Спутниковые навигационные системы

Большой интерес представляют спутниковые системы определения местоположения мобильного объекта с большой точностью – в разных режимах погрешности определения координат могут составлять от нескольких сантиметров до нескольких метров. В качестве мобильного объекта может выступать как любое средство передвижения (автомобиль, яхта, самолет и т. д.), так и человек – пользователь системы.

Проект спутниковой сети для определения координат в режиме реального времени в любой точке земного шара первоначально был создан в министерстве обороны США и назван NAVSTAR (NAVigation Satellite with Timing And Ranging – навигационная система определения времени и дальности). Название Global Positioning System (GPS) – система глобального позиционирования появилось позднее, когда система стала использоваться не только в оборонных, но и в гражданских целях.

Первые шаги по развертыванию навигационной сети были предприняты в середине 70-х, коммерческая же эксплуатация системы в ее современном виде началась с 1995 года. В настоящий момент в сети задействованы 28 спутников, равномерно распределенных по орбитам с высотой 20350 км (для полнофункциональной работы достаточно 24 спутников). Сеть GPS довольно активно развивается – ежегодный прирост ее абонентов составляет примерно 1 млн. приемников.

Базой для определения координат GPS-приемника является вычисление расстояния от него до нескольких спутников, местонахождение которых считается известным (эти данные содержатся в передаваемых со спутников данных). Дальнометрия основана на вычислении расстояния по временной задержке распространения радиосигнала от спутника к приемнику. Если знать время распространения сигнала, то пройденный им путь легко вычислить, просто умножив время на скорость света. При использовании для координации 6-8 спутников (большинство современных аппаратов имеют 12-канальный приемник, позволяющий одновременно обрабатывать информацию от 12 спутников) погрешность местоопределения составляет 3-5 м (высота определяется с точностью около 10 м). Качественно уменьшить ошибку (до нескольких сантиметров) в измерении координат позволяет режим так называемой дифференциальной коррекции (DGPS – Differential GPS).

Компьютерные системы оперативной связи

Сегодня любая солидная организация имеет в своем распоряжении несколько компьютеров, объединенных в локальную корпоративную сеть, несколько факсимильных аппаратов и много телефонов, работающих под управлением офисной АТС, модемную связь для передачи данных, электронную почту, выход в сеть Интернет и т. д. И для всех фирм остро стоит проблема организации оперативной, высокоскоростной, многофункциональной и качественной связи со своими партнерами, сотрудниками, потребителями товаров и услуг.

Компьютерные системы оперативной связи позволяют реализовывать:

• компьютерную телефонию,

• интернет-телефонию,

• компьютерную видеосвязь.

Компьютерной телефонией называют технологию CTI (Computer Telephony Integration, интеграция компьютеров и телефонии), в которой компьютерные ресурсы применяются для выполнения исходящих и приема входящих звонков и для управления телефонным соединением.

Для реализации компьютерной голосовой связи по телефонной линии необходимо иметь:

• голосовой (voice) модем, к одному из входов которого подключается телефонная линия;

• звуковую карту и акустическую систему или наушники;

• микрофон (микрофон и наушники может заменить телефонный аппарат, желательно с тональным набором, подключаемый ко второму входу модема; тональный набор необходим, поскольку многие сервисы работают только с ним).

Интернет-телефония (IP-телефония) является одним из важнейших направлений компьютерной телефонии, предназначенным для передачи голоса, данных и видео по каналам глобальной сети Интернет.

Для передачи по Интернету голосового трафика его надо оцифровать, закодировать, поместить в пакеты данных, передать пакеты по сети, собрать пакеты на принимающем узле, декодировать и воспроизвести.

При организации телефонных переговоров по вычислительным сетям необходимо передавать два типа информации:

• командную;

• речевую.

К командной информации относятся сигналы вызова, разъединения, а также другие служебные сообщения.

Видеоконференция или видеоконференцсвязь (Videoconferencing) – обмен оцифрованными видеоизображениями и звуком между двумя или более удаленными сторонами. Передаваемые данные могут включать в себя потоки видео, неподвижные изображения объектов, информацию из графиков, файлов или приложений. Это позволяет участникам конференции слышать, видеть своих собеседников и сотрудничать с ними в реальном времени.

Видеоконференции принято классифицировать по числу связей, поддерживаемых одновременно с каждым компьютером:

• настольные («точка-с-точкой», PC-to-PC или face-to-face – лицом к лицу) видеоконференции предназначены для организации связи между двумя компьютерами;

• студийные («точка-с-многими») видеоконференции ориентированы на пере­дачу видеоинформации из одного места во многие (выступление перед ауди­торией);

• групповые («многие-с-многими») видеоконференции предполагают общение одной группы пользователей с другой группой.

Проведение настольных видеоконференций практических трудностей не вызывает, если не считать маленький размер видеоокна монитора (некоторые системы видеоконференций воспроизводят видео лишь в четверть-экранном формате QCIF — Quarter Common Intermedia Format) и сопряженную с этим слабую разрешающую способность картинки. Но при организации достаточно динамичной видеокоференции из трех участников возникают пока еще трудноразрешимые проблемы с пропускной способностью каналов связи. Например, если связь осуществляется по обычным телефонным линиям, требуется большая подготовительная работа, а если средой передачи является ЛВС, проведение такой видеоконференции способно парализовать все остальные работы в сети. Проблемы связаны именно с динамикой процесса, так как для пересылки одного 256-цветного полноэкранного кадра без сжатия необходимо передать около 1,5 Мбайт данных, что может потребовать до 10 и более секунд.

Но если абстрагироваться от качества изображения и динамики картинки на экране, то становятся очевидными и достоинства видеосвязи:

• можно видеть своего собеседника;

• показывать друг другу рисунки и чертежи;

• демонстрировать различные изделия;

• интерактивно дистанционно управлять прикладными программами.

Типовая система видеосвязи состоит из мультимедийного компьютера, оснащенного видеокамерой, микрофоном, устройствами оцифровки изображения и звука (видео- и аудиокарт, которые обычно выполняют и сжатие сообщений), одной или нескольких прикладных программ организации видеосвязи, и, самое важное, эффективной системы связи абонентов между собой. Канал связи должен быть достаточно широкополосным (обеспечивающим высокую скорость передачи) без прерываний и существенных задержек сигнала, иначе изображение будет дергаться, звук – искажаться.