Avtoprokat-rzn.ru

Автопрокат Эволюшн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Синхронизация времени в навигаторе

Синхронизация времени в навигаторе

Помимо tcp/ip, существует множество способов синхронизация времени. Некоторые из них требуют лишь наличие обычного телефона, в то время, как другие требуют дорогостоящего, редкого и чувствительного электронного оборудования. Обширная инфраструктура систем синхронизации времени включает в себя обсерватории, государственные институты, радиостанции, спутниковые группировки и многое другое.

Сегодня я расскажу, как устроена синхронизация времени без интернета и как сделать “спутниковый” NTP сервер своими руками.

Радиовещание на коротких волнах

В Соединенных Штатах Америки NIST передает точное время и частоту по 2.5, 5, 10, 15 и 20 МГц радиоволнам со станции WWVH в Форт-Коллинсе, штат Колорадо, и на частотах 2.5, 5, 10 и 15 МГц со станции WWVH в Кауаи, штат Гавайи. Временной код передается через 60-секундный интервал на скорости 1 б/с. с использованием широтно — импульсной модуляции на поднесущей 100 Гц.

Национальный исследовательский совет (NRC) Канады осуществляет распространение временной и частотной информации на 3.33, 7.85 и 14.67 МГц со станции CHU в Оттаве, провинция Онтарио.

image
Формат вещания WWVH

Распространение сигнала от коротковолновых станций обычно происходит путем отражения от верхних слоев ионосферы. Передачи сигнала могут быть получены на больших расстояниях, однако точность времени составляет порядка одной миллисекунды.

Текущий стандарт NTPv4 включает в себя аудио драйверы для WWV, WWVH и CHU.

Радиовещание на длинных волнах

Позывные и локацияЧастота (kHz)Мощность (kW)
WWVB Форт-Коллинс, Колорадо, США6050
DCF77 Mainflingen, Germany77.530
MSF Rugby, United Kingdom60>50
HBG Prangins, Switzerland7520
JJY Fukushima, Japan4050
JJY Saga, Japan6050

Низкочастотные Станции Стандартного Времени

Временной код передается через 60-секундный интервал на скорости 1 б/с, точно так же, как на коротковолновых станциях. Форматы передачи данных тоже сходны для обоих стандартов. Распространение сигнала происходит через нижние слои ионосферы, которые относительно стабильны и имеют предсказуемые суточные колебания высоты. Благодаря этой предсказуемости физической среды точность повышается до 50 μs.

image
Формат вещания WWVB

Геостационарный эксплуатационный спутник наблюдения за окружающей средой

В США NIST также передает данные о точном времени и частоте примерно на 468 МГц с геостационарных эксплуатационных спутников окружающей среды (GOES). Временной код чередуется с сообщениями, используемыми для опроса удаленных датчиков. Он состоит из 60 BCD полубайтов, передаваемых с интервалом в 30 с. Информация временного кода аналогична наземным службам.

Системы глобального позиционирования

Министерство обороны США использует GPS для точной навигации на суше, на море и в воздухе. Эта система обеспечивает 24-часовой охват земного шара с помощью группировки спутников на 12-часовых орбитах, наклоненных под углом 55°.

Первоначальная группировка из 24 спутников была расширена до 31 спутника в неоднородной конфигурации, так что по крайней мере 6 спутников всегда находятся в поле зрения, а 8 или более спутников находятся в поле зрения в большей части света.

Услуги, подобные GPS, эксплуатируются или планируются другими странами. Российский ГЛОНАСС работает уже с десяток лет, если считать со 2 сентября 2010 года, когда общее количество спутников было доведено до 26 — группировка была полностью развёрнута для полного покрытия Земли.

image
Спутники GPS вокруг земного шара.

Спутниковая система навигации Европейского Союза называется «Галилео». Ожидалось, что «Галилео» начнет работать в 2014—2016 годах, когда на орбиту будут выведены все 30 запланированных спутников Но на 2018 год спутниковая группировка «Галилео» так и не достигла необходимого количества аппаратов.

Есть еще китайский «Бэйдооу», что в переводе означает «кит». Группировка в составе 16 спутников была запущена в коммерческую эксплуатацию 27 декабря 2012, в качестве региональной система позиционирования. Планируется, что на полную мощность система выйдет к 2020 году. Как раз сегодня, на Хабре вышла статья, про успешный запуск спутника этой системы.

Математика определения координат по СРНС

Как GPS/Глонасс навигатор на вашем смартфоне определяет местоположение с такой точностью с помощью системы радионавигационной связи (СРНС)? Чтобы понять принцип расчетов нужно вспомнить стереометрию и алгебру в пределах старших классов средней, или физмат школы.

Каждый спутник сообщает приемнику точное время. На спутнике установлены атомные часы и поэтому им можно верить. Зная скорость света нетрудно определить радиус сферы на поверхности которой находится спутник. Это же сфера соприкасаясь с Землей образует круг, на котором находится GPS / Глонасс приемник.

Когда сигнал приходит с двух спутников, мы уже имеет пересечение Земли и двух сфер, что дает лишь две точки на круге. Сфера третьего спутника в идеале должен попасть в одну из этих двух точек, окончательно определив координаты приемника.

В принципе даже с двух спутников по косвенным признакам можно понять, какая из двух точек ближе к истине и современные алгоритмы навигационного программного обеспечения могут справиться с такой задачей. Зачем же тогда нам нужен четвертый спутник?

image
Определение местоположения с помощью спутниковой группировки.

Нетрудно заметить, что в этой идеализированной картине есть много нюансов, от которых зависит точность расчетов. Время на приёмнике, пожалуй самый очевидный источник погрешностей. Для того, чтобы все заработало как надо время GPS / Глонасс приёмника должны быть синхронизированы со временем спутника. Без этого погрешность составила бы ∓ 100 тыс. км.

Из формулы скорости, времени и расстояния S = v*t получаем базовое уравнение для передачи сигнала СРНС. Расстояние до спутника равно произведению скорости света на разницу времени на спутнике и приёмнике.

Главным образом это происходит вследствие того, что даже после всех синхронизаций время на приёмнике tпр мы знаем с достаточной степенью точности. Между истинным временем и tпр всегда будет существовать Δt, из-за которой погрешность вычислений становится не приемлема. Вот почему нужен четвертый спутник.

Для более ясного математического обоснования необходимости четырех спутников построим систему уравнений.

Для определения четырех неизвестных x, y, z, и Δt необходимо, чтобы число наблюдений равнялось или было больше, чем число неизвестных. Это необходимое, но недостаточное условие. Если матрица нормальных уравнений окажется вырожденной у системы уравнений не будет решения.

Не стоит также забывать про Специальную Теорию Относительности и релятивистские эффекты с замедлением времени на спутниковых атомных часах относительно наземных.

Читайте так же:
Как отрегулировать фары на террано

Если считать, что спутник движется по орбите со скоростью 14 тыс. км./ч., то получаем замедление времени около 7 μс (микросекунд). С другой стороны действуют релятивистские эффекты Общей Теории Относительности.

Дело вот в чем, спутники на орбитах находятся на большом расстоянии от Земли, где кривизна пространственно-временного континуума меньше, чем на земной поверхности из-за массы Земли. Согласно ОТО ход часов, расположенных ближе к массивному объекту, будет казаться медленнее, чем тех, что находятся дальше от него.

  • G — гравитационная постоянная;
  • M — масса объекта, в данном случае Земли;
  • r — расстояние от цента Земли до спутника;
  • c — скорость света.

В прикладных задачах определения местоположения с помощью СРНС следует также принять во внимание ионосферные и тропосферные задержки. Помимо того, корректировки 46 ns связаны c эксцентричностью 0.02 орбиты спутников GPS.

Возможность получать сигналы одновременно более чем с четырех спутников GPS / ГЛОНАСС позволяет еще больше увеличить точность определения координат приёмника. Это достигается за счет того, что навигатор решает систему их четырех уравнений с четырьмя неизвестными число раз и берет среднее значение, повышая точность итоговой оценки согласно законам математической статистики.

Как настроить NTP сервер Startum 1 по спутниковой связи

Для настройки высококачественного сервера времени необходимо всего лишь GPSD, NTP и GPS-приёмник, с выходом 1PPS (один импульс в секунду).

1. Установите gpsd и ntpd, либо gpsd и chronyd. Версия gpsd должна быть ≥ 3.20

2. Подключите GPS-приёмник с поддержкой PPS к последовательному RS232 или USB порту.

Обычный дешевый GPS-приемник не подойдет; возможно, придется немного побегать, чтобы найти подходящий.

3. Убедитесь, что устройство действительно выдаёт PPS, для этого проверьте порт утилитой gpsmon.

4. Откройте файл /etc/conf.d/gpsd и отредактируйте следующую строку.

так, чтобы стало

Это изменение требуется для того, чтобы gpsd при старте сразу же начинал поиск источников СРНС.

5. Запустите, или перезапустите gpsd.

Для дистрибутивов с systemd, используйте соответствующую команду systemctl.

6. Проверьте консольный вывод команды cgps.

Нужно удостовериться в том, что данные исправно поступают со спутников. В консоли должно быть нечто схожее с иллюстрацией.


Вывод консольной команды cgps.

7. Настало время отредактировать файл /etc/ntp.conf.

Верхняя запись NTP0 указывает на универсальный источник времени, доступный почти на всех устройствах GPS. Нижняя запись NTP1 определяет гораздо более точный PPS источник.

8. Перезапустить ntpd.

Для дистрибутивов с systemd, используйте команду systemctl.
$ sudo systemctl restart ntp

Точная синхронизация времени

Точная синхронизация времени

Временной синхронизацией (синхронизация по времени / тайминг) называется комплекс технических и программных средств, предназначенных для обеспечения дискретной передачи информации о значении точного времени от эталонного источника ко всем элементам системы с целью достижения синхронизации работы их внутренних (собственных) часов с эталонным временем.

Решения, связанные с синхронизацией по времени, находят все большее применение в различных технологических процессах и отраслях, это:

  • сети сотовой связи;
  • компьютерные сети и сервера;
  • банковский сектор и финансовые операции;
  • электрические сети и подстанции;
  • мониторинг объектов, зданий и сооружений;
  • мониторинг транспорта и подвижных объектов;
  • системы безопасности и многое другое.

Сопутствующее оборудование

В зависимости от требований к точности, предъявляемой к временной синхронизации, выбирается источник, который будет считаться эталоном.

Спутники ГНСС оснащены атомными часами, в которых используются внутренние высокостабильные генераторы опорной и тактовой частот (цезиевые и рубидиевые стандарты частоты) для измерения временных характеристик с точностью около 10 нс. Это дает системным интеграторам самый точный в мире и стабильный источник информации о времени.

ГНСС решения для тайминга подходят для широкого спектра применений, где точная синхронизация времени необходима для управления рабочими процессами и данными.

Особенности временной синхронизации, осуществляемой посредством ГНСС:

  • широкий спектр применяемых протоколов для обеспечения информацией о времени, с точностью необходимой для выполнения конкретной задачи (1PPS, VARF, GPST);
  • применение на наземных станциях управления GPS и самих спутниках GPS атомных часов — наиболее точных известных стандартов времени и частоты;
  • точная синхронизация времени двух и более спутниковых систем навигации;
  • возможность национальных лабораторий времени сравнивать свои часы с часами других лабораторий относительно всемирного координированного времени UTC;
  • бесперебойная и надежная работа с внешним генератором тактовых импульсов.

Типы синхронизации времени посредством ГНСС

Синхронизация по времени отдельно взятой системы может быть достигнута с помощью:

  • сгенерированных ГНСС приемником журналов времени;
  • электрических сигналов (1PPS, VARF), генерируемых ГНСС приемником c требуемой тактовой частотой;
  • синхронизация по схеме T-Sync.

Журналы времени

Все сообщения приемников с ГНСС данными содержат информацию с меткой времени. Эта метка времени состоит из номера недели GPS (отсчет номера недели ведется с 5 января 1980 года) и номер секунд в неделе (время недели (TOW)), которое отображает количество секунд от предыдущей полночи (с ноля часов суббота/воскресенье). TOW выводится с дискретностью 1 мс.

Журнал времени содержит несколько фрагментов информации (эпохи), связанных временными событиями (интервалы). Также, в журнале формируются оценки времени UTC, для обеспечения которых, передаваемое спутником GPS навигационное сообщение включает временные разности между GPST (время GPS) и UTC по модулю одна секунда и скорость их изменения.

Для дальнейшей работы с данными журнала времени, данные могут быть преобразованы в общепринятые отраслевые форматы. Это необходимо для хранения и передачи промежуточных измерений, произведенных приёмником, а также выполнения постобработки полученных данных приложениями различных производителей приемников и программ. Например, формат RINEX или GGTTS.

Посекундный импульсный сигнал (1PPS) и переменная частота (VARF)

Для мониторинга часто изменяющихся показателей, например, таких как температура или давление и синхронизация их с данными ГНСС можно использовать сигналы 1PPS или VARF. Так как сигнал 1PPS не содержит информации по дате и времени, его чаще всего используют вместе с другими протоколами синхронизации, например NTP.

Реализация сигнала переменной частоты VARF осуществляется выдачей приемником строба с электрическими импульсами различной длительности (сигнал о необходимости выполнения операции).

Пользователи могут настроить полярность, период и длительность импульса выходного строба. Сигналы VARF могут генерироваться с частотой до 50 МГц, тогда как частота PPS может быть до 100 Герц. Передний фронт сигнала PPS синхронизирован с односекундным тактом часов приемника. На некоторых моделях приемника передний фронт сигнала VARF также можно синхронизировать с односекундным тактом часов приемника. Во всех случаях частота VARF привязана к частоте внутренних часов приемника, которые, в свою очередь, по умолчанию синхронизированы со временем GPS.

Читайте так же:
Регулировка лепесткового сцепления урал 4320

Большинство сообщений содержит информацию о GPS времени в различных сочетаниях и форматах.

Внешний генератор тактовых импульсов

ГНСС приемник по умолчанию управляет внутренним кварцевым генератором. При работе с внешним опорным генератором частоты приемник может использовать только его данные, а также может его подстраивать. Управление подстройкой внешнего опорного генератора осуществляется выходным управляющим сигналом VARF.

При использовании высокоточного внешнего генератора частоты ГНСС измерения могут рассчитываться ГНСС приемником, используя его время и частоту. В этом случае пользователи могут отслеживать смещение и дрейф своего внешнего генератора частоты, анализируя измерения GPS, выполненные с использованием его времени и частоты.

Синхронизация времени по схеме T-Sync

В приемниках NovAtel предусмотрена возможность приема внешних стробов с частотой 5 или 10 МГц и 1PPS для синхронизации внутренних часов с этими сигналами. После отключения/включения питания или перезагрузки T-Sync позволяет внутренним часам приемника повторно надежно синхронизироваться с внешними устройствами. При повторной инициализации приемника смещения по времени не произойдет.

Необходимые аспекты

При выборе ГНСС оборудования для задач временной синхронизации нужно учесть следующие аспекты:

  • требования к точности решения;
  • наличие сигналов ГНСС в месте эксплуатации;
  • скорость (дискретность) решения;
  • непрерывность получения данных;
  • возможность экспорта данных;
  • стоимость системы;
  • возможные ограничения при установке системы;
  • тип решения — в реальном времени и/или постобработка.

Эпилог

Практически ни одно из современных направлений деятельности человека не может обойтись без тесного сотрудничества со смежными системами, дополняющими ее новой информацией. Также, существующие реалии диктуют необходимость не только в обмене огромными объемами всевозможных данных, но и требующими выполнять эти процессы синхронно.

Множество ответственных направлений топливно-энергетической сферы заставляет вести мониторинг процессов в режиме реального времени.

Интеграция инженерных систем и систем безопасности зданий и сооружений не может осуществляться без синхронной работы серверов всех смежных систем.

Изменение климатических условий в разных концах земного шара невозможно увязать без единой системы времени.

Все это требует от нас подходить к каждой новой задаче с большой ответственностью, предлагать нашим клиентам только самое качественное оборудование ГНСС, положительно зарекомендовавшее себя в различных сферах за годы применения.

Компания, ГНСС плюс, предлагает широкий спектр оборудования ГНСС для решения задач синхронизации по времени.

В качестве ГНСС приемника, обеспечивающего прием эталонного времени со спутников ГНСС, может быть использована любая OEM плата NovAtel седьмого поколения, особое внимание стоит обратить на ГНСС плату OEMStar.

Наиболее популярными ГНСС антеннами для решения задач временной синхронизации являются антенны Antcom серии BG3 и BG5 и Tallysman TW3400 и TW3440.

Для тайминга также могут использоваться ГНСС SMART-антенны, такие как Tallysman TW5340.

РИВР. Руководство пользователя

РИВР — акроним фразы «Распространение инвазионных видов растений». Целью создания информационной системы РИВР является автоматизация процесса сбора и отображения сведений о географическом распространении инвазионных видов растений. На сайте http://ib.komisc.ru/add/rivr РИВР отображает сведения о географическом распространении борщевика Сосновского и предоставляет возможность пользователям ресурса дополнять эти сведения самостоятельно.

Программа РИВР является служебным произведением ИБ Коми НЦ УрО РАН (http://ib.komisc.ru), созданной за счет средств Региональной целевой программы развития вычислительных, телекоммуникационных и информационных ресурсов УрО РАН ( РЦП УрО РАН ), учрежденной Президиумом УрО РАН в 2001 г. по инициативе объединенного Ученого Совета по математике, механике и информатике УрО РАН (http://rcp.uran.ru). Проект РЦП-14-И4: «Информационная система для сбора и отображения данных о распространении инвазивных видов растений».

Авторы: И.В. Далькэ (проектирование, тестирование), Е.Г. Мади (написание прграммного кода, проектирование и создание базы данных), И. Ф. Чадин (проектирование, тестирование).

Далькэ И.В. Распространение инвазионных видов растений [Электронный ресурс] / Далькэ И.В., Мади Е.Г., Чадин И.Ф. — Режим доступа : http://ib.komisc.ru/add/rivr.

Согласно условиям проекта программа может безвозмездно использоваться учреждениями, которые до 2013 г. входили в состав Уральского отделения Российской академии наук. Иные лица, кроме указанных, должны получить согласие ИБ Коми НЦ УРО РАН.

При любом использовании программы вне сайта http://ib.komisc.ru указывать ссылку «Далькэ, И.В. Распространение инвазионных видов растений [Электронный ресурс] / Далькэ И.В., Мади Е.Г., Чадин И.Ф. — Режим доступа : http://ib.komisc.ru/add/rivr. — Дата доступа : »

Сбор данных о распространении инвазионных видов растений

Данные о распространении инвазионного вида растений могут быть собраны путем:

Последний из указанных методов наиболее производителен.

Привязка фотографий к географическим координатам. Общие представления

Фотографии, привязанные к географическим координатам (геотегированные), можно получить с помощью устройств, оснащенных фотоаппаратом и системой спутниковой навигации GPS и/или ГЛОНАСС: это может быть GPS-навигатор (например Garmin Montana 650t), фотоаппарат с GPS-чипсетом (например Canon PowerShot S100), смартфон (например Highscreen Boost 2 SE). Фотографии в формате JPEG с этих устройств автоматически получают географическую привязку (в смартфонах может потребоваться установка специальной программы). Нужно только следить за тем, чтобы число доступных для аппарата спутников GPS/ГЛОНАСС было достаточным для привязки снимков с точностью не менее 5-7 м.

Информация о географических координатах хранится в EXIF данных каждого JPEG-файла.

Второй способ позволяет получить геотегированные снимки с использованием любого цифрового фотоаппарата, записывающего снимки в JPEG-файлы и любого GPS/ГЛОНАСС навигатора, позволяющего скопировать записанные треки из памяти навигатора в компьютер. Способ основан на синхронизации часов фотоаппарата и часов GPS навигатора. GPS/ГЛОНАСС навигаторы получают сигналы точного времени со спутников. Часы на фотоаппарате должны быть синхронизированы с временем, отображаемым навигатором. Чем выше скорость движения во время фотосъемки (то есть чем больше расстояние на которое перемещается фотоаппарат в единицу времени между отдельными кадрами) тем выше должна быть точность синхронизации. Это понятно из таблицы:

км/чм/с
51,4
154,2
4011,1
6016,7
9025,0
12033,3

За 1 с при пешей прогулке фотоаппарат в руках сборщика данных переместится на расстояние около 1 м. Если сборщик данных будет перемещаться на велосипеде со скоростью около 15 км/ч, то смещение фотоаппарата останется в пределах погрешности средней точности определения координат навигатором — 5 м.

Вместо синхронизации можно выявить разницу во времени, которую отображает фотоаппарат и навигатор, а затем учитывать эту разницу в процессе обработки снимков на компьютере.

Многие навигаторы не позволяют отобразить время с точностью до секунды. Поэтому можно предложить 1 способ синхронизации времени и 2 способа выявления разницы во времени между двумя устройствами.

Способ синхронизации

Навигатор включить и дать возможность поймать достаточное количество спутников. Для этого, все операции проводить на открытом воздухе или около окна (расположение у окна не во всех случаях гарантирует установление надежной связи навигатора со спутниками).

На навигаторе вывести на экран часы. На фотоаппарате перейти в режим настройки часов и выставить время, отличающееся от выставленного на навигаторе на 1 минуту вперед. Не отрывая глаз от экрана навигатора дождаться наступления следующей минуты. Фотоаппарат держать в руках с пальцем над той кнопкой, которая подтверждает введенные в настройках показания времени. В момент смены минут нажать на нужную кнопку на фотоаппарате. Точность будет зависеть от вашей реакции, но для большинства людей она будет в пределах 1 с.

Способы выявления разницы в показаниях времени

Перед выявлением разницы в показаниях времени рекомендуется выполнить синхронизацию по способу описанному выше. Тогда выявление разницы в показаниях приборов вам потребуется только если вы планируете вести съему из окна автомобили или другого быстро движущегося транспортного средства.

Выявить разницу в показаниях времени между навигатором и фотоаппаратом потребуется и в том случае если вы не выполнили синхронизацию перед началом фотосъемки.

Навигатор включить и дать возможность поймать достаточное количество спутников. Для этого, все операции проводить на открытом воздухе или около окна (расположение у окна не во всех случаях гарантирует установление надежной связи навигатора со спутниками). Далее определить разницу в показаниях времени одним из следующих способов.

Привязка фотографий к географическим координатам. Программное обеспечение для MS Windows

Для выполнения геопривязки фотографий в операционной системе Windows мы использовали многофункциональную программу GeoSetter V.3.4.16. Ссылка на страницу программы на сайте разработчика Friedemann Schmidt. Программа частично русифицирована. Использование графического интерфейса программы не сложное. Что нам потребуется? :

При запуске программы GeoSetter открывается панель из двух частей. В верней части отображается путь к графическим файлам. В нижней части изображение выделенного из списка файла. Сначала указываем путь к графическим файлам, а затем из них выделяем группу файлов к которым мы будем «привязывать» координаты. Затем выбираем в главном меню программы путь : / Графические файлы / Синхронизировать с файлами данных GPS. Или можно воспользоваться сочетанием клавиш CTRL+G.

Выбираем файл GPX для синхронизации (или папку где находятся группа файлов), назначение обнаруженных местоположений, один из четырех способов корректировки времени. После нажатия на кнопку «Да», программа произведет необходимые расчеты, сопоставив данные навигатора и время съемки фотофайлов. При этом она запишет в EXIF данные каждого файла географические координаты. Внимание! После этого следует сохранить изменения: Графические файлы / Сохранить изменения. Или можно воспользоваться сочетанием клавиш CTRL+S. Подготовленные таким образом фотографии готовы для загрузки в систему РИВР.

Привязка фотографий к географическим координатам. Программное обеспечение для Linux

Для выполнения геопривязки фотографий в операционной системе Linux рекомендуем использовать программу gpscorrelate (command line) и графический интерфейс к ней gpscorrelate-gui (GUI ). Ссылка на страницу программы на сайте разработчика Daniel Foote.

Использование графического интерфейса программы очень просто. При запуске открывается одно окно, в котором необходимо указать:

После нажатия на кнопку «Correlate Photos», программа произведет необходимые расчеты, сопоставив данные навигатора и время съемки фотофайлов. При этом она запишет в EXIF данные каждого файла географические координаты.

Если потребуется записанные ранее координаты переопределить, то необходимо сначала удалить старые геоданные, нажав кнопку «Strip GPS tags».

Подготовленные таким образом фотографии готовы для загрузки в систему РИВР.

Ввод данных в систему

Ввод данных о распространении инвазионного вида растений возможен тремя способами:

Перейдите на страницу системы РИВР: http://ib.komisc.ru/add/rivr/. Если вы ранее не были зарегистрированы, то пройдите регистрацию.

Массовая загрузка геотегированных фотографий местообитаний растения

Наиболее простым и производительным методом ввода данных является массовая загрузка геотегированных файлов в формате JPEG.

1. Загружать фотографии лучше всего группами, собранными по признаку даты съемки и места съемки. В поле «Описание места сбора» введите описание группы фотографий (как правило — словесное описание даты и места съемки). 2. Общий объем единовременно загружаемых файлов ограничен 10 Мб. Размер одного файла не может превышать 1 Мб. Это сделано для обеспечения приемлемой скорости работы РИВР. Поэтому, перед загрузкой файлов желательно уменьшить их размер. В Linux это можно сделать с помощью пакета ImageMagick.Например, следующая команда изменит размер всех файлов с расширением «JPG» в текущем каталоге до размеров 640×480 пикселов (около 100-150 Кб на файл):

В Windows массовые операции над графическими файлами удобно делать в программе IrfanView.

3. Откройте в файловом менеджере (например в программе «Проводник» в MS Windows) каталог с нужными фотографиями. Отсортируйте их по названию (обычно названия файлов цифровых фотоаппаратов содержат в названии порядковый номер). Выделяйте подряд файлы до тех пор, пока в Проводник (или ваш менеджер файлов) не сообщит о том, что суммарный размер файлов равен или немногим меньше 10Мб. Запомните номер (название) последнего выделенного файла.

4. Активируйте пункт меню «Добавление данных» –> «Точки» –> «Загрузка файлов с EXIF данными».

5. Нажмите кнопку «Обзор…», найдите каталог с фотографиями, подлежащими к загрузке. Убедитесь, что файлы отсортированы по названию в порядке возрастания. Выделите файлы с первого до того, название (номер) которого вы определили на шаге 3.

6. Нажмите кнопку «Открыть». Система загрузит перечень файлов на страницу и предложит возможность удалить любой из предлагаемых к загрузке файлов:

7. Перейдите в конец списка файлов и нажмите кнопку «Сохранить». Файлы будут загружены на сервер. Данные о географическом положении и дате фотосъемки будут записаны в базу данных РИВР и отображены на карте Яндекс

Ручной ввод сведений по каждому местообитанию

1. Выберите в меню системы РИВР. «Добавление данных» –> «По одной точке».

2. На открывшейся странице, справа открывается форма, которая подлежит заполнению. Обязательными являются поля «Координаты» и «Дата». Координаты записываются в градусах в виде десятичной дроби.

3. Координаты могут быть получены с помощью карты, которая расположена в левой части открывшейся страницы. Нажмите кнопку «Получить координаты» и, используя инструменты масштабирования и перетаскивания найдите нужную точку на карте. После клика по заданной точке поля «широта» и «долгота» будут заполнены автоматически.

Ручной ввод полигонов, в границах которых расположено местообитание

1. Выберите нужный участок карты в удобном для рисования полигона масштабе. Переведите отображение карты в режим «Гибрид».

2. Выберите меню «Добавление данных» –> «Полигоны» –> «Добавление полигонов»

3. Начните рисовать полигон, кликая мышкой на углах будущего полигона. Нарисуйте грубый контур, который далее вы сможете уточнить.

4. Чтобы уточнить контур полигона используйте узлы двух типов: вершина (имеет форму квадрата) , и срединная точка между вершинами (имеет форму круга) . Клик по квадрату вызывает контекстное меню:

Любую срединную точку можно превратить в вершину, если «протащить» ее в сторону от прямого отрезка между вершинами.

5. Завершив работу над рисованием контура полигона, заполните его текстовое описание в правой части страницы и нажмите кнопку «Сохранить».

Отключить страну по щелчку. Что будет с миром, если GPS и ГЛОНАСС перестанут работать?

GPS

Спутниковая навигация отвечает за то, чтобы современный мир работал. Многие из нас даже не догадываются обо всех — многочисленных! — вариантах ее применения. В то же время эта система очень уязвима — и тем уязвимей, чем более она продвинута. Случись что — чем можно ее заменить?

Когда летом прошлого года аэропорт имени Бен-Гуриона в Тель-Авиве внезапно стал испытывать сбои в работе системы GPS, только мастерство авиадиспетчеров помогло предотвратить серьезные происшествия. Помехи, которые создавали трудности для полетов на протяжении трех недель, по мнению специалистов Армии обороны Израиля, возникали из-за работы средств радиоэлектронной борьбы, применявшихся Россией в Сирии.

В отношении международного израильского аэропорта это, конечно, произошло неумышленно, однако показывает, насколько опасными могут быть такие сбои в системе глобального позиционирования, всем известной как GPS.

"Мы все больше осознаем: GPS надо защищать, укреплять и расширять", — говорит Тодд Хамфрис, инженер систем спутниковой связи из Техасского университета в Остине (США).

Сейчас от GPS зависит множество наших повседневных задач.

В самом простом своем виде система сообщает нам, в каком именно месте на планете находится GPS-приемник — в любое время дня и ночи. Такие приемники есть в наших мобильных телефонах и автомобилях. Они позволяют судам прокладывать маршрут среди рифов и сложных каналов, исполняя роль своего рода современного маяка.

Аварийно-спасательные службы полагаются на GPS (и подобные ей национальные системы — как, например, российская ГЛОНАСС, европейская "Галилео" или китайская "Бэйдоу") для того, чтобы найти тех, кто попал в беду.

А вот применение, о котором далеко не все знают: порты не смогли бы работать без спутниковой навигации, потому что их кранам нужна GPS, чтобы находить нужный контейнер.

Системы спутниковой навигации играют важнейшую роль в логистических операциях, помогая доставлять товары и услуги точно и вовремя. Без этих систем полки магазинов быстро пустели бы, а цены были бы выше.

Строительная индустрия использует GPS при обследовании участков для строительства, а рыбаки — для соблюдения строгих правил, регламентирующих процесс ловли рыбы.

Автор фото, Getty Images

Без системы глобального позиционирования мы даже не сможем узнать, куда пошел наш кот

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше. Никаких ненужных подробностей и передергиваний — только факты и взвешенная аналитика.

Конец истории Подкаст

Однако GPS, как и любая другая спутниковая навигация, — это определение не только точного места, но и точного времени. На околоземной орбите кружат 30 спутников, использующих сверхточные атомные часы для синхронизации сигналов. Эти спутники помогают пользователям определять время с точностью до 100-миллиардной доли секунды.

Все сети мобильной связи используют время GPS для синхронизации их наземных станций, а финансовые институты и банки полагаются на него в своих операциях.

Как видим, без спутниковой навигации наша жизнь просто остановилась бы. Но есть ли что-то, чем можно заменить ту же GPS? Могли бы мы справиться без нее?

Согласно оценке Лондонской школы экономики, подготовленной по заказу британского правительства, всего пять дней без спутниковой навигации обойдутся стране более чем в 5,1 млрд фунтов стерлингов ($6,5 млрд).

Из-за отказа системы GPS американская экономика будет терять, по оценкам, один миллиард долларов в день, а если это случится в апреле и мае, когда у фермеров посевная, — то до полутора миллиардов в день.

И тем не менее сбои в работе GPS на удивление часты. Виновниками в некоторых районах мира часто бывают военные, когда тестируют новое оборудование или проводят учения. Правительство США тоже регулярно осуществляет испытания и учения, ведущие к обрыву спутникового сигнала. На работу спутниковых систем влияют и некоторые технические проблемы.

Конечно, кроме GPS, есть и другие подобные системы, о которых мы упоминали выше — все они работают на той же основе, что и GPS. В то же время с развитием технологий растет вероятность того, что в работу этих систем кто-то вмешается и умышленно создаст помехи, а то и вовсе отключит.

Автор фото, Getty Images

GPS, как и любая другая спутниковая навигация, — это определение не только точного места, но и точного времени

Особенно часто по этому поводу высказывают озабоченность те же военные, подчеркивает профессор Чарли Карри, научный сотрудник Королевского института навигации и учредитель британской компании Chronos Technology, которая, среди прочего, занимается проблемами синхронизации в спутниковых навигационных системах.

Военным есть о чем беспокоиться. Изначально спутниковая навигация была разработана Пентагоном, и сейчас ее применяют везде, от боевых кораблей до разведывательных дронов, от "умных бомб" до пехотинцев. И этой системе угрожает опасность.

Средства радиоэлектронного подавления GPS легко купить в интернете. Преступники могут их использовать для выведения из строя систем отслеживания украденных автомобилей — при этом совершенно не заботясь о том, кто еще может от этого пострадать.

Но есть и более серьезные опасности.

"Существует отдаленная угроза того, что вся сеть спутников GPS может быть выведена из строя — как прелюдия к войне, как нападение на важнейший элемент инфраструктуры, на экономику США", — говорит Хамфрис.

Но и силы природы могут быть столь же опасны. Так называемое "событие Кэррингтона", мощнейшая за историю наблюдений геомагнитная буря 1859 года, могла бы вывести из строя всю нынешнюю спутниковую сеть GPS.

Автор фото, Getty Images

Конечно, старая добрая карта поможет нам найти дорогу, но многие аспекты современной жизни уже просто невозможны без систем типа GPS

Итак, если GPS и ее спутниковые сестры вдруг откажут — какие у нас есть альтернативы? Что поможет нашему миру вновь заработать?

Одна из возможных резервных систем — новая версия радионавигационной системы наземного базирования LORAN (от английского Long Range Navigation), которая была разработана во время Второй мировой войны для помощи в навигации кораблям союзников, пересекающим Атлантику. Вместо спутников использовались наземные передатчики с антеннами на мачтах 200-метровой высоты, передающие радионавигационные сигналы.

Поначалу LORAN имела точность в рамках нескольких миль, но к 1970-м годам она могла выдавать местонахождение с точностью до нескольких сотен метров.

В 2000-х, когда GPS сделала LORAN ненужной, в Британии и других странах разобрали ее передатчики, однако современная версия, известная как eLoran, может быть столь же точной, как GPS. Она использует усовершенствованные передатчики и приемники, а также так называемую дифференциальную коррекцию.

Такая версия, как говорят, способна определять местонахождение с точностью до 10 м и даже выше. В отличие от GPS, ее сигналы способны проникать сквозь стены зданий и тоннели — прежде всего потому, что эта система использует более низкую частоту большей мощности, чем спутниковые сигналы.

Сигналам eLoran куда труднее создать помехи — к тому же она не полагается на уязвимые спутники. Проблема только в том, что кто-то должен профинансировать ее развертывание. "eLoran — прекрасная технология, которая заполнит все пробелы в навигации, — говорит Хамфрис. — Если только будут серьезные намерения развернуть ее и поддерживать в рабочем состоянии".

Автор фото, Getty Images

Не только GPS: звезды помогут установить ваше место на планете с точностью до ста метров

Есть и другие подходы, которые не требуют дополнительной инфраструктуры. Задолго до изобретения радио мореплаватели находили путь в океане по солнцу и звездам, используя секстант для определения высоты Солнца и других космических объектов над горизонтом, чтобы узнать свои географические координаты.

Навигация по звездам жива и поныне. Вы удивитесь, но баллистические ракеты, подобные американским "Трайдентам", по-прежнему используют такую навигацию в полете.

Звезды помогут установить ваше место на планете с точностью до ста метров. Но американская компания Draper Laboratory разработала систему звездной навигации нового поколения под названием Skymark, использующую маленький автоматический телескоп для отслеживания (в дополнение к звездам) спутников, МКС и других объектов, вращающихся вокруг Земли.

А поскольку таких быстро движущихся объектов сейчас невероятно много, Skymark может достичь куда большей точности, чем это возможно с "медленными" звездами.

Skymark использует базу данных видимых спутников Земли — как рабочих, так и космического мусора. Создатели утверждают, что точность системы — 15 метров, что близко к результатам GPS.

Порой точность может быть даже выше, но она зависит от того, сколько спутников видны одновременно и какого они размера, подчеркивает Бенджамин Лейн из компании Draper.

Один из недостатков Skymark — она работает при ясном небе. Конечно, использование инфракрасных лучей, более легко проходящих через облака и туман, помогает, но не слишком. В некоторых регионах северного и южного полушарий, где довольно обычна густая облачность, система не столь полезна.

Автор фото, Getty Images/NASA

Отслеживание быстро движущихся вокруг Земли объектов помогает повысить точность навигации по звездам

Возможно, более близка к началу эффективного использования инерциальная навигация, которая применяет акселерометры и гироскопические устройства для определения точной скорости и направления движения и расчета позиции.

Некоторые базовые версии этой системы уже используются. "Когда ваш автомобиль скрывается в тоннеле и вы теряете сигнал GPS, именно инерциальная навигация продолжает вести вас", — говорит Карри.

Проблема с этой навигацией состоит в том, что у нее есть "занос" — рассчитываемая позиция становится все менее точной по мере того, как накапливаются ошибки, поэтому инерциальный навигатор у вас в машине полезен только на время коротких потерь сигнала GPS.

Проблему заноса помогут победить квантовые датчики, которые в тысячи раз чувствительнее, чем ныне существующие устройства.

Французская компания iXBlue применяет их для создания устройства, которое способно будет соперничать по точности с GPS, а ученые из Имперского колледжа Лондона в сотрудничестве со специалистами по лазерам из M Squared в 2018 году показали прототип переносного квантового акселерометра.

Такие квантовые датчики пока существуют только в лабораториях, и должны пройти годы, прежде чем они превратятся в завершенный продукт.

А вот оптическую систему навигации, которая с помощью видеокамер использует ориентиры на местности (например, здания или транспортные развязки), вполне могут ввести в действие уже скоро. Первая ее версия, Digital Scene Matching (корреляция радиолокационного отображения местности с эталонной картографической программой), была разработана для управляемых (крылатых) ракет.

ImageNav, созданная компанией Scientific Systems для ВВС США, — современная система оптической навигации для самолетов. Для определения позиции она обращается к базе данных местности и сравнивает ее с поступающей с видеокамер информацией. ImageNav с успехом испытали на разных самолетах, но она вполне может быть пригодна, например, для беспилотных автомобилей.

Шведская компания Everdrone недавно осуществила первую доставку дроном без применения GPS. Их система использует комбинацию оптической навигации (измеряя скорость по тому, как быстро меняется пейзаж на земле) и идентификации объектов на местности, пролагая маршрут от точки до точки с точностью GPS.

Конечно, этот метод полагается на полную и точную базу изображений местности, что требует большого объема памяти устройства и частых обновлений.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector