегося в памяти альманаха. Будет осуществляться поиск только тех спутников, которых, по теоретическим расчетам находятся в видимом полушарии и должны быть доступны приемнику.
«Горячий» старт связан с кратковременным выключением приемника (до 6 часов) и не требует длительного времени на определение позиции. Если на момент включения приемника видимыми остались менее 3-и спутников со «свежими» эфемеридами, то для определения позиции потребуется некоторое время на сбор данных эфемерид нового спутника.
В мобильных терминалах СКАУТ используется GPS/Глонасс модуль MGGS2217. Среднее время до первого определения местоположения:
Не следует забывать, что указанное время характерно для самого приемника и, соответственно, оно увеличивается за счет старта терминала. Если всё оборудование стартует на «холодную», то к этим временным параметрам надо прибавить ещё несколько секунд на старт контроллера терминала.
Причины снижения точности определения местоположения:
Подводя итоги, нельзя однозначно заявить время, необходимое на запуск и определение местоположения навигационным оборудованием. Это зависит от многих факторов и каждый случай необходимо рассматривать индивидуально.